孟慶鵬

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加大了我國(guó)對(duì)于石油資源的需求，做好海洋油氣資源的開采是我國(guó)石油開采發(fā)展的重要方向。自安裝采油平臺(tái)是集成化、系統(tǒng)化的石油開采裝備，天然氣發(fā)電機(jī)組作為其中重要的組成部分對(duì)于保障平臺(tái)的電力供應(yīng)發(fā)揮著極為重要的作用。為保障天然氣發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，除了加強(qiáng)對(duì)于天然氣發(fā)電機(jī)組的日常維保外，還需要注意做好天然氣發(fā)電機(jī)組各種故障的分析與排除，以便最大限度的提高天然氣發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，保障平臺(tái)的正常電力供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：自安裝采油平臺(tái)；天然氣發(fā)電機(jī)組；故障；維修

中圖分類號(hào)TM31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）32-0168-02

引言

自安裝采油平臺(tái)是綜合性的海上生產(chǎn)平臺(tái)，天然氣發(fā)電機(jī)組作為其重要的電力供應(yīng)設(shè)備，需要加強(qiáng)日常維保與故障檢修，從而最大限度的提高天然氣發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性與運(yùn)行時(shí)間。本文將在結(jié)合對(duì)天然氣發(fā)電機(jī)組故障分析與處理實(shí)例的基礎(chǔ)上，對(duì)如何做好天然氣發(fā)電機(jī)組的故障分析與處理進(jìn)行簡(jiǎn)要分析闡述。

1 天然氣發(fā)電機(jī)組的參數(shù)介紹

海洋石油161主機(jī)房?jī)?nèi)布置有一臺(tái)濟(jì)柴天然氣發(fā)電機(jī)組，主要技術(shù)參數(shù)如下：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為CCFJ1000J-YA，發(fā)動(dòng)機(jī)功率：1000kWm，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1000rpm，發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)：16缸，缸徑為190mm，發(fā)動(dòng)機(jī)沖程為215mm，發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是4沖程、渦輪增壓、閉式冷卻形式，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)潤(rùn)滑油壓力為4bar，潤(rùn)滑油溫度：75℃，冷卻水溫度為90℃，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的燃?xì)鈮毫?0Kpa，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的發(fā)火順序： 1-14-6-10-2-13-5-16-8-11-3-15-7-12-4-9。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)型號(hào)為1FC6 566-6SA42，額定功率1000KW，額定電壓400V，額定電流1804A。發(fā)電機(jī)工作時(shí)的頻率為50Hz，功率因數(shù)為0.8（滯后）。

2 天然氣發(fā)電機(jī)組常見故障實(shí)例分析

在天然氣發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的過程中較為常見的故障類型有天然氣發(fā)電機(jī)組無法啟動(dòng)或是啟動(dòng)困難、柴油機(jī)達(dá)到啟動(dòng)后曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)但發(fā)電機(jī)沒有點(diǎn)火以及潤(rùn)滑、冷卻以及排煙等方面的故障。為保障天然氣發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，需要結(jié)合天然氣發(fā)電機(jī)組的故障現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)的分析，并采取合理的手段予以排除，對(duì)于故障頻發(fā)的問題需要結(jié)合故障現(xiàn)象通過技術(shù)改造等的方式來提高天然氣發(fā)電機(jī)組的可靠性。

2.1 天然氣機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)

現(xiàn)象：2016年8月7日天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)大。

措施：對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢修：吹掃進(jìn)氣空氣濾器、清洗天然氣濾器、氣閥間隙調(diào)整，發(fā)現(xiàn)1缸排氣閥調(diào)整螺釘損壞進(jìn)行更換，啟動(dòng)然氣機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)依然波動(dòng)；經(jīng)過重新分析后判斷故障原因可能是發(fā)動(dòng)機(jī)中冷器損壞，而后機(jī)修人員對(duì)中冷器更換后啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常。

2.2 天然氣機(jī)潤(rùn)滑、缸套水加熱系統(tǒng)問題

現(xiàn)象：天然氣機(jī)中的滑油加熱器自帶油泵排量小流速低，其系統(tǒng)滑油循環(huán)緩慢；加熱器只是在局部加熱，使滑油局部過熱，受溫度控制加熱器停止運(yùn)行；實(shí)際內(nèi)部滑油溫度并未達(dá)到設(shè)定的溫度。缸套水預(yù)熱裝置也存在同樣問題，冬天缸套水預(yù)熱溫度滿足不了啟機(jī)要求，低溫環(huán)境條件下起機(jī)，很容易造成缸套拉傷和軸瓦燒壞。

