張文琦 張浩然

（長(zhǎng)慶油田采氣三廠第一處理廠 內(nèi)蒙古鄂爾多斯）

一、引言

蘇里格氣田屬于低壓、低滲、低產(chǎn)、低豐度的“四低”氣田，隨著氣田不斷發(fā)展和工藝技術(shù)不斷改進(jìn)，天然氣壓縮機(jī)已經(jīng)成為氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中必不可少的增壓設(shè)備。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，天然氣壓縮機(jī)日益朝著大型化、高度自動(dòng)化、高附加值的方向發(fā)展，造成機(jī)械設(shè)備與電子控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系更加緊密，一旦某一部位發(fā)生故障，將造成整臺(tái)設(shè)備癱瘓，而且頻繁的故障和較長(zhǎng)的檢修時(shí)間常常造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡事故的發(fā)生，對(duì)天然氣壓縮機(jī)的可靠性、可用性、可維修性、經(jīng)濟(jì)性和安全性提出了越來(lái)越高的要求。

在天然氣開(kāi)采、集輸和處理過(guò)生產(chǎn)程中對(duì)壓縮機(jī)的依賴(lài)性更強(qiáng)，對(duì)壓縮機(jī)完好率、運(yùn)行時(shí)效、增壓效率及安全節(jié)能等要求越來(lái)越高，因此，在設(shè)備運(yùn)行實(shí)際過(guò)程中，如能對(duì)隱含的故障進(jìn)行正確的早期預(yù)報(bào)和診斷，使壓縮機(jī)在不分解的情況下就能準(zhǔn)確的判斷出故障部位，借助先進(jìn)的傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)信號(hào)處理技術(shù)，分析設(shè)備中異常的情況和原因，對(duì)于減少和預(yù)防事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)預(yù)知維修是延長(zhǎng)設(shè)備保用壽命、降低維修費(fèi)用、消除天然氣壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中安全隱患、提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益具有很大的促進(jìn)作用。

二、往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行中常見(jiàn)故障及原因分析

往復(fù)式壓縮機(jī)是石油、化工生產(chǎn)流程中的重要設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)流程運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。如果運(yùn)行中的壓縮機(jī)出現(xiàn)非計(jì)劃性停車(chē)，將導(dǎo)致一系列問(wèn)題：影響工藝流程、造成巨大的生產(chǎn)損失、增加額外的維修費(fèi)用、影響人員、環(huán)境及設(shè)備安全。研究表明80%的非計(jì)劃性停車(chē)是由于氣閥、活塞/活塞桿、填料、活塞環(huán)/支承環(huán)故障引起的。對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以提前發(fā)現(xiàn)診斷以上故障，防患于未然，減少意外停機(jī)和災(zāi)難性事故，保證設(shè)備長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證生產(chǎn)流程的正常運(yùn)行。因此，對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)可以在早期確認(rèn)設(shè)備故障根源、延長(zhǎng)壓縮機(jī)的運(yùn)行周期、避免非計(jì)劃性停機(jī)、提高壓縮機(jī)的可靠性、降低運(yùn)行成本、提高產(chǎn)量、增加潛在的利潤(rùn)、增加人員及設(shè)備的安全性

根據(jù)多年的使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，天然氣壓縮機(jī)故障主要?dú)w納為2大類(lèi)：一類(lèi)是流體性質(zhì)的,屬于機(jī)器熱力性能故障。主要表征是壓縮機(jī)工作時(shí)排氣量不足,排氣壓力、溫度及級(jí)間壓力、溫度異常等；另一類(lèi)是機(jī)械性質(zhì)的，屬于機(jī)器動(dòng)力性能故障,其主要特征是壓縮機(jī)工作時(shí)異常的響聲、振動(dòng)和過(guò)熱。往復(fù)壓縮機(jī)設(shè)備故障主要體現(xiàn)在3個(gè)方面，一是氣閥故障，主要表現(xiàn)為吸氣閥或者排氣閥泄漏、閥門(mén)撞擊、閥門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉異常、斷簧等故障；二是缸體和活塞件等運(yùn)動(dòng)件故障，主要表現(xiàn)為十字頭敲擊、活塞磨損、活塞鎖緊螺母松動(dòng)、大小頭瓦磨損或者間隙異常、主軸承故障等；三是壓縮機(jī)性能故障，包括活塞桿超載、填料函泄漏、壓縮機(jī)容量、功率、效率降低等。另外針對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)的輔機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備常見(jiàn)故障。

