趙軍

摘? 要：緬甸達(dá)吉達(dá)項(xiàng)目的天然氣增壓機(jī)無(wú)法熱備用，緬甸達(dá)吉達(dá)110MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目投產(chǎn)以來(lái)，多次因天然氣增壓機(jī)不能熱備用而導(dǎo)致機(jī)組跳閘，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，給機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了不利影響。針對(duì)增壓機(jī)不能熱備用的問(wèn)題，通過(guò)從增壓機(jī)的設(shè)計(jì)、選型并結(jié)合其他項(xiàng)目和其他類(lèi)型的壓縮機(jī)分析討論，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視與日常維護(hù)，可緩解不利影響，而要從根本上解決問(wèn)題，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：增壓機(jī)? 往復(fù)活塞式? 熱備用? 設(shè)計(jì)? 選型? 緩沖系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U464 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）11（c）-0096-02

緬甸達(dá)吉達(dá)110MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目配置1臺(tái)GE公司6F.03重型燃機(jī)，天然氣調(diào)壓站配置2臺(tái)天然氣增壓機(jī)，電廠(chǎng)燃料為天然氣，氣源由Zawtika氣田（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Z氣源）和Yadana氣田（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Y氣源）供應(yīng)。

一臺(tái)增壓機(jī)出現(xiàn)故障跳閘，另一臺(tái)增壓機(jī)不能熱備用及時(shí)啟動(dòng)，導(dǎo)致燃機(jī)供氣中斷，出現(xiàn)燃機(jī)跳閘現(xiàn)象，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

1? 增壓機(jī)分類(lèi)及工原理

增壓機(jī)可分為活塞式與葉輪式兩種?；钊绞强侩妱?dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置變速驅(qū)動(dòng)活塞壓縮氣體;葉輪式增壓機(jī)是通過(guò)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣驅(qū)動(dòng)葉輪壓縮氣體。

葉輪式天然氣增壓機(jī)根據(jù)氣流在壓氣機(jī)的流動(dòng)方向，可將壓氣分為兩大類(lèi)，氣流沿離開(kāi)葉輪中心方向流動(dòng)的叫作離心式壓縮機(jī);氣流沿與葉輪軸平行方向流動(dòng)的叫作軸流式壓縮機(jī)。

1.1 緬甸達(dá)吉達(dá)項(xiàng)目天然氣增壓機(jī)

緬甸達(dá)吉達(dá)項(xiàng)目的天然氣增壓機(jī)為WG64/1738型往復(fù)對(duì)稱(chēng)平衡四列兩級(jí)無(wú)油潤(rùn)滑活塞式壓縮機(jī)。其工作原理為：壓縮機(jī)由隔爆型異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)重型撓性聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)，然后由連桿和十字頭將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成活塞的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。該機(jī)氣缸為雙作用，即蓋側(cè)和軸側(cè)都有相應(yīng)的工作腔。以蓋側(cè)為例，當(dāng)活塞由蓋側(cè)始點(diǎn)位置向軸側(cè)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓋側(cè)容積變大，腔內(nèi)殘留氣體膨脹。壓力下降，與進(jìn)氣腔內(nèi)壓力產(chǎn)生壓力差，當(dāng)壓力差大于吸氣閥彈簧力時(shí)，吸氣閥打開(kāi)。隨著活塞繼續(xù)向軸側(cè)運(yùn)動(dòng)，將氣體吸入缸內(nèi)，活塞達(dá)到內(nèi)止點(diǎn)時(shí)吸氣完畢。隨后活塞又從軸側(cè)位置向蓋側(cè)方向返回移動(dòng)，此時(shí)吸氣閥關(guān)閉，隨著活塞的繼續(xù)移動(dòng)，缸內(nèi)容積不斷變小，已吸入的氣體受到壓縮，壓力逐步升高。當(dāng)缸內(nèi)壓力高于排氣腔內(nèi)壓力且壓力差大于排氣閥彈簧力時(shí)，排氣閥打開(kāi)，缸內(nèi)已被壓縮的氣體開(kāi)始排出。當(dāng)活塞返回到外止點(diǎn)（蓋側(cè)始點(diǎn)位置）時(shí)，排氣完畢。至此完成了一個(gè)工作循環(huán)。軸側(cè)工作腔的工作原理與此相同，但有180°的相位差（即當(dāng)氣缸軸側(cè)吸氣時(shí)蓋側(cè)排氣;軸側(cè)排氣時(shí)蓋側(cè)吸氣）。由于活塞不斷地做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣缸內(nèi)交替發(fā)生氣體的膨脹吸入和壓縮排出過(guò)程，從而獲得連續(xù)脈動(dòng)的壓縮氣源。

