陳月娥 趙勇 王先朝(中石油新疆油田公司采氣一廠，新疆 克拉瑪依 834000)

為保證新疆北疆穩(wěn)定供氣和西氣東輸二線戰(zhàn)略安全，新疆油田公司選定呼圖壁氣田改建地下儲氣庫，壓縮機全部采用ARIEL公司KBU-6臥式對稱平衡雙作用往復壓縮機。本文對呼圖壁儲氣庫壓縮機常見故障及機理進行了分析，并根據故障情況制定了適應性改造方案，對往復式壓縮機的故障削減研究有著重要的意義。

1 壓縮機運行故障分析

第一注氣周期期間，各類故障導致壓縮機停機211次。往復式壓縮機結構復雜、部件繁多，故而引起故障的原因很復雜，具有多樣性和并發(fā)性。運行期間三類問題對注氣壓縮機平穩(wěn)運行影響較大：第一類是壓縮機氣閥故障造成壓縮機停機35次；第二類是壓縮機振動造成管線卡箍上的螺栓斷裂；第三類是壓縮機出口除油系統(tǒng)除油效率低，氣缸潤滑油隨天然氣進入氣層，對氣層造成一定的污染。針對這三類問題，提出相應的技術改造方案。

2 壓縮機適應性改造

2.1 壓縮機氣閥改造

2.1.1 氣閥損壞原因分析

呼圖壁儲氣庫壓縮機所使用氣閥為網狀閥，主要由閥座、升程限制器、閥片、彈簧、氣閥螺栓和螺母組成。通過對損壞氣閥狀況分析，損壞原因主要有兩類：

2.1.1.1 氣閥開啟和關閉由氣體沖擊和下部8根彈簧雙重作用力而產生，氣閥高頻運行極易造成彈簧疲勞損壞，其中某一根彈簧損壞會導致閥片運動不平衡，與閥座產生撞擊，損壞閥片。

2.1.1.2 注氣壓縮機氣閥運行工況嚴苛，二級氣閥閥隙氣流速度最高達51m/s，閥片撞擊頻率33次/秒，每天撞擊次數高達285萬次。

2.1.2 氣閥結構改造

對儲氣庫注氣壓縮機氣閥實際運行工況進行計算機動態(tài)仿真模擬計算，根據計算結果對氣閥進行相應的改造設計。通過分析研究，對氣閥改造如下：

2.1.2.1 重新對閥片材質進行選材，采用航天復合材料（聚醚醚酮本體，添加二硫化鉬及碳纖維等），該材料具有較好的柔性，適合于嚴格要求低摩擦系數和耐磨耗用途的場合，并將閥片加厚，提高閥片抗沖擊能力；

2.1.2.2 取消閥片定位銷，讓閥片有更大的運行自由度，有效避免氣流脈動紊流導致閥片傾側運動時卡住，并特別設計一種彈簧減振栓，用于降低撞擊力；

2.1.2.3 重新核算氣閥彈簧，修正彈簧的啟閉角，并重新布局彈簧，改善閥片的運動性能。

將改造后的新型氣閥應用于5#壓縮機組，運行4000小時，24只氣閥均未損壞，氣閥使用壽命延長了300%。

2.2 壓縮機管箍改造

2.2.1 管箍斷裂原因分析

經過一段時期對震動產生的機理和設備本身結構適應性分析，確定造成卡箍斷裂的原因有兩點：

2.2.1.1 壓縮后的天然氣以脈沖狀態(tài)外輸，產生脈沖震動，由于機組冷卻和運行時緩沖罐熱膨脹狀態(tài)不同，使得緩沖罐支撐存在虛撐或頂絲過緊現象，起不到有效的抑振作用，造成管線振動過大。

2.2.1.2 固定式管箍能夠有效抑制垂向振動，而對水平向振動無法產生有效穩(wěn)固作用，水平向沖擊力較大，造成管箍螺栓斷裂，并且管箍的螺栓為焊接結構，一旦損壞不能及時更換。

2.3 管箍適應性改造

2.3.1 在二級出口緩沖罐的底座下面增加墊塊，機組運行平穩(wěn)后，機組部件及管線經過充分受熱膨脹，定期檢查并調整每臺機組二級出口緩沖罐的支撐，降低振動幅度。

2.3.2 根據管線震動特點重新設計管線卡箍，每個固定點采用兩個半環(huán)形鋼箍包裹管線，使其受力于管線180°面，以克服來自于垂直向和水平向震動。管箍底座采用活動螺母固定，便于拆卸和更換。

采用設計發(fā)明的新型管箍，同時定期檢查調整緩沖罐支撐，壓縮機震動由9mm/s降低到4mm/s，并且再無管箍斷裂現象發(fā)生，出現螺栓振松現象，只需緊固即可。

3.3 除油器內部結構優(yōu)化

3.3.1 除油效率低原因分析

3.3.1.1 濾芯固定不牢：將除油器打開后發(fā)現，內部安裝濾芯6個，其中4個因螺桿固定不緊，與底座脫開，天然氣未經過除油濾芯除油，直接輸出。

3.3.1.2 濾芯選型不佳：對濾芯安裝完好的除油器取樣化驗，發(fā)現氣體含油量依然很高，表面因濾芯孔隙度過大或選型不佳導致處理量不夠。

3.3.2 除油器適應性改造

3.3.2.1 經多次試驗，研制出頂部固定盤，將除濾芯頂部通過一個固定盤固定，使其成為一個整體，避免了單根濾芯因受到局部沖擊過大而搖曳脫落。

3.3.2.2 將原配置的A-11667型號除油濾芯，更換為PCH?GC-336型號的濾芯。新型濾芯由不同尺寸纖維和高密度聚酯交錯纏繞，層層覆蓋，最終形成一個錐形螺旋，增加了潤滑油的除油效率，而原濾芯過濾層只采用了普通聚酯材料，簡單疊加方式。此外與原濾芯相比，新濾芯材質更加結實耐用，厚度增加了1mm，能夠降低高壓力沖擊對濾芯的損壞，延長了濾芯使用壽命。

除油器內部結構改造及優(yōu)化后，壓縮機潤滑油除油效率凈增加96%。

4 結語

通過對壓縮機進行適應性改造，2013年因設備故障停機累計211次，2014年故障停機僅26次，故障停機率降低85.6%，改善了壓縮機運行效率，延長壓縮機使用壽命，為含有大型壓縮機組的其他氣田及儲氣庫提供了可供借鑒的解決措施。

[1]王發(fā)輝等.往復壓縮機故障診斷研究現狀及展望《壓縮機技術》2007年第2期.

[2]渠汝濤等.往復活塞式壓縮機關鍵部件故障原因分析《科技創(chuàng)新與應用》2014年第24期.