措施：為保障天然氣機(jī)的正常運(yùn)行可以對(duì)設(shè)備中的加熱器滑油循環(huán)泵、缸套水加熱器循環(huán)泵的排量及其加熱器的功率進(jìn)行適應(yīng)性匹配，使得其能夠滿足系統(tǒng)的循環(huán)要求，保障潤(rùn)滑油及加熱水的正常供應(yīng)在實(shí)際的改造中可以通過更換大排量的油泵以增加系統(tǒng)潤(rùn)滑油的循環(huán)速度，為解決加熱器局部加熱的問題可以采用水加熱裝置對(duì)滑油進(jìn)行整體加熱或是增加加熱范圍的方式來規(guī)避局部加熱的問題。

2.3 換熱器問題

現(xiàn)象：2016年11月10日，凌晨1點(diǎn)某平臺(tái)天然氣機(jī)在運(yùn)行的過程中鍋爐發(fā)電工巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)膨脹水箱（內(nèi)加防凍液）液位緩慢下降，在對(duì)天然氣機(jī)外部進(jìn)行檢查后并未發(fā)現(xiàn)明顯的泄漏點(diǎn)，而后對(duì)天然氣機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢查后經(jīng)過排查判斷，判斷為氣機(jī)高溫水、低溫水換熱器內(nèi)換熱芯銅管腐蝕（液位下降），后經(jīng)拆機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)確為燃?xì)鈾C(jī)低溫水熱交換器芯體一根銅管腐蝕內(nèi)漏。

措施：對(duì)泄漏部分采取拆除高低溫水冷卻器兩端封蓋。對(duì)燃?xì)鈾C(jī)低溫水熱交換器芯體內(nèi)漏銅管封堵，并更換防腐鋅棒的處理措施，而后啟動(dòng)燃?xì)鈾C(jī)運(yùn)行正常。制定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于熱交換芯棒需要定期進(jìn)行檢查，每半年更換一次。

2.4 天然氣機(jī)曲軸箱排氣系統(tǒng)故障

現(xiàn)象：海洋石油161平臺(tái)天然氣機(jī)自投產(chǎn)以來，曲軸箱出口管線結(jié)臘造成曲軸箱排氣不暢，油氣分離器底部有冷凝水排出。并且因?yàn)楦滋状畾獾膯栴}，造成油氣分離器底部有可燃?xì)饧癈O的出現(xiàn)。

措施：對(duì)其進(jìn)行改造去掉了油氣分離器，直接改成了直通。并在水平段管線上增加了冷凝水回收排放裝置，目前結(jié)臘問題已基本解決（每次排放積液時(shí)在水桶表面及桶壁上會(huì)出現(xiàn)蠟狀附著物），但冷凝水問題依然比較明顯。在今后的使用中應(yīng)當(dāng)對(duì)曲軸箱內(nèi)潤(rùn)滑油的含水進(jìn)行密切的關(guān)注，每10天對(duì)曲軸箱內(nèi)滑油進(jìn)行含水化驗(yàn)，確?；蜋z測(cè)結(jié)果中含水率都在0.1%以下。

2.5 天然氣機(jī)氣缸漏氣

現(xiàn)象：2015年9月16日值班人員在對(duì)天然氣機(jī)進(jìn)行例行巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)然氣機(jī)第12缸附近出現(xiàn)比較明顯的漏氣聲音，在進(jìn)行氣體測(cè)量時(shí)未發(fā)現(xiàn)可燃?xì)猓?4缸附件發(fā)現(xiàn)一氧化碳，一氧化碳濃度為38ppm。經(jīng)過分析查找后發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)可能在12缸（12缸的排氣溫度較低）。此外，在天然氣機(jī)14缸排氣管墊片損壞也可能引起泄漏。

措施：

（1）先將氣機(jī)停下冷卻后更換天然氣機(jī)14缸排氣管密封墊片，啟機(jī)測(cè)試發(fā)現(xiàn)一氧化碳含量降低到10ppm，氣機(jī)帶載時(shí)刺漏聲音依然存在，將氣機(jī)停下，而后繼續(xù)檢查排氣管以及12缸的進(jìn)氣。

（2）更換了天然氣機(jī)12缸的進(jìn)氣密封，檢查排氣管時(shí)發(fā)現(xiàn)16缸的排氣管出現(xiàn)裂紋，使用庫存?zhèn)溆门艢夤芨鼡Q。啟機(jī)進(jìn)行帶載測(cè)試氣體刺漏聲依然存在，使用測(cè)報(bào)儀進(jìn)行檢測(cè)，未檢測(cè)出一氧化碳，在12缸上方的中冷器下部發(fā)現(xiàn)了可燃?xì)鈭?bào)警，可燃?xì)鉂舛葹?5%LEL，懷疑有可能是中冷器的密封墊損壞導(dǎo)致，使用泡沫液進(jìn)行檢測(cè)確認(rèn)中冷器密封墊沒有損壞，繼續(xù)進(jìn)行可燃?xì)饴c(diǎn)查找，發(fā)現(xiàn)中冷器下部有一顆掉落的螺栓。endprint

