呂艷輝，徐遍強(qiáng)，許來旺，蔣紅魁

（中石油北京天然氣管道有限公司，天津 300270）

0 引言

大張坨地下儲氣庫是陜京輸氣管道配套建設(shè)的中國第一座地下儲氣庫，2000年正式建成投產(chǎn)，建設(shè)有加拿大普帕克（PROPAK）公司整體成撬的三級往復(fù)式注氣壓縮機(jī)組4臺套，機(jī)組于2001年投入注氣生產(chǎn)。驅(qū)動機(jī)為美國卡特彼勒G3616天然氣發(fā)動機(jī)，壓縮機(jī)為美國德萊賽蘭生產(chǎn)的6HOS-6型三級往復(fù)式壓縮機(jī)，而壓縮機(jī)注油系統(tǒng)作為壓縮機(jī)重要的組成部分之一，在機(jī)組運(yùn)行過程中為壓縮機(jī)氣缸及填料提供強(qiáng)制潤滑，注油系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠程度直接影響到機(jī)組的可用率，對機(jī)組運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。

1 壓縮機(jī)氣缸油注油系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及功能

壓縮機(jī)氣缸油注油系統(tǒng)主要由高位油箱、油位控制器、注油箱、注油泵、過濾器、無油流開關(guān)及注油分配器等組成。氣缸油動力來自于注油泵，注油泵由壓縮機(jī)的齒輪系通過渦輪蝸桿進(jìn)行驅(qū)動。其中一、二級氣缸各有3個注油泵同時工作，通過注油分配器將氣缸油分配到壓縮機(jī)各缸填料及氣缸注點(diǎn)，同時還配有無油流開關(guān)，用于潤滑油流量的監(jiān)控和停機(jī)保護(hù)；三級氣缸為點(diǎn)對點(diǎn)潤滑（即一個注油泵對應(yīng)一個注點(diǎn)），共有8個注油泵工作。

壓縮機(jī)氣缸油注油系統(tǒng)在機(jī)組運(yùn)行過程中為壓縮機(jī)氣缸及填料部位提供強(qiáng)制潤滑，以及在氣缸油流量不足時，起到停機(jī)保護(hù)，防止因潤滑不足導(dǎo)致氣缸、活塞桿及填料異常磨損，避免造成設(shè)備事故。

2 壓縮機(jī)氣缸油注油系統(tǒng)優(yōu)化改造

根據(jù)近年壓縮機(jī)注油系統(tǒng)出現(xiàn)的故障以及維修過程中存在的實(shí)際困難，對故障原因進(jìn)行深入分析和研究，有針對性的進(jìn)行了部分優(yōu)化改造。

2.1 成功解決因氣體反竄導(dǎo)致的機(jī)組無油流停機(jī)

大張坨儲氣庫2012年注氣期，機(jī)組啟機(jī)過程中頻繁出現(xiàn)無油流停機(jī)，主要原因：機(jī)組長時間停機(jī)后，因一、二級缸個別注油點(diǎn)單向閥不嚴(yán)，導(dǎo)致工藝氣（天然氣）反竄至注油泵處，導(dǎo)致注油泵不注油。在啟機(jī)過程中，注油泵出口油管內(nèi)積存的氣體通過無油流開關(guān)，此時無油流開關(guān)檢測到氣泡后，觸發(fā)無油流停機(jī)。

針對以上因氣體反竄導(dǎo)致的無油流停機(jī)故障，分析氣缸油注油系統(tǒng)流程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在壓縮機(jī)一、二級氣缸油無油流開關(guān)與注油分配器間增加單向閥（圖1），達(dá)到如下效果。

（1）在個別缸注油點(diǎn)單向閥失效的情況下，氣缸油注油系統(tǒng)上新增的單向閥，自然起到了二次止回的作用，避免工藝氣反竄至注油泵處。

圖1 壓縮機(jī)氣缸油注油系統(tǒng)局部流程

（2）在一定程度上減輕了機(jī)組啟機(jī)前手動泵油的工作量。機(jī)組啟機(jī)前應(yīng)手動泵油，對填料及氣缸進(jìn)行提前充分潤滑，如有氣體反竄至注油泵出口，將氣缸油管路內(nèi)的氣體排出，將額外增加工作量。

（3）為無油流故障的判斷起到了一定作用，只有無油流開關(guān)真正檢測到氣缸油流量不足（如個別泵不工作）或由于注油泵原因產(chǎn)生氣泡，無油流開關(guān)才會動作，觸發(fā)停機(jī)。

（4）通過2013—2017年5個完整注氣期的驗(yàn)證，期間未出現(xiàn)一次因氣體反竄導(dǎo)致無油流停機(jī)，且新增的單向閥不影響潤滑油的流通量，達(dá)到了預(yù)期效果。

2.2 摒棄注油系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)部件，解決注油點(diǎn)短節(jié)頻繁斷裂故障

大張坨儲氣庫2014年注氣期，共出現(xiàn)壓縮機(jī)三級氣缸注油點(diǎn)短節(jié)斷裂5臺次。短節(jié)斷裂在氣缸壁后，斷絲取出困難，在易燃易爆場所進(jìn)行鉆孔、取絲也存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，同時在一定程度上影響了機(jī)組正常注氣生產(chǎn)。分析造成該部位連接短節(jié)頻繁斷裂的主要原因?yàn)椋鹤⒂忘c(diǎn)短節(jié)前端連接彎頭較重，受機(jī)組長期振動影響，造成短節(jié)根部疲勞斷裂（圖2a）。

針對以上情況，2014年注氣結(jié)束后，對壓縮機(jī)三級缸氣缸油注油點(diǎn)短節(jié)斷裂部位進(jìn)行了優(yōu)化改造，取消三級缸注油點(diǎn)短節(jié)及前端連接彎頭，使注油單向閥直接與氣缸壁連接（原單向閥為垂直安裝在彎頭另一端，改造后的注油單向閥為水平安裝）。

考慮到注油單向閥水平安裝后可能會使止回效果變差，改造前對注油單向閥進(jìn)行解體后，發(fā)現(xiàn)該類型單向閥內(nèi)的關(guān)閉件（鋼珠）是靠一性能可靠的彈簧進(jìn)行復(fù)位的，同時參考壓縮機(jī)二級缸下注油點(diǎn)單向閥均為水平安裝，經(jīng)過10多年的運(yùn)行并未出現(xiàn)因單向閥水平安裝導(dǎo)致注油點(diǎn)單向閥不嚴(yán)的情況。重新配管，對相鄰不銹鋼管用卡子進(jìn)行固定，同時對與氣缸接觸的位置墊膠皮，防止注油管與缸壁摩擦（圖2b）。

圖2 三級氣缸注油點(diǎn)

通過2015—2017年3個完整注氣期的驗(yàn)證，期間未出現(xiàn)壓縮機(jī)三級缸注油點(diǎn)短節(jié)斷裂事件，達(dá)到了預(yù)期效果。

3 主要結(jié)論

通過對壓縮機(jī)氣缸油注油系統(tǒng)進(jìn)行局部微小的改動，并經(jīng)過周期性實(shí)際驗(yàn)證，在一定程度上降低了設(shè)備故障率，減少了機(jī)組停機(jī)次數(shù)及檢修時間，同時消除了故障處理過程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用效果，對儲氣庫注氣壓縮機(jī)組的進(jìn)一步探索起到了積極的推動作用。