李永忠，劉 舵，于曉明，郄喜飛，張 華，馮丞科，王秀清

（1.中國石油長慶油田分公司儲(chǔ)氣庫管理處，陜西靖邊 718500；2.中國石油西南油氣田分公司重慶氣礦，重慶 400700；3.中國石化中原油田分公司技術(shù)監(jiān)測中心，河南濮陽 457001）

0 引言

隨著國內(nèi)油氣田的持續(xù)開發(fā)和清潔能源應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，天然氣壓縮機(jī)組的應(yīng)用領(lǐng)域和投用數(shù)量逐年增加。不論在油田開發(fā)還是長輸管道領(lǐng)域，天然氣壓縮機(jī)組都作為增壓設(shè)備起著重要作用，其具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制點(diǎn)多、高壓高危以及資產(chǎn)值高等特點(diǎn)。

在壓縮機(jī)使用過程中，多次出現(xiàn)過機(jī)身發(fā)生V形拐點(diǎn)形變、主軸基孔同心度超過公差，造成燒瓦甚至損壞機(jī)身基孔和曲軸軸頸的故障，導(dǎo)致機(jī)組無法繼續(xù)使用的問題，只能采取更換機(jī)身或修復(fù)的辦法才能恢復(fù)機(jī)組使用。此類機(jī)身變形故障多與安裝階段不規(guī)范和使用中發(fā)生局部過熱故障有關(guān)，往往安裝階段的隱患是此類故障誘因。因此，本文通過闡明壓縮機(jī)安裝階段的關(guān)鍵工序注意事項(xiàng)，解析安裝調(diào)試工作的關(guān)鍵點(diǎn)，達(dá)到提高設(shè)備安裝精度、降低運(yùn)行故障率的目的。

1 安裝調(diào)試作業(yè)

安裝調(diào)試是壓縮機(jī)組安裝投產(chǎn)階段的主要技術(shù)工作，涵蓋找平找正、灌漿、調(diào)整調(diào)試等工序，一般分為前后前期安裝和后期調(diào)試兩個(gè)階段。

1.1 前期安裝階段

主要是指機(jī)組安裝，包括鋼筋混凝土基礎(chǔ)制作、機(jī)組吊裝就位、散運(yùn)零部件安裝、主撬粗找、一二次灌漿、精度找平、工藝管線連接等。主要檢查檢測內(nèi)容有：機(jī)身地腳螺栓回彈量檢測、壓縮機(jī)機(jī)身上平面度檢測、十字頭與滑道間隙、活塞桿跳動(dòng)、活塞死點(diǎn)間隙、連桿瓦抬升間隙、活塞與氣缸間隙、止推軸承間隙測量、聯(lián)軸器對中、電器儀表及安全附件標(biāo)定等。

1.2 后期調(diào)試階段

主要包括機(jī)組調(diào)試（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、聯(lián)調(diào)）、預(yù)啟動(dòng)前檢查、空載及加載檢查等。

2 安裝關(guān)鍵技術(shù)

2.1 主撬粗找平

主撬粗找平用鉗工水平儀在壓縮機(jī)機(jī)身上加工面進(jìn)行，在機(jī)身上加工面檢測兩側(cè)前后和中間共8個(gè)位置的軸向、橫向水平度，每處測兩次（將水平儀在同一位置上調(diào)轉(zhuǎn)180°），檢查所有頂絲螺栓都接觸墊板牢固，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)相應(yīng)調(diào)整頂絲螺栓，每一次的調(diào)整都要記錄下所有的水平數(shù)據(jù)，同向測點(diǎn)水平度偏差值不超0.1 mm/m。

2.2 一次灌漿

地腳螺栓一次灌漿：檢查地腳螺栓孔的位置和尺寸，埋設(shè)預(yù)留孔中的地腳螺栓在預(yù)留孔中的不鉛錘度不超過10/1000，螺栓任一部分離孔壁的距離均大于15 mm，底端不碰孔底，螺栓上無油污和氧化層，螺紋部分涂少量油脂，擰緊螺母后，螺母與墊圈、墊圈與設(shè)備底座間緊密壓實(shí)，螺紋伸出螺母外的長度是螺栓直徑的 1/3～2/3。

