白自龍 陳帥 孟嘉益 王晨（長(zhǎng)慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017300）

ZTY470M L9×9型天然氣壓縮機(jī)組啟動(dòng)方式改進(jìn)研究

白自龍 陳帥 孟嘉益 王晨（長(zhǎng)慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017300）

ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組的啟動(dòng)方式為缸頭啟動(dòng)，啟動(dòng)氣源無(wú)特殊要求，天然氣或壓縮空氣皆可。天然氣啟動(dòng)時(shí)，低壓燃料氣與高壓?jiǎn)?dòng)氣在動(dòng)力缸混合，形成爆燃現(xiàn)象，存在極大安全隱患，本篇論文針對(duì)其啟動(dòng)方式開展研究分析，并得出其可行性改造方案，進(jìn)行改造。

ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組；啟動(dòng)方式；改造

概述

ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組是成都?jí)嚎s機(jī)廠生產(chǎn)的一種整體式壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)排量25×104m3/d，額定轉(zhuǎn)速440RPM，排氣壓力3.5MPa。其啟動(dòng)方式為缸頭啟動(dòng)，目前所用氣源是天然氣，以天然氣作為啟動(dòng)氣源存在一定的危險(xiǎn)性。

圖1 ZTY470ML9×9天然氣壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)圖

一、原有啟動(dòng)方式

圖2 ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組觸發(fā)器與飛輪磁極

圖3 ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組缸頭啟動(dòng)系統(tǒng)流程圖

該機(jī)組采用缸頭啟動(dòng)方式，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)先手動(dòng)打開啟動(dòng)氣球閥，啟動(dòng)氣通過(guò)凸輪配氣機(jī)構(gòu)，主要由液壓柱塞和注氣閥組成的燃料氣注氣閥組（每只缸一個(gè)），柱塞頂開注氣閥以定時(shí)定量有次序地供給動(dòng)力缸燃?xì)?，通過(guò)推動(dòng)缸頭運(yùn)動(dòng)從而使飛輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力缸點(diǎn)火系統(tǒng)主要是通過(guò)“觸發(fā)器”中的“觸發(fā)線圈”與飛輪上的“啟動(dòng)磁極”或“運(yùn)行磁極”作用產(chǎn)生電子脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)通過(guò)接線盒內(nèi)的接線端子連入電子盒，電子盒內(nèi)的可控硅讀出是動(dòng)力幾缸需點(diǎn)火，然后通過(guò)磁電機(jī)將低壓電流（160V左右）通過(guò)低壓導(dǎo)線導(dǎo)入所需點(diǎn)火的動(dòng)力缸高壓包進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換由火花塞進(jìn)行點(diǎn)火。當(dāng)動(dòng)力缸點(diǎn)火后立即關(guān)閉啟動(dòng)氣球閥，同時(shí)迅速打開燃料氣球閥，這樣壓縮機(jī)組就啟動(dòng)成功。

以天然氣作為啟動(dòng)氣氣源，ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組可以正常啟機(jī)，但是天然氣是易燃易爆介質(zhì)，存在安全隱患，其危險(xiǎn)具有不確定性，故需將啟動(dòng)氣源改變成空氣啟動(dòng)。

二、啟動(dòng)方式改進(jìn)研究

原有啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單方便，易于操作維護(hù)，但是同時(shí)存在很大的安全隱患。如果操作人員在動(dòng)力缸點(diǎn)火后不關(guān)閉啟動(dòng)氣球閥而直接打開燃料氣球閥，高壓?jiǎn)?dòng)氣竄入動(dòng)力缸爆燃后會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的爆缸事故，不僅造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失，可能導(dǎo)致人員傷亡。

鑒于此，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)四套改進(jìn)方案，并對(duì)其可行性進(jìn)行分析研究。

方案一：設(shè)計(jì)防誤操作機(jī)構(gòu)

導(dǎo)致事故發(fā)生的最直接原因是啟動(dòng)氣球閥未關(guān)閉的情況下燃料氣球閥被誤打開，造成低壓燃料氣與高壓?jiǎn)?dòng)氣混合，形成危險(xiǎn)。鑒于此，設(shè)計(jì)一個(gè)閥門聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，保證在啟動(dòng)氣球閥未關(guān)閉的情況下燃料氣球閥無(wú)法打開，這樣就有效地避免了誤操作。

防誤操作連桿撥叉機(jī)構(gòu)，在A向視圖中人手動(dòng)搬動(dòng)啟動(dòng)氣球閥手柄，通過(guò)連桿帶動(dòng)俯視圖中下部所示的圓板轉(zhuǎn)動(dòng)，與圓板同軸的是一套錐齒輪，從而將扭矩傳遞到豎直桿上，豎直桿另一端為鏈輪機(jī)構(gòu)，鏈條另一段與撥叉尾部相連，撥叉上裝有彈簧。當(dāng)啟動(dòng)氣球閥由關(guān)閉狀態(tài)旋轉(zhuǎn)到打開狀態(tài)時(shí)，撥叉由于彈簧松弛將燃料氣球閥手柄叉死，不能旋轉(zhuǎn)；當(dāng)啟動(dòng)氣球閥手柄旋轉(zhuǎn)到關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，撥叉被拔出來(lái)，燃料氣球閥可以打開。