1.2 沙特扎瓦爾項(xiàng)目的天然氣增壓機(jī)

沙特扎瓦爾項(xiàng)目的天然氣增壓機(jī)為T(mén)P-10/10型離心式壓縮機(jī)，其工作原理為：離心式壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機(jī)有根本的區(qū)別，它不是利用汽缸容積減小的方式來(lái)提高氣體的壓力，而是依靠動(dòng)能的變化來(lái)提高氣體壓力。離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪，當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片就帶動(dòng)氣體運(yùn)動(dòng)或者使氣體得到動(dòng)能，然后使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高氣體的壓力。

氣體在流過(guò)離心式壓縮機(jī)的葉輪時(shí)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪使氣體在離心力的作用下，一方面壓力有所提高，另一方面速度也極大增加，即離心式壓縮機(jī)通過(guò)葉輪首先將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的靜壓能和動(dòng)能。此后，氣體在流經(jīng)擴(kuò)壓器的通道時(shí)，流道截面逐漸增大，前面的氣體分子流速降低，后面的氣體分子不斷涌流向前，使氣體的絕大部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，也就是進(jìn)一步起到增壓的作用。顯然，葉輪對(duì)氣體做功是氣體得以升高壓力的根本原因，而葉輪在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位質(zhì)量氣體做功的多少是與葉輪外緣的圓周速度密切相關(guān)的，圓周速度越大，葉輪對(duì)氣體所作的功就越大。

1.3 儀用氣與雜用空壓機(jī)

由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起氣缸容積變化。由于氣缸內(nèi)壓力的變化，通過(guò)進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器（消聲器）進(jìn)入氣缸，在壓縮行程中，由于氣缸容積的縮小，壓縮空氣經(jīng)過(guò)排氣閥的作用，經(jīng)排氣管，單向閥（止回閥）進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力時(shí)由壓力開(kāi)關(guān)控制而自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力降至0.5～0.6MPa時(shí)壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)接啟動(dòng)。

因?yàn)殡姀S(chǎng)的儀用氣與雜用氣用量小，功率小，驅(qū)動(dòng)裝置簡(jiǎn)單，加上系統(tǒng)一般有足夠的儲(chǔ)氣罐，一般能滿(mǎn)足使用的要求。

2? 緬甸達(dá)吉達(dá)項(xiàng)目增壓機(jī)不能熱備用的原因

緬甸達(dá)吉達(dá)項(xiàng)目?jī)煞N氣源工況下，因兩種氣源成分不同熱值不同，燃機(jī)需要的氣量相差也大，同時(shí)進(jìn)氣壓力變化范圍大，設(shè)計(jì)選型為往復(fù)壓縮機(jī)作為增壓機(jī)，因以下原因不能做到在線(xiàn)切換。

2.1 啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)

空壓機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中不需要盤(pán)車(chē)、吹掃、油溫加熱等步驟，開(kāi)機(jī)時(shí)間短，加載較快，但是增壓機(jī)的啟動(dòng)步驟：?jiǎn)?dòng)輔助油泵并進(jìn)行盤(pán)車(chē)（時(shí)間1～2min），吹掃（1min），開(kāi)機(jī)（潤(rùn)滑1min，啟動(dòng)0.5min），油溫達(dá)到加載條件（4～5min）后加載。

