長輸管道離心式壓縮機異常停機原因與處理策略

王志偉

（沈陽鼓風機集團股份有限公司，沈陽 110869）

離心式壓縮機工作系統比較復雜，因此影響其工作穩定性的因素較多。如果沒有做好壓縮機的相關維護工作，則會經常發生停機事故。為了有效減輕停機事故所造成的影響，很多企業會采用備用壓縮機組的方式，但提高了生產成本。

1 長輸管道離心壓縮機組的結構與運行原理

某段天然氣長輸管道離心壓縮機組含有4臺GE新比隆公司BCL355型離心式壓縮機。該離心壓縮機組的主要由壓縮機、齒輪箱、潤滑系統、干密封系統、控制系統、變頻設備以及循環水等[1]構成。機組結構相對復雜，且對機組整體的穩定性要求非常高。壓縮機組主體結構如圖1所示。

圖1 GE BCL355型壓縮機組主體結構

在壓縮機組實際運行過程中，電動機帶動壓縮機組主軸葉輪進行轉動。此時，管道中的天然氣在離心力的作用下被輸送到擴壓器，從而使葉輪中間地帶天然氣變得稀薄，吸引吸氣室的氣體快速通入葉輪位置[2]。隨著葉輪的快速轉動，氣體不斷被壓縮到擴壓器，進而實現氣體的高速、持續流入。該壓縮機組自2013年投入使用到目前為止，累計出現異常停機故障16次，具體情況如表1所示。

表1 壓縮機組異常停機情況統計表

2 長輸管道離心壓縮機異常停機的主要原因

壓縮機停機事故可以分為保壓停機和停機放空。保壓停機過程中往往不會放空其中的天然氣。如果放空壓縮機停止運行，其中的天然氣處于放空狀態。

造成保壓停機的因素往往較多，主要涉及以下7方面。第一，機組振動超過了設定值，造成壓縮機保壓停機。第二，機組軸向發生較大的位移，造成機組保壓停機。第三，機組軸承溫度超過了設定值，造成保壓停機現象。第四，機組潤滑系統的潤滑油壓力低于設定值，造成保壓停機。第五，儀表風壓力低于設定值，造成保壓停機現象。第六，熱旁通閥導通，造成機組保壓停機。第七，SCADA系統產生了保壓停機信號[3]。

壓縮機實際運行過程中發生放空停機的概率較低，通常和放空壓力和相關按鈕有關。在設備運行過程中，旁通閥異常打開會對設備造成嚴重傷害。故障檢測器檢測到系統出現嚴重故障，如3個檢測開關導通了2個時，機組會進行緊急停機。為了避免發生更大的事故，壓縮機會放空停機。放空停機的主要原因包括以下幾個方面。第一，干氣密封一次放空壓力超過高聯鎖時會放空停機。第二，如果系統認為按下了放空按鈕，也會造成放空停機。第三，如果探測器探測到大量可燃氣體泄漏，會進行放空停機。第四，機組電控柜出現故障，也會造成放空停機。

3 離心壓縮機異常停機問題的有效對策分析

3.1 機械系統導致的故障停機對策分析

離心式壓縮機的內部機械結構比較復雜，其中任何一個環節出現問題，都會影響機組的正常運行。一旦壓縮機驅動端出現嚴重的軸向位移和徑向位移，壓縮機轉子在運行過程中就會出現較為嚴重的振動和發熱。若溫度超出系統所設定的值，就會造成壓縮機停機。為了有效解決以上問題，相關人員應定期維護檢修壓縮機本體，及時發現機械結構的故障和問題，并及時進行處理。定期檢查重要部件的磨損程度、變形情況以及位移情況，及時發現問題并進行調整和更換，避免其在運行過程中出現問題。

3.2 自控系統導致的故障停機對策分析

當前離心式壓縮機依靠自控系統進行控制。一旦自控系統出現問題，很容易導致系統出現停機事故。自控系統的故障很多源于邏輯故障和邏輯元件損壞。為了有效避免此類問題，應該在邏輯程序使用前全面審查程序的正確性，并做好程序運行仿真工作，及時發現其中的邏輯問題進行糾正。為了避免由于邏輯故障導致的停機，相關人員應定期檢查電路情況，及時更換故障的電子元件，已保證電路處于正常運行狀態[4]。

3.3 電力系統問題導致的停機事故對策分析

如果外電網發生故障，壓縮機系統會立即停機。為了有效避免該情況的發生，系統可以采用雙線路供電模式，一旦檢測到其中一組線路發生故障，可以及時進行切換，以保證壓縮機的連續運轉。此外，企業電力管理部門應該及時掌握上游變電情況，做好線路的切換工作，保證壓縮機系統的正常供電。

3.4 工藝系統和輔助系統問題造成的停機現象對策分析

如果安全閥誤動作，會直接導致停機。安全閥誤動作主要由壓力檢測器件發生故障造成。因此，應定期檢查該器件的實際工作情況，并定期進行更換。系統在必要時可以安裝電子壓力檢測件。電子壓力檢測器件采用傳感器并聯的形式，其中一組傳感器異常并不會影響檢測結果，大大提高了安全閥壓力檢測的可靠性，可有效避免誤動作的發生。此外，可以采用一次放空回路與站內放空管路隔離的方式，以徹底杜絕該類問題的發生。

3.5 加強整機維護

維護是提升離心式壓縮機整體性能的重要基礎。維護工作不是簡單的流程，而是科學、合理的系統布局。從離心式壓縮機維護工作開展角度出發，加強設備環節的維護尤為重要。第一，過濾器維護。過濾器是離心式壓縮機的重要組成部分，主要以清洗和檢查為主，保證過濾器無灰塵和無雜質。檢查的重要性在于發覺問題和安全隱患，通過及時有效檢查判斷過濾器是否存在損壞現象，進而降低其故障率。第二，加強齒式聯軸器的維護。齒式聯軸器對離心式壓縮機穩定運行影響較大，其維護重點在于齒式聯軸器潤滑油的檢測。定期、定時檢查其內部潤滑裝置，如發現缺油、漏油等情況，應第一時間進行處理，保障齒輪不會因缺乏潤滑而造成嚴重磨損。第三，加強周圍環境的優化處理。通過整體規劃、集中防范、協調處理的方式，將周邊環境對設備的影響降至最低[5]。

4 結語

離心式壓縮機在天然氣管道運輸過程中起著關鍵作用，一旦出現異常停機狀況，將嚴重影響天然氣的正常輸送。因此，工作人員需要提升對壓縮機異常停機問題的重視程度，加強日常巡檢，深入了解引發異常停機故障的原因，并采取有效措施對其進行防控，從而盡可能降低出現異常停機狀況的幾率，推動天然氣行業健康發展。