伍錫宏 黃順平 何淼

摘 要：在低油價的大背景下，推進(jìn)中國海洋石油有限公司大型設(shè)備的再利用，盤活有限公司資產(chǎn)，具有重要的現(xiàn)實意義;某平臺大型壓縮機(jī)利舊工作在我司尚屬首次，為加快推進(jìn)該試點工作，根據(jù)事實求是、直面問題、群策群力、共同解決的原則，解決該項工作中可能遇到的風(fēng)險及技術(shù)與管理問題，為實現(xiàn)降低油氣田后期改造項目的投資要求，形成一套經(jīng)驗做法，為后續(xù)項目利舊工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：設(shè)備利舊;經(jīng)驗;大型設(shè)備

中圖分類號：44-1270/U

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 前言

本文依托南海西部海域氣田干氣增壓改造方案研究項目，以某平臺壓縮機(jī)增壓干氣利舊作為案例。由于氣田氣接入，平臺天然氣外輸壓力提高，現(xiàn)有壓縮機(jī)無法滿足海管外輸要求，需要新增干氣壓縮機(jī)。針對某平臺壓縮機(jī)的現(xiàn)狀、平臺吊機(jī)分拆壓縮機(jī)橇塊的可行性以及現(xiàn)場存在的問題等，經(jīng)專家調(diào)研、初步評估和綜合分析，該平臺壓縮機(jī)增壓干氣利舊方案可行，并具備較好的經(jīng)濟(jì)性，為最終利舊改造工作的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

2 設(shè)備利舊管理措施

2.1 設(shè)備調(diào)撥、轉(zhuǎn)讓的可行性

在低油價的大背景下，推進(jìn)有限公司內(nèi)部大型設(shè)備的再利用，盤活公司資產(chǎn)，具有重要的現(xiàn)實意義。依據(jù)公司《中國海洋石油有限公司物資調(diào)撥、內(nèi)部轉(zhuǎn)讓管理方法》，雖然不同分公司之間的大型壓縮機(jī)利舊工作尚屬首次，但各分公司和研究院相互配合，嚴(yán)格按照公司法規(guī)開展利舊的的相關(guān)工作，分公司之間的設(shè)備調(diào)撥、轉(zhuǎn)讓是可行的。

2.2 設(shè)備可用性和利舊優(yōu)勢

按照利舊如新的原則，項目中的任何設(shè)備設(shè)施應(yīng)保證狀態(tài)完好，滿足項目功能要求。某平臺兩臺透平壓縮機(jī)K2500A/B狀態(tài)較好，機(jī)組適合利舊：（1）壓縮機(jī)已停機(jī)封存，狀態(tài)完好;（2）驅(qū)動器T70和壓縮機(jī)按照兩個橇設(shè)計，容易拆分，便于利舊;（3）壓縮機(jī)為兩端增壓、級數(shù)多，適合葉輪重新組合機(jī)改造。因此，通過改造升級，達(dá)到利舊如新的方案是可行的。

2.3 設(shè)備利舊經(jīng)濟(jì)效益

需轉(zhuǎn)讓的分公司確認(rèn)壓縮機(jī)的賬面價值，設(shè)計公司進(jìn)一步細(xì)化利舊方案，與設(shè)備廠商落實利舊評估、可能開展的實驗以及拆裝、運(yùn)輸、安裝等費(fèi)用估算。

（1）壓縮機(jī)檢查及換芯改造費(fèi)用，約450萬美元;透平機(jī)檢測及改造升級，約150萬美元;拆裝、再成橇費(fèi)用，約300萬人民幣;

（2）新增壓縮機(jī)葉輪等備件約150萬人民幣;新增核心機(jī)換芯約226萬美元。

以上總支出費(fèi)用，約6732萬人民幣，節(jié)省費(fèi)用約1 768萬人民幣。

3 設(shè)備利舊技術(shù)方案

通過對壓縮機(jī)的現(xiàn)狀、評估、調(diào)研、平臺吊機(jī)分拆壓縮機(jī)橇塊的可行性，以及現(xiàn)場存在的問題，進(jìn)行細(xì)致的交流，最終明確壓縮機(jī)利舊改造方案。

3.1 壓縮機(jī)配置及改造方案

（1）壓縮機(jī)配置方案

①原C-2510A/B濕氣壓縮機(jī)不變;

②新增兩臺壓縮機(jī)（惠州211-1B利舊壓縮機(jī)）。

（2）壓縮機(jī)改造方案

①原壓縮機(jī)為美國德萊賽蘭公司制造，型號為D6R9B（D直徑系列，R級數(shù)9級，B筒式）; ②分為兩段式：第一段4級葉輪，第二段5級葉輪。保留原2、3、4級，拆除5-9級，新增第1級葉輪，由兩段增壓改為一段增壓。

上述改造方案，部分利舊、部分新造，通過利舊一部分部件降低改造成本。改造后壓縮級數(shù)減少，從9級改為4級;現(xiàn)有壓縮機(jī)為2段背靠背形式的壓縮機(jī)，改造后為1段直流式，現(xiàn)有第2段的進(jìn)出口管嘴將用盲板盲死;現(xiàn)有壓縮機(jī)的殼體、軸承、軸和密封保持不變，若上述部件狀態(tài)良好均可以繼續(xù)使用。