方案二：加裝啟動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)

機(jī)組上加裝啟動(dòng)馬達(dá)，并在飛輪上加工齒槽，有效避免高壓?jiǎn)?dòng)氣進(jìn)入動(dòng)力缸，從而從根本上防止因啟動(dòng)氣進(jìn)入動(dòng)力缸爆燃而引起的事故。

方案三：加裝燃?xì)怆姶徘袛嚅y系統(tǒng)

機(jī)組啟動(dòng)方式為氣體通過(guò)注氣閥組有序的對(duì)三個(gè)動(dòng)力缸定時(shí)定量提供氣量，從而推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)使機(jī)組正常運(yùn)行。在原有啟動(dòng)氣管線上加裝一套燃?xì)怆姶徘袛嚅y，同時(shí)利用原有的速度傳感器。當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，燃?xì)怆姶徘袛嚅y切斷啟動(dòng)氣，打開燃料氣球閥，從而使得機(jī)組運(yùn)行。

方案四：跟換啟動(dòng)氣介質(zhì)

增加一套空壓機(jī)及壓縮空氣儲(chǔ)罐系統(tǒng)，將壓縮空氣引入原有的天然氣啟動(dòng)氣管線，不對(duì)壓縮機(jī)組本身進(jìn)行任何改造，不改變壓縮機(jī)啟動(dòng)方式。由于壓縮空氣不可燃燒，這樣即使由于誤操作，壓縮空氣進(jìn)入動(dòng)力缸也不會(huì)發(fā)生爆缸事故。

三、啟動(dòng)方式改造

綜合四種改造方式的優(yōu)缺點(diǎn)及改造費(fèi)用，本著降低風(fēng)險(xiǎn)、簡(jiǎn)化操作、節(jié)省投資的原則，優(yōu)先選擇第四套方案并對(duì)其技術(shù)改造。

1.措施實(shí)施

（1）每個(gè)集氣站增加一套壓縮空氣系統(tǒng)裝置，包括兩臺(tái)壓縮機(jī)組、一個(gè)儲(chǔ)氣容量3m3儲(chǔ)氣罐等設(shè)施。單臺(tái)壓縮機(jī)組提供啟動(dòng)氣源時(shí)，儲(chǔ)氣罐充滿額定壓力所需時(shí)長(zhǎng)為5分鐘左右；而兩臺(tái)壓縮機(jī)組提供啟動(dòng)氣源時(shí)，則需要7分鐘。

（2）空氣啟動(dòng)氣源的壓力等級(jí)與原有的天然氣氣源相同；

（3）充分利用原有的啟動(dòng)氣管線，只在天然氣壓縮機(jī)組啟動(dòng)氣控制閥門管線處加裝一個(gè)等徑三通將原有管線與改造管線鏈接即可，同時(shí)切斷原有啟動(dòng)氣管線及氣源，確保天然氣與空氣無(wú)法混合，而且在天然氣壓縮機(jī)組機(jī)身不做任何

（4）因蘇里格春秋季時(shí)間長(zhǎng)。風(fēng)沙大，為滿足空氣壓縮機(jī)環(huán)境要求，加裝一套簡(jiǎn)易彩板房，充分保證空氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行。

2.改造效果評(píng)價(jià)

將啟動(dòng)氣源由天然氣改造為壓縮空氣，根本上避免了高壓?jiǎn)?dòng)氣與低壓燃料氣的混合，同時(shí)不對(duì)天然氣壓縮機(jī)組本體進(jìn)行任何改造，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。該機(jī)組目前運(yùn)行平穩(wěn)，維護(hù)簡(jiǎn)單，儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存額定壓力空氣，能保證天然氣壓縮機(jī)組正常運(yùn)行5個(gè)月左右。

四、結(jié)語(yǔ)

1.將ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機(jī)組的啟動(dòng)氣源由天然氣改造成壓縮空氣，避免了由于天然氣啟動(dòng)而發(fā)生的爆缸事件，消除安全隱患。

2.該套空氣壓縮機(jī)組僅需簡(jiǎn)易安裝即可，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，運(yùn)行平穩(wěn)。

［1］成都天然氣壓縮機(jī)廠.ZTY470ML9×9天然氣壓縮機(jī)組使用說(shuō)明書.

［2］遂寧市華旭科技有限公司.HXKQ-2-1.0/3.0型空氣壓縮機(jī)組使用說(shuō)明書. TiO2的催化效率分別為98.6%，95.5%，90.3%。1%Au/TiO2的催化效率明顯大于TiO2的催化效率。