三、往復(fù)式壓縮機(jī)綜合故障監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

往復(fù)式壓縮機(jī)作為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，其故障監(jiān)測(cè)技術(shù)手段和方法很多，通常采用的是在線(xiàn)間接診斷方法，即通過(guò)二次診斷信息來(lái)間接判斷其中關(guān)鍵零部件的狀態(tài)變化。常見(jiàn)方法：直觀檢測(cè)、熱力性能參數(shù)監(jiān)測(cè)、振動(dòng)噪聲監(jiān)測(cè)、智能診斷系統(tǒng)等。

1.往復(fù)式壓縮機(jī)組綜合故障檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)介

美國(guó)Dynalco公司專(zhuān)業(yè)從事往復(fù)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷，成立超過(guò)40年，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在石油、石化、船舶、鐵路、壓縮機(jī)制造等行業(yè)，是國(guó)外在往復(fù)設(shè)備故障診斷和分析領(lǐng)域取得多年成功應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)化公司。2011年采氣三廠配備一套R(shí)ecip-Trap 9260型往復(fù)式壓縮機(jī)綜合檢測(cè)儀（圖1），并組織人員外出培訓(xùn)并參與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)交流，初步熟悉了檢測(cè)儀器的各項(xiàng)應(yīng)用功能和操作技術(shù)。

Dynalco9260CR包括1臺(tái)多通道分析儀和Rtwin9.2軟件包，收集機(jī)械的工作狀況和性能數(shù)據(jù)，做出設(shè)備管理方面的決策；可以監(jiān)測(cè)分析動(dòng)力缸、壓縮機(jī)及輔機(jī)狀態(tài)，檢測(cè)參數(shù)包括振動(dòng)、壓力、溫度和超聲等，分析包括沖程壓力變化、二階點(diǎn)火和動(dòng)力缸點(diǎn) 火 峰 值 壓 力 (ECR)統(tǒng)計(jì)分析、沖程振動(dòng)和壓力變化、壓力、振動(dòng)、超聲和頻譜趨勢(shì)分析、壓縮機(jī)時(shí)域壓力和壓力值的理論-實(shí)際比較、族群比較以及頻譜分析、快照獲取、故障檢測(cè)、瀑布譜和統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）

圖1 往復(fù)式壓縮機(jī)綜合檢測(cè)儀

儀器配置及參數(shù)。定相靜態(tài)（DC）壓力，使用專(zhuān)利的水冷AQUA-PROBE傳感器，檢測(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)范圍：-14.7～5000 Pa或者-14.7～1250 Pa，也可按客戶(hù)需求定制。定相振動(dòng)，低頻（1～8 kHz），標(biāo)準(zhǔn)（ 5.6～44 kHz），中等（ 180～8 kHz）高頻（ 15.6 kHz～44 kHz）。 定相超聲：36 kHz～44 kHz。 紅外測(cè)溫，-29～1316 ℃。

定相初階點(diǎn)火，AC（ -10～+10 V）或者 DC（ -10～+10 V）波形分析。定相二階點(diǎn)火，點(diǎn)火時(shí)間和統(tǒng)計(jì)值（100個(gè)循環(huán)），波形分析?；钊\(yùn)動(dòng)（可選），通過(guò)接近探針（200 mV/mil）檢測(cè)定相活塞位置波形。 定相振動(dòng)，位移（ 0～100 mil），速度（ 0～8 ips），加速度（ 0～50 g）。 傳統(tǒng)振動(dòng)，時(shí)域波形和頻譜（ 3～20 kHz），峰值，RMS，pseudo-peak，位移、速度和加速度。速度顯示，磁吸或光速傳感器。位置指示/傳送，次/軸旋轉(zhuǎn)度數(shù)或者次/磁座傳感器用于計(jì)時(shí)。BETA-LINK是無(wú)線(xiàn)的角度位置傳輸和接收系統(tǒng)。