（3）在1～8缸側(cè)進(jìn)行氣體檢測(cè)，可燃?xì)鉂舛葹?0%LEL，初步確認(rèn)燃?xì)庑孤┯擅撀涞穆菟▽?dǎo)致。在確定故障點(diǎn)后為徹底解決故障，將中冷器吊起，將中冷器底部螺栓抹上密封膠后擰緊，回裝中冷器，檢查無誤后啟機(jī)測(cè)試，天然氣機(jī)運(yùn)行正常。

2.6 儀控系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)象：2015年10月15日天然氣發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行模式下電壓調(diào)節(jié)出現(xiàn)問題，電壓最高達(dá)到453V，且電壓自動(dòng)調(diào)整緩慢，只能打至手動(dòng)調(diào)整電壓降至400V，且天然氣機(jī)的帶載能力不足，帶載1100kW以下時(shí)燃?xì)鈾C(jī)的負(fù)荷在370kW-500kW左右波動(dòng)；帶載1300kW以上時(shí)，燃?xì)鈾C(jī)的負(fù)荷在400kW-800kW波動(dòng)。而當(dāng)起制氮機(jī)和外輸泵的時(shí)候，無功功率波動(dòng)比較大。

措施：對(duì)燃?xì)鈾C(jī)EGS，AVR和PPU參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)的修正，調(diào)節(jié)EGS 燃?xì)鈾C(jī)升速速率由25轉(zhuǎn)每秒調(diào)整到5轉(zhuǎn)每秒，Droop（下降率）調(diào)整Droop率3.0%改為5.0%，調(diào)節(jié)此參數(shù)使燃?xì)鈾C(jī)的速度反應(yīng)比較穩(wěn)定。PID增益的 P增益：功率20%時(shí)0.8現(xiàn)改為1.0，功率40%時(shí)1.2現(xiàn)改為1.4，功率60%為1.4現(xiàn)改為1.6。改變這些參數(shù)為了使燃?xì)鈾C(jī)調(diào)速器反應(yīng)更快，AVR板S（壓降特性）原為0 調(diào)整為45%。當(dāng)壓降特性為0時(shí)電壓特性平直，并車運(yùn)行時(shí)易引起過大的無功功率，改為45%時(shí)電壓穩(wěn)定后，兩臺(tái)主機(jī)（天然氣機(jī)和原油機(jī)）并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)無功功率平均分配，無功功率對(duì)燃?xì)鈾C(jī)沖擊較小。修改PPU模塊內(nèi)的參數(shù)：編號(hào)：2600 Relay control GOV ON TIME 375ms改為350ms，編號(hào)：2580 P Control relay Kp 10改為8。修改編號(hào)2600和2580是為了使ABB功率調(diào)節(jié)更趨于穩(wěn)定。參數(shù)是否匹配與天然氣機(jī)的正常運(yùn)行密切相關(guān)，需要結(jié)合天然氣機(jī)的運(yùn)行情況對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行一定的調(diào)整。

2.7 天然氣發(fā)電機(jī)增壓系統(tǒng)檢修

現(xiàn)象：在天然氣機(jī)的檢修中，發(fā)現(xiàn)天然氣發(fā)電機(jī)滑油液位不正常下降，加注新潤(rùn)滑油后短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)明顯的下降，停機(jī)后對(duì)氣機(jī)展開了全面排查，發(fā)現(xiàn)氣機(jī)A列（XCA09926）渦輪增壓器擋片處存在異常滲油現(xiàn)象，初步判斷為渦輪增壓器B軸承磨損導(dǎo)致?lián)跗幝┯?。由于增壓器（XCA09926）廢氣端密封環(huán)損壞、磨損或與密封環(huán)相配合的蝸殼處磨損導(dǎo)致漏油。

措施：更換新增壓器，并將漏油增壓器返廠檢修。

3 結(jié)論和建議

天然氣發(fā)電機(jī)組是采油平臺(tái)中重要的電力供應(yīng)設(shè)備，同時(shí)也是危險(xiǎn)性較高的設(shè)備。本文結(jié)合天然氣機(jī)維修實(shí)例對(duì)天然氣機(jī)常見故障進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的處理、改進(jìn)措施。為此類型天然氣機(jī)組的可靠運(yùn)行提供了借鑒。

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