如果增壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中突然出現(xiàn)故障停機(jī)，另一臺(tái)增壓機(jī)啟動(dòng)最短時(shí)間需要10min左右，10min內(nèi)天然氣量和壓力不能滿(mǎn)足燃機(jī)正常運(yùn)行而跳閘。

如果使油溫維持在加載溫度以上，增壓機(jī)內(nèi)始終維持0.2～0.3MPa的天然氣，但是帶壓盤(pán)車(chē)具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，還需要盤(pán)車(chē)后吹掃。這樣加上開(kāi)機(jī)（潤(rùn)滑1min，啟動(dòng)0.5min），至少需要4～5min才能加載，具備供氣條件，增壓機(jī)后的容量不足以維持燃機(jī)運(yùn)行。

2.2 未設(shè)計(jì)緩沖系統(tǒng)

緬甸達(dá)吉達(dá)項(xiàng)目天然氣調(diào)壓站未設(shè)計(jì)緩沖系統(tǒng)，在增壓機(jī)跳閘，另一臺(tái)不能及時(shí)啟動(dòng)加載，導(dǎo)致供氣中斷，機(jī)組跳閘。

若設(shè)計(jì)合適的緩沖系統(tǒng)，在一臺(tái)增壓機(jī)跳閘，另一臺(tái)還未正常加載的情況下，緩沖系統(tǒng)為燃機(jī)供氣系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定的天然氣，滿(mǎn)足短時(shí)間燃機(jī)運(yùn)行需要。

例如，沙特扎瓦爾項(xiàng)目天然氣調(diào)壓站總共分6個(gè)模塊（10、20、30、40、50、60），每一模塊對(duì)應(yīng)一組BLOCK。每一模塊又分兩個(gè)部分，一個(gè)部分對(duì)應(yīng)一臺(tái)燃機(jī)。每個(gè)部分都有2條管線(xiàn)，一用一備。

每臺(tái)機(jī)組配備兩臺(tái)增壓機(jī)、緩沖系統(tǒng)，正常情況下，廠(chǎng)外供氣壓力能夠達(dá)到燃機(jī)的要求，增壓機(jī)1臺(tái)主備用，一臺(tái)副備用，在斷氣的情況下緩沖系統(tǒng)能維持機(jī)組運(yùn)行18min。在18min內(nèi)備用增壓機(jī)能及時(shí)啟動(dòng)加載，恢復(fù)燃機(jī)的正常供氣，或切換燃油，避免機(jī)組跳閘現(xiàn)象。

3? 解決措施

（1）加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行增壓機(jī)的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)有報(bào)警或輕微故障時(shí)及時(shí)切換另一臺(tái)增壓機(jī)運(yùn)行，維持機(jī)組的正常供氣。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)切換，避免燃機(jī)跳閘。

（2）做好增壓機(jī)的日常維護(hù)工作，根據(jù)維護(hù)計(jì)劃做好定期切換工作，保證運(yùn)行增壓機(jī)處于良好的工作狀態(tài)。

（3）盡量改善氣源條件，具備2臺(tái)增壓機(jī)同時(shí)工作的能力。

（4）技術(shù)改造，增設(shè)緩沖系統(tǒng)，容量至少維持機(jī)組運(yùn)行10min。備用增壓機(jī)有充分的時(shí)間啟動(dòng)加載并達(dá)到正常的運(yùn)行狀態(tài)。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)緬甸達(dá)吉達(dá)和沙特扎瓦爾兩項(xiàng)目增壓機(jī)的對(duì)比，以及天然氣增壓機(jī)與空壓機(jī)的對(duì)比，沙特扎瓦爾項(xiàng)目增壓機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)備用。設(shè)計(jì)選型時(shí)選擇合適的增壓機(jī)類(lèi)型;增加緩沖系統(tǒng)，可增加機(jī)組的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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