2.往復(fù)式壓縮機(jī)綜合故障監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

（1）往復(fù)式壓縮機(jī)綜合故障監(jiān)測(cè)在然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用分析。通過(guò)監(jiān)測(cè)相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角的壓力、振動(dòng)、超聲波信號(hào)，將氣閥開(kāi)啟與關(guān)閉、氣缸壓縮與膨脹和監(jiān)測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，綜合分析和判斷事件具體性質(zhì)，得到有價(jià)值的信息。監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，得到一組反映燃燒釋放熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能完善程度的性能參數(shù)，如平均有效壓力Pe、指示功率Pi等。分析發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的壓力曲線(xiàn)和性能數(shù)據(jù)，能夠判斷各缸不平衡、死缸、爆燃、軟點(diǎn)火、早燃等性能狀況；同時(shí)結(jié)合各缸相位移動(dòng)、超聲波曲線(xiàn)，還能判斷進(jìn)排氣閥、燃?xì)忾T(mén)、缸套、活塞環(huán)、軸瓦等故障。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)次級(jí)點(diǎn)火電壓波形監(jiān)測(cè)分析及應(yīng)用。點(diǎn)火次級(jí)單缸波形測(cè)試主要用來(lái)分析單缸的點(diǎn)火閉合角 (點(diǎn)火線(xiàn)圈充電時(shí)間)；分析點(diǎn)火線(xiàn)圈和次級(jí)高壓電路的性能 (從燃燒線(xiàn)或點(diǎn)火擊穿電壓）；檢查單缸混合氣空燃比是否正常(從燃燒線(xiàn))；分析電容性能 (白金或點(diǎn)火系統(tǒng))；查出造成氣缸斷火的原因 (從燃燒線(xiàn)，如：污濁或破裂的火花塞)；單缸次級(jí)點(diǎn)火波形可以觀察每個(gè)氣缸持續(xù)燃燒時(shí)間的變化以及電壓和閉合角。

波形分析方法：確認(rèn)幅值、頻率、形狀和脈沖寬度等判定性尺度，在各缸的點(diǎn)火波形上是一致的。各缸之間的點(diǎn)火峰值電壓高度應(yīng)基本相等，在急加速或高負(fù)荷條件下由于氣缸壓力的增加，所有缸的點(diǎn)火峰值電壓高度都應(yīng)該增加。任何峰值電壓高度與實(shí)際的偏差都意味著可能存在故障。點(diǎn)火波形峰值電壓明顯增高，則表明該缸的點(diǎn)火次級(jí)電路中電阻過(guò)大。這可能是點(diǎn)火高壓線(xiàn)可能開(kāi)路或電阻太大。反之，如果有一個(gè)缸的點(diǎn)火波形峰值電壓比較低，則可能是點(diǎn)火高壓線(xiàn)短路或火花塞間隙過(guò)小、火花塞受污損或破裂。

（3）蘇14-3站1#天然氣壓縮機(jī)（DPC-2803）發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電壓波形監(jiān)測(cè)（圖2）。連續(xù)采集高壓導(dǎo)線(xiàn)的次級(jí)點(diǎn)火電壓波形及100個(gè)工作循環(huán)的點(diǎn)火統(tǒng)計(jì)，分析線(xiàn)圈、導(dǎo)線(xiàn)故障，火花塞間隙，點(diǎn)火提前角等故障。

圖2 點(diǎn)火電壓波形及檢測(cè)報(bào)告

監(jiān)測(cè)結(jié)果分析：1#缸兩個(gè)線(xiàn)圈的次級(jí)點(diǎn)火電壓波形正常，下部火花塞的電離電壓和震蕩波形偏弱，不及上部火花塞的1/10；2#缸的兩個(gè)次級(jí)繞組的點(diǎn)火電壓波形也是上下反折的，下部點(diǎn)火信號(hào)明顯弱于上部；3#缸下部火花塞的失火率達(dá)到86%；6個(gè)火花塞的點(diǎn)火提前角平均值為-3.4°，表明點(diǎn)火是在上止點(diǎn)之后才開(kāi)始。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力缸壓力-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)(PT)監(jiān)測(cè)應(yīng)用。蘇14-3站1#發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)分析（圖3）。采集40個(gè)工作循環(huán)的缸內(nèi)燃燒壓力曲線(xiàn)，計(jì)算各缸的指示功率、判斷各缸做功是否平衡、分析活塞環(huán)、進(jìn)排氣門(mén)是否漏氣，是否存在爆燃、失火等故障。