采用無收縮水泥灌漿料緩慢灌入地腳螺栓孔中，高度與鋼筋混凝土基礎(chǔ)持平。地腳螺栓灌漿后，應(yīng)對灌漿料覆膜并定期灑水養(yǎng)護(hù)，確保灌漿部位不快干、不開縫，常溫下4 d后強(qiáng)度可滿足緊固要求。待檢測灌漿料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，均勻擰緊地腳螺栓。

2.3 機(jī)身精找平

對于壓縮機(jī)安全運(yùn)行及機(jī)身和曲軸壽命來說，主軸基孔同軸是至關(guān)重要的，主軸基孔同心度是安裝調(diào)試中要保證的最重要數(shù)據(jù)指標(biāo)之一。裝配好的壓縮機(jī)，機(jī)身軟腳和上加工平面的平面度檢查調(diào)整，是保證機(jī)組主軸基孔同心度的有效手段。下面以Ariel壓縮機(jī)做為事例說明。Ariel對機(jī)身上安裝平面的制造有嚴(yán)格的關(guān)聯(lián)公差，上平面度、主軸基孔和壓縮機(jī)腳底板是相互關(guān)聯(lián)的。當(dāng)機(jī)身腳底板被支撐固定后，上平面水平度達(dá)標(biāo)則主軸基孔同軸，此時(shí),進(jìn)行軟腳檢查和頂部平面度檢測，數(shù)據(jù)可印證主軸基孔同心度。

檢查機(jī)身加工平面度，常用方法一般是使用鉗工水平儀檢測，在機(jī)身上加工面檢測兩側(cè)前后和中間共8個(gè)均布位置的軸向、橫向水平度，每處測兩次（將水平儀在同一位置上調(diào)轉(zhuǎn)180°，校正儀器誤差），要求同向測點(diǎn)水平度偏差值不超過0.05 mm/m。

推薦使用精度等級0.025 mm的測量設(shè)備測量機(jī)身兩縱梁的全部長度。在每個(gè)地腳螺栓位置檢測機(jī)身縱梁兩上平面或者每一對地腳螺栓的中間。讀取任何相鄰兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)，必須在0.05 mm之內(nèi)，同軸度總的累計(jì)平面度必需在規(guī)定公差之內(nèi)。

也可采用Inclineo高精度電子傾角儀測量，間接檢測機(jī)身主軸基孔同心度是否滿足技術(shù)要求。具體操作步驟：打開曲軸箱上蓋，清潔壓縮機(jī)機(jī)身上加工平面；把水平儀用膠帶固定在延長桿上；根據(jù)壓縮機(jī)地腳螺栓孔位置，確定需要測量點(diǎn)的位置，用記號(hào)筆做好標(biāo)記，如圖1所示。

圖1 壓縮機(jī)機(jī)身上加工平面的平面度檢測

先如圖1放置水平儀，并把檢測方式設(shè)置在Relative，藍(lán)牙設(shè)置為開，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使其接近于零，然后輕輕鎖緊旋鈕；打開ALIGNMENT CENTER軟件，選擇模板KUB-6-2，并打開文件；用電腦尋找水平儀的藍(lán)牙并建立連接；如果連接上了，那么在左側(cè)的顯示窗口有數(shù)據(jù)顯示，并且有動(dòng)態(tài)數(shù)字；選擇Measurement View按鈕，并選擇Measurement Screen；把圖標(biāo)選在與水平儀放置的位置一致；注意手柄方向與軟件中圖示一致；在顯示艙口，數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定后，下面的SD探測線變得平直，那么說明電腦與水平儀之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)穩(wěn)定了，這時(shí)可以記錄下該點(diǎn)的數(shù)據(jù)，否則應(yīng)等一會(huì)。按下Take point按鈕，該點(diǎn)記錄完成，然后移動(dòng)水平一到下一點(diǎn)測量，以此類推。當(dāng)在壓縮機(jī)上平面該方向（軸向）6個(gè)點(diǎn)測量完畢后，在轉(zhuǎn)換到另一個(gè)方向檢測時(shí)，要調(diào)整延長桿下部的支撐塊位置，使其與壓縮機(jī)兩導(dǎo)軌距離一致。注意手柄方向與軟件中圖示一致；在換向后檢測開始前，重新調(diào)零；如前的測量方法，測量記錄下4個(gè)位置的數(shù)據(jù)；然后按Results View，在左側(cè)的Reference中選擇Best optimised-all negative；最后檢測結(jié)果就是機(jī)身上加工平面的相對平面度。

