顧為 李天俊

中國石油天然氣股份有限公司西南管道重慶輸油氣分公司 重慶 404100

天然氣壓縮機(jī)廣泛用于長輸管道，也是長輸管道設(shè)備運(yùn)行管理的重要部分，能否安全平穩(wěn)的使用壓縮機(jī)這對(duì)控制成本和提高經(jīng)濟(jì)效益方面有很大影響，壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)最常見的問題就是振動(dòng)干擾，在長期的實(shí)踐中，找到了一系列有效且全面的故障維護(hù)措施，提出了天然氣壓縮機(jī)全面的故障管理需求和技術(shù)解決方案[1]。

1 振動(dòng)原因分析

天然氣壓縮機(jī)的主要工藝管道為水冷系統(tǒng)管道，潤滑油系統(tǒng)管道以及與天然氣壓縮有關(guān)的管道，因?yàn)閴嚎s機(jī)水油系統(tǒng)中的壓力通常沒有天然氣管道中的壓力大，所以天然氣管道的二次排氣管線中的壓力一次和二次進(jìn)氣的壓力，由于輔助排氣管線是所有管道中最明顯的，因此輔助排氣管線用作分析對(duì)象來分析整個(gè)管線。通過“故障樹分析方法”，可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中分析造成系統(tǒng)故障的軟件和硬件，還有人為因素和環(huán)境因素。所描繪的邏輯框圖是故障樹，您需要在其中分析系統(tǒng)故障的可能原因并提出解決問題的相應(yīng)辦法，這是提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率的有效途徑。普遍應(yīng)用的壓縮機(jī)是電驅(qū)離心式壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)可分為電機(jī)部分和壓縮部分[2-4]。離心壓縮機(jī)主要是在借助高速旋轉(zhuǎn)時(shí)葉輪給予氣體的離心力作用，并且在擴(kuò)壓通道中給氣體一個(gè)擴(kuò)壓作用，促使氣體壓力增大，最終確保氣體的連續(xù)流動(dòng)，以正常開展工作，運(yùn)行中的天然氣壓縮機(jī)的管道振動(dòng)主要有下面幾個(gè)原因：

1.1 氣流脈動(dòng)

管道中天然氣的壓力速度等會(huì)周期性變化的現(xiàn)象稱為空氣脈動(dòng)，通常離心式壓縮機(jī)間歇性和周期性吸力會(huì)更改管道中流體的壓力速度和密度等。管道系統(tǒng)中包含的氣體稱為氣柱，氣柱本身狀態(tài)類似于彈簧，這個(gè)‘彈簧’有一定質(zhì)量并可以壓縮或膨脹，所以氣柱自身就會(huì)有震動(dòng)現(xiàn)象，在特定的激振力下發(fā)生振動(dòng)，當(dāng)壓縮機(jī)活塞進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣會(huì)定期被吸入管道，排氣會(huì)在管道中的氣體上產(chǎn)生激振力，從而使氣柱產(chǎn)生壓縮或膨脹。

1.2 壓縮機(jī)本身的振動(dòng)引起管線振動(dòng)

由于單元的動(dòng)態(tài)平衡性差、或安裝錯(cuò)誤以及基礎(chǔ)和基座設(shè)計(jì)不當(dāng)而導(dǎo)致的振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致連接管道振動(dòng)，由于地基的沉陷、管道的松動(dòng)等會(huì)使管道的位置和固定方式與初期要求相比發(fā)生了顯著變化，所以壓縮機(jī)本身的振動(dòng)引起的管道振動(dòng)是最非常主要的一個(gè)原因。

1.3 聲學(xué)振動(dòng)

如果管線內(nèi)流體的流動(dòng)特性發(fā)生變化，會(huì)引起管內(nèi)流體會(huì)產(chǎn)生一定頻率的振蕩，管線就會(huì)產(chǎn)生輕微的橫向振動(dòng)。因此聲學(xué)振動(dòng)對(duì)管線振動(dòng)影響在此僅作參考，如果管道中流體的某些特性發(fā)生變化時(shí)，管道中的流體會(huì)以特定的頻率振蕩，從而使管道產(chǎn)生較輕的橫向振動(dòng)，該振動(dòng)還與諧波兼容，并會(huì)引起管道的橫向位移，由于該單元的設(shè)計(jì)，該單元的管道布局和關(guān)鍵操作參數(shù)并未發(fā)生重大變化，所以此種震動(dòng)對(duì)管道的影響暫時(shí)僅供參考[5-6]。

2 減振的分析解決

對(duì)天然氣壓縮機(jī)次級(jí)出口管道中振動(dòng)的原因進(jìn)行分析表明，主要原因是由于氣流脈動(dòng)和機(jī)組振動(dòng)所致，因此，主要措施是減小壓力不均勻度以消除單元振動(dòng)。

2.1 降低壓力不均勻度，減降低氣流脈動(dòng)影響

為了減少壓力不均勻性，通常將孔板添加到管道中，但是，調(diào)查表明，增加孔板是不合適的，而是在壓縮機(jī)出口管道增加一個(gè)平的閘閥以確保適當(dāng)?shù)某隹跉饬骷皶r(shí)控制和調(diào)整，也加強(qiáng)了對(duì)單元進(jìn)氣壓力的控制，以使其不超過±0．01MPa的數(shù)值計(jì)劃在實(shí)施后，δ調(diào)至6．7%。使其成為可接受的值。

2.2 增加管線支承，消除機(jī)組本身振動(dòng)

為了減少壓縮機(jī)單元和管道產(chǎn)生振動(dòng)，除了加強(qiáng)單元和管道以及地腳螺栓的原始支撐之外，也可以添加新的管道支撐，主要對(duì)壓縮機(jī)的二次出口管道彎頭和長直管段之間上增加三個(gè)固定支架，以確保其牢固程度。

3 天然氣輸氣站場(chǎng)工藝設(shè)備管理措施

3.1 完善管理制度

天然氣站為危險(xiǎn)場(chǎng)所，安全管理工作應(yīng)主抓預(yù)防方面，提高員工的安全意識(shí)，建立健全規(guī)章制度，來限制員工的行為，做好安全防范工作，根據(jù)站場(chǎng)的實(shí)際情況做好站場(chǎng)的日常檢查、月度檢查和季度檢查，以確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備故障和隱患[7]。

3.2 增強(qiáng)應(yīng)急意識(shí)和能力

在日常運(yùn)行中管理人員應(yīng)定期了解站場(chǎng)生產(chǎn)情況，定期的應(yīng)急培訓(xùn)以促進(jìn)應(yīng)對(duì)緊急情況的合理科學(xué)的手段，建立組織機(jī)構(gòu)，并組織定期培訓(xùn)，發(fā)揮員工的能力，積極響應(yīng)并制定有效的改進(jìn)方法，由此提高員工應(yīng)急處置能力，可以最大程度地減少損失。

4 結(jié)語

在人們享受天然氣帶來的好處同時(shí)，天然氣站場(chǎng)的隱患也影響著人們的生產(chǎn)生活，因此，迫切需要建立天然氣站場(chǎng)的應(yīng)急管理機(jī)制，天然氣壓縮機(jī)管道震動(dòng)是由多種原因引起的，除了標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和安裝外還需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用過程中管道振動(dòng)的主要原因進(jìn)行分析和深入研究，以便更好的找出振動(dòng)的原因，這樣可以有效的降低振動(dòng)的情況，為設(shè)備運(yùn)行提供保障的同時(shí)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。