圖3 動(dòng)力缸PT檢測(cè)曲線(xiàn)及報(bào)告

檢測(cè)結(jié)果分析。3個(gè)動(dòng)力缸燃燒開(kāi)始的角度平均值為19°，這個(gè)角度是指壓力曲線(xiàn)脫離純壓縮曲線(xiàn)而開(kāi)始上升的位置，而這個(gè)時(shí)刻應(yīng)該在上止點(diǎn)位置即0°附近出現(xiàn)為最好；這也是因點(diǎn)火提前角滯后引起的。從3個(gè)缸的壓力-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)上可以十分明顯的看到這一情況：活塞經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)后，壓力曲線(xiàn)沒(méi)有立刻上升，而是逐漸降低，在19°位置才開(kāi)始上升。

1#缸和2#缸的排氣溫度值為369℃和366℃，在冬季這個(gè)溫度值稍偏高，調(diào)整點(diǎn)火提前角之后應(yīng)該會(huì)降低。3個(gè)缸的超聲波、高頻振動(dòng)、低頻振動(dòng)幅值正常；1#缸的振動(dòng)頻譜中53 Hz的頻率分量幅值高出其他2個(gè)缸的2倍以上，原因與1#動(dòng)力缸偶爾出現(xiàn)的爆燃有關(guān)。3個(gè)動(dòng)力缸的指示功率分別為99 kW、125 kW、102 kW，則該機(jī)總的指示功率為325 kW。檢查更換3#缸下部火花塞，并調(diào)整點(diǎn)火提前角，故障排除，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正常。

（5）蘇14-5站3#發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)分析（圖4）。檢測(cè)結(jié)果，1#動(dòng)力缸燃燒開(kāi)始的角度為 0°，2#缸為-4°，3#缸為-1°，2#缸燃燒稍偏早，動(dòng)力缸工作行程中有爆燃現(xiàn)象，其余2個(gè)缸處于最佳的燃燒起始位置。調(diào)整壓縮機(jī)點(diǎn)火提前角，使點(diǎn)火開(kāi)始時(shí)間位于上止點(diǎn)前10°。爆燃現(xiàn)象消失。3個(gè)缸的排氣溫度值分別為342℃、344℃、343℃，處于較好的范圍之內(nèi)。3個(gè)動(dòng)力缸的指示功率分別為111 kW、107 kW、107 kW，則該機(jī)總的指示功率為325 kW。

圖4 動(dòng)力動(dòng)力缸PT檢測(cè)曲線(xiàn)及報(bào)告

3.發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力缸超聲波監(jiān)測(cè)分故障分析及應(yīng)用

采集每個(gè)缸20個(gè)工作循環(huán)的超聲波、高頻振動(dòng)、低頻振動(dòng)波形，分析各缸氣門(mén)間隙是否正常、是否漏氣，各缸是否存在爆燃、失火等故障，判斷氣門(mén)正時(shí)是否正確。二處5#卡特G3616發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭超聲波檢測(cè)分析，見(jiàn)圖5。

圖5 G3616發(fā)動(dòng)抽缸頭超聲波監(jiān)測(cè)信號(hào)

根據(jù)以上16個(gè)動(dòng)力缸監(jiān)測(cè)到的超聲波圖譜分析。9#缸在排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻之前約49°曲軸轉(zhuǎn)角位置出現(xiàn)了偏高的超聲波尖峰（圖6），連續(xù)取9#缸8個(gè)工作循環(huán)超聲波監(jiān)測(cè)圖譜進(jìn)行觀察，該尖峰依然存在，高頻振動(dòng)曲線(xiàn)上也有此尖峰，在排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻的尖峰仍存在；9#缸在壓縮沖程結(jié)束時(shí)刻至燃燒做功中期這一段時(shí)間，超聲波基線(xiàn)呈漸縮形，分析是缸內(nèi)燃燒粗暴引起。

圖6 9號(hào)缸超聲波監(jiān)測(cè)信號(hào)

7#缸和11#缸在排氣門(mén)關(guān)閉之前約20～30°曲軸轉(zhuǎn)角位置出現(xiàn)了超聲波尖峰，幅值較低，可以暫不考慮；而其他缸在此位置并未出現(xiàn)此信號(hào)。

2#缸和16#缸在做功沖程，超聲波曲線(xiàn)出現(xiàn)菱形波形，表明這2個(gè)缸存在爆燃。其他缸超聲波、高頻振動(dòng)和低頻振動(dòng)信號(hào)正常。

4#缸排氣溫度為482℃，稍偏低，其20個(gè)做功循環(huán)的超聲波波形在排氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)刻，有一個(gè)循環(huán)缺失紡錘形波形，表明20個(gè)循環(huán)中有1個(gè)循環(huán)不燃燒做功；其余各缸的排氣溫度均在正常范圍之內(nèi)。