根據(jù)Ariel KBU-6機(jī)組的要求，相鄰兩測量點(diǎn)間差值應(yīng)＜0.05 mm，整個(gè)機(jī)身上加工平面應(yīng)小于0.20 mm。需按下列工序安裝和定期檢測壓縮機(jī)機(jī)身軟腳數(shù)據(jù)：循環(huán)、單個(gè)松開地腳螺栓，用校準(zhǔn)過的千分表檢測機(jī)身地腳螺栓。調(diào)整每一個(gè)固定位置，以保證釋放時(shí)偏差不超過0.05 mm（0.002英寸），檢測之后再按規(guī)定扭矩重新緊固機(jī)身與撬座地腳螺栓。

2.4 聯(lián)軸器對中

采用三表法或激光對中儀進(jìn)行聯(lián)軸器對中檢查調(diào)整，以壓縮機(jī)主軸為基準(zhǔn)，調(diào)整驅(qū)動(dòng)機(jī)。從減小人工誤差考慮，推薦使用激光對中法。如圖2所示，激光對中儀主要由激光發(fā)射器S（探測器）、激光反射器M（接收器）、計(jì)算機(jī)、支架、鏈條、連接線和測量尺等，激光發(fā)射器S和激光反射器M分別替代2只百分表固定在聯(lián)軸器兩側(cè)，根據(jù)相似三角形的幾何原理輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)，操作完成后計(jì)算機(jī)將自動(dòng)計(jì)算出水平方向與垂直方向上的平行偏差和角度偏差，并自動(dòng)給出可調(diào)整設(shè)備（發(fā)動(dòng)機(jī)、主電機(jī)）前、后機(jī)腳下相應(yīng)的調(diào)整量。

圖2 激光對中法示意

聯(lián)軸器對中檢查中，要同時(shí)檢測曲軸的軸向竄量和曲軸變形量。如驅(qū)動(dòng)機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)，也要同時(shí)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的軸向竄量和曲軸變形量；如驅(qū)動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)，要先檢測磁力中心線的對正，再檢測調(diào)整曲軸竄量。

2.5 壓縮機(jī)氣缸安裝與中體支撐調(diào)整

由于重量及外形尺寸原因，大型壓縮機(jī)大都需要在機(jī)組出廠時(shí)把氣缸及滑道內(nèi)的往復(fù)部件整體拆卸單獨(dú)包裝，到現(xiàn)場后再重新安裝。確認(rèn)每個(gè)氣缸序列號(hào)和十字頭滑道部件按照平衡重表與最初的列位置匹配；安裝時(shí)確保配件及氣缸和中體內(nèi)部清潔后，在安裝配合面涂抹潤滑油；按扭矩檢查緊固活塞背帽、活塞桿背帽；檢查活塞桿跳動(dòng)值水平≤0.025 mm，垂直≤0.07 mm，氣缸余隙曲柄端∶缸頭端=1∶2。

氣缸滑道支撐調(diào)整。對于水平對稱式壓縮機(jī)組，各氣缸安裝于機(jī)身側(cè)面，由于氣缸及滑道的重量，導(dǎo)致氣缸頭端存在一定的下垂量，為保證氣缸中心線成直線，必須對氣缸滑道支撐進(jìn)行調(diào)整。壓縮機(jī)廠家一般都有工況計(jì)算軟件（圖3）。在軟件中就有該型號(hào)氣缸的重量參數(shù)及氣缸滑道支撐的抬升數(shù)據(jù)，在安裝機(jī)組時(shí)，可按照該參數(shù)調(diào)整滑道支撐的抬升高度，以便于保證氣缸頭不至于下垂，保證氣缸中心線是直線狀態(tài)。