各缸燃燒時(shí)間，7#缸時(shí)間最長(zhǎng)，為5.03 ms；6#缸燃燒時(shí)間最短，為3.57 ms；各缸燃燒時(shí)間分散度偏大，說(shuō)明預(yù)燃室燃?xì)鉂舛日{(diào)整不均勻。

根據(jù)超聲波檢查結(jié)果分析，主要問(wèn)題是發(fā)動(dòng)機(jī)2#、9#、11#、16#存在不同程度的爆燃現(xiàn)象，分析為這4個(gè)缸預(yù)燃室混合氣調(diào)整過(guò)濃。4#缸燃燒溫度較低，7#缸燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，說(shuō)明這2個(gè)缸混合氣調(diào)整過(guò)稀，經(jīng)過(guò)重新調(diào)整各缸預(yù)燃室混合氣濃度，發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，各缸排氣溫度均在503～511℃。

4.發(fā)動(dòng)機(jī)高頻、低頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)故障分析及應(yīng)用

采集每個(gè)缸20個(gè)工作循環(huán)的超聲波、高頻振動(dòng)、低頻振動(dòng)波形，分析各缸氣門(mén)間隙是否正常、是否漏氣，各缸是否存在爆燃、失火等故障，判斷氣門(mén)正時(shí)是否正確。

一處理廠2#燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)（G3608）缸頭高、低頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析（ 圖 7）。

圖7 G3608發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭高低頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)信號(hào)

各缸點(diǎn)火時(shí)間檢測(cè)見(jiàn)表1。7#缸的高頻振動(dòng)和低頻振動(dòng)曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)刻的沖擊幅值偏高，說(shuō)明該缸進(jìn)氣門(mén)間隙偏大。各缸燃燒時(shí)間分散度稍大，3#缸和6#缸的燃燒時(shí)間分別為 4.63 ms和 4.48 ms，稍偏大；1#缸、2#缸、7#缸稍偏小。

表1 各缸點(diǎn)火時(shí)間 ms

故障檢查處理：經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)7缸進(jìn)氣門(mén)間隙為0.71 mm，比冷態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)間隙大0.21 mm，重新調(diào)整所有氣門(mén)間隙，使用進(jìn)氣間隙0.5 mm、排氣門(mén)間隙1.25 mm、燃?xì)忾g隙0.64 mm，故障排除。通過(guò)調(diào)整各缸預(yù)燃室燃?xì)膺M(jìn)氣濃度，將燃燒時(shí)間控制在4 ms左右。

5.天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷分析

（1）壓縮缸壓力-轉(zhuǎn)角(PT)曲線(xiàn)、容積(PV)曲線(xiàn)。采集每個(gè)雙作用壓縮缸軸側(cè)和蓋側(cè)20個(gè)工作循環(huán)的壓力曲線(xiàn)，據(jù)此計(jì)算每個(gè)缸軸側(cè)和蓋側(cè)的指示功率、處理氣量、氣閥功率損失、余隙百分比。蘇14-5站3#壓縮機(jī)檢測(cè)，見(jiàn)圖8。

圖8 壓縮機(jī)缸壓力-轉(zhuǎn)角（PT）監(jiān)測(cè)信號(hào)

故障分析，1#壓縮缸蓋側(cè)的壓力曲線(xiàn)只在2.9 MPa和3.3 MPa之間波動(dòng)，表明該缸吸氣閥沒(méi)有打開(kāi)，排氣閥一直處于開(kāi)啟或嚴(yán)重漏氣狀態(tài)；1#壓縮缸軸側(cè)和2#壓縮缸的壓力-轉(zhuǎn)角(PT)曲線(xiàn)，壓力-容積(PV)曲線(xiàn)正常。

故障檢查處理，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)排氣閥蘑菇頭彈簧大部分?jǐn)嗔眩▓D9），造成排氣密封不嚴(yán)，排出口高壓氣體進(jìn)入壓縮機(jī)，導(dǎo)致進(jìn)氣閥不能打開(kāi)，漏入氣缸的高壓氣體反復(fù)做功，導(dǎo)致進(jìn)氣閥溫度升高。更換蓋側(cè)端排氣閥彈簧及蘑菇閥，故障排除。

圖9 排氣閥蘑菇彈簧斷裂圖

（2）活塞桿受力載荷監(jiān)測(cè)分析。蘇14-5站3#壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)圖見(jiàn)圖10。

故障分析，因1#壓縮缸蓋側(cè)壓力一直在排氣壓力3.2 MPa附近變動(dòng)，在工作過(guò)程中活塞桿未產(chǎn)生反向角，一直處于受壓的狀態(tài)，造成十字頭銷(xiāo)和襯套交替潤(rùn)滑受到影響。更換蘑菇頭彈簧后，故障消除，蓋端壓縮缸工作正常，活塞桿受力及連桿瓦潤(rùn)滑狀態(tài)恢復(fù)完好。2#壓縮缸的活塞桿受力載荷曲線(xiàn)和十字頭高頻振動(dòng)幅值正常。

蘇14-5站3#壓縮機(jī)DPC-2803為例分析，壓縮缸振動(dòng)檢測(cè)見(jiàn)圖11，結(jié)果顯示，壓縮缸蓋側(cè)和軸側(cè)的高頻振動(dòng)幅值正常。

氣閥的超聲波檢測(cè)分析見(jiàn)圖12。監(jiān)測(cè)分析，1#壓縮缸蓋側(cè)靠里面的排氣閥基線(xiàn)變寬，說(shuō)明有漏氣的氣流聲傳過(guò)，該缸的其他幾個(gè)氣閥的超聲波曲線(xiàn)也受到影響，基線(xiàn)有所增寬。其他氣閥超聲波監(jiān)測(cè)正常。

圖10 壓縮缸活塞桿載荷變化信號(hào)

圖11 壓縮機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)信號(hào)

圖12 氣閥超聲波監(jiān)測(cè)信號(hào)

氣閥溫度檢測(cè)，見(jiàn)圖13。壓縮缸的余隙、指示功率、吸氣和排氣閥功率損失報(bào)告。監(jiān)測(cè)分析，由于1#壓縮機(jī)蓋端壓縮缸排氣閥漏氣，高壓氣體漏入壓縮缸內(nèi)反復(fù)做功，致蓋端壓縮缸排氣閥溫度上升到88℃，比其他排氣閥溫度高出20～22℃；進(jìn)氣閥溫度也隨之升高到26℃，比其他進(jìn)氣閥溫度高出12℃。

壓縮機(jī)各缸處理氣量計(jì)算分析見(jiàn)表2(每天萬(wàn)立方米)?？偺幚須饬?1H+1C+2H+2C=24.05×104m3/d。

表2 各缸處理氣量 （每天萬(wàn)立方米）

由于1#壓縮缸蓋側(cè)（1H）的排氣閥漏氣，其指示功率僅為22 kW，處理氣量為0；壓縮機(jī)總的指示功率為286 kW；處理氣量每天24.05萬(wàn)立方米。檢修排氣閥后，壓縮缸工作正常，故障排除。

圖13 壓縮機(jī)氣閥溫度監(jiān)測(cè)信號(hào)

四、結(jié)論

往復(fù)式壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障的診斷技術(shù)在蘇里氣田的應(yīng)用仍處于探索階段,采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)進(jìn)行故障診斷，改變了以往直觀檢測(cè)方法，通過(guò)各項(xiàng)參數(shù)監(jiān)測(cè)與故障分析，可以診斷故障發(fā)生的部位，故障產(chǎn)生的類(lèi)型和性質(zhì)，采取科學(xué)的預(yù)防措施，實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)知維修，預(yù)防各類(lèi)設(shè)備事故的發(fā)生，降低設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，提高設(shè)備安運(yùn)行的安全可靠性，能夠滿(mǎn)足設(shè)備在線(xiàn)檢測(cè)要求。檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、方便、實(shí)用，是現(xiàn)代設(shè)備故障診斷技術(shù)努力的方向。目前大多采用對(duì)壓力、溫度、振動(dòng)、波形信號(hào)及綜合參數(shù)的監(jiān)測(cè)分析、診斷，進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的判斷故障類(lèi)型及部位。大多數(shù)故障都可在振動(dòng)及波形信號(hào)中反映出來(lái),對(duì)機(jī)器的某些故障如采用溫度、壓力信號(hào)更直接、簡(jiǎn)便,而對(duì)整個(gè)機(jī)器的監(jiān)測(cè)和故障診斷則可建立在各項(xiàng)參數(shù)的綜合分析上，對(duì)天然氣壓縮機(jī)在蘇里格氣田安全運(yùn)行有很重要的意義。