圖3 工況核算

2.6 附件規(guī)范裝配

壓縮機(jī)組附件的安裝主要包括分離器、進(jìn)排氣緩沖罐、工藝管線、儀表、閥門等，附件安裝一般在壓縮機(jī)機(jī)身地腳螺栓回彈量及機(jī)身上加工平面水平度調(diào)整完成后進(jìn)行。工藝管線安裝前要保證支撐制作完成，安裝時(shí)，管線法蘭對接要平直，不能因偏差錯(cuò)口影響密封面密封，不能強(qiáng)拉硬拽，造成管線應(yīng)力，之后按扭矩緊固連接螺栓。

此時(shí)，安裝后的排氣緩沖罐支撐與緩沖罐之間保持不拉緊受力的狀態(tài)，待工程完成，試機(jī)中壓縮機(jī)整體溫升達(dá)到要求時(shí)，再進(jìn)行調(diào)整緊固。

2.7 二次灌漿

對于二次灌漿需要覆蓋的鋼筋混凝土基礎(chǔ)部分，在澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)時(shí)，上平面應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高50 mm，待混凝土凝固后再將混凝土鑿至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并將混凝土表面鑿毛，清理基礎(chǔ)表面松動(dòng)的混凝土砂漿、油脂油污及雜物，最后用壓縮空氣吹掃干凈待灌漿的基礎(chǔ)表面，以保證混凝土上平面與環(huán)氧樹脂灌漿層的結(jié)合強(qiáng)度。灌漿區(qū)域支模要牢固、美觀、可靠、不漏漿，并留有排氣孔。

二次灌漿要在主撬找平找正、輔撬附件安裝調(diào)整到位后24 h內(nèi)進(jìn)行，否則應(yīng)復(fù)測數(shù)據(jù)。二次灌漿的環(huán)境溫度以（15～30）℃為宜，溫度過低會(huì)造成漿料流動(dòng)困難，常出現(xiàn)撬中部底面附著不到的問題，給后續(xù)運(yùn)行帶來振動(dòng)大的影響，且很難消除。確需在低溫環(huán)境下施工，需要人工建造溫度場并提升混凝土基礎(chǔ)表面溫度，滿足灌漿需要。

灌漿前要將墊鐵組每塊墊鐵間都點(diǎn)焊固定，將基礎(chǔ)表面用水沖洗干凈，保持濕潤≥6 h，施工前1 h要清除積水，處于不再吸水的濕飽和狀態(tài)。

灌漿時(shí)，灌漿料要現(xiàn)用現(xiàn)配，務(wù)使灌漿料從機(jī)組的一側(cè)倒入，用外力將倒在基礎(chǔ)上的灌漿料推入到機(jī)組底座下面，輔助用小直徑振動(dòng)棒振搗，以便從另一側(cè)溢出并高過撬座底平面（15～25）mm。整個(gè)過程一次完成，不允許中途停工間隔，確保撬座下面均布密實(shí)的灌漿料。二次灌漿層高度（50～70）mm。灌漿施工完成后，將表面壓平抹光，待灌漿料強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)，再進(jìn)行壓縮機(jī)的系統(tǒng)調(diào)整與緊固。

3 結(jié)語

大型往復(fù)式壓縮機(jī)的安裝調(diào)試，每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)都要按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，抓好節(jié)點(diǎn)管控，才能保障后期調(diào)試運(yùn)行的順利實(shí)施及投產(chǎn)后機(jī)組的良好運(yùn)行，延長機(jī)組壽命周期，達(dá)到設(shè)備安全運(yùn)行和資產(chǎn)保值的目的，最大限度地降低能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，為油田可持續(xù)發(fā)展提供保障。