新提供的部件，采用最新設(shè)計的DATUM@系列高效流道，結(jié)合先進(jìn)精細(xì)的制造加工技術(shù)，為用戶提供高效精準(zhǔn)的流道部件。

改造方案結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。上述改造方案為平臺操作工況調(diào)整和現(xiàn)有機(jī)組利舊提供了一個實用的解決方案，在壓縮機(jī)調(diào)級的同時保持現(xiàn)有的殼體、缸頭、軸承、密封、軸的設(shè)計不變，可以利舊現(xiàn)有狀態(tài)良好的部件，其他新部件的設(shè)計匹配現(xiàn)有機(jī)組的結(jié)構(gòu)，便于在很短的時間內(nèi)迅速更換。改造后的壓縮機(jī)可以滿足未來8年的運(yùn)行要求，運(yùn)行范圍廣，便于用戶根據(jù)實際需要調(diào)整壓縮機(jī)的負(fù)載。

本改造方案兼顧了未來長期的運(yùn)行要求及現(xiàn)有機(jī)組的條件限制，以最小的改造范圍和成本，為用戶提供了一個全面可靠的解決方案。

3.2 其它裝備改造方案

（1）透平驅(qū)動機(jī)改造升級

包括：機(jī)組大修;空氣過濾器升級更換;燃?xì)鈬娮焐壐脑?控制系統(tǒng)軟件升級等。

（2）輔助設(shè)備利舊

附屬設(shè)備主要有六大系統(tǒng)：燃機(jī)空氣進(jìn)氣系統(tǒng)（拆除換新）;燃機(jī)機(jī)罩通風(fēng)系統(tǒng)（利舊，部分電氣設(shè)備換新）;CO，滅火系統(tǒng)（利舊）;燃料氣供氣系統(tǒng)（利舊）;潤滑油系統(tǒng)（利舊，部分電氣設(shè)備換新）;燃機(jī)清洗設(shè)備（利舊）。

（3）其它工藝、電氣輔助系統(tǒng)

包括：燃機(jī)廢氣排氣系統(tǒng)（利舊）;壓縮機(jī)防喘振閥（利舊）;壓縮機(jī)進(jìn)、出口閥（利舊）;其他相關(guān)的閥門和儀表（利舊）;天然氣后冷卻系統(tǒng)（利舊，部分電氣設(shè)備換新）;機(jī)組啟動系統(tǒng)（利舊，部分電氣設(shè)備換新）;機(jī)組控制柜（利舊）等。

（4）建造結(jié)構(gòu)方案

建造壓縮機(jī)模塊，最大操作重量約500 t，新增壓縮機(jī)模塊采用4 000 t級浮吊安裝，其余設(shè)備采用平臺吊機(jī)安裝。

4 設(shè)備利舊標(biāo)準(zhǔn)與驗收

壓縮機(jī)部分原則按照API 617試驗的要求進(jìn)行，包括：節(jié)水壓試驗、氣動試驗、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗、整機(jī)試驗及現(xiàn)場試驗。

按照壓縮機(jī)數(shù)據(jù)表第一年的工況作為驗收工況，性能滿足API616、API617的要求。具體方案按照透平機(jī)、壓縮機(jī)廠家推薦的方案，審核后執(zhí)行。

4.1 設(shè)備機(jī)組試運(yùn)行

4.1.1 主要內(nèi)容

（1）全過程進(jìn)行氮?dú)庑×髁?、正壓吹掃、防潮試運(yùn)行;

（2）啟動馬達(dá)試運(yùn)行：啟動潤滑油系統(tǒng);設(shè)定啟動頻率;降低啟動電流;瞬時開啟啟動馬達(dá)，檢查轉(zhuǎn)向并應(yīng)無異常聲響;升高頻率，直至最高頻率;馬達(dá)連續(xù)運(yùn)行2小時;

（3）燃?xì)廨啓C(jī)不點火試運(yùn)轉(zhuǎn)：啟動潤滑油系統(tǒng);啟動馬達(dá)變頻控制系統(tǒng)，按技術(shù)要求升速;馬達(dá)滿載后連續(xù)運(yùn)行一段時間，檢查設(shè)備的泄露、磨損和振動情況;

（4）燃?xì)廨啓C(jī)點火試運(yùn)行及脫扣試驗：燃料氣系統(tǒng)投用后，對燃料氣系統(tǒng)進(jìn)行置換;開啟進(jìn)氣閥，使系統(tǒng)升壓至額定壓力;檢查燃料系統(tǒng)的壓力、流量及燃料控制系統(tǒng);啟動機(jī)罩排風(fēng)系統(tǒng)，投入消防系統(tǒng);按燃?xì)廨啓C(jī)不點火試運(yùn)轉(zhuǎn)程序，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到點火轉(zhuǎn)速時，向燃燒室投入燃料氣進(jìn)行點火;當(dāng)達(dá)到脫扣轉(zhuǎn)速時，啟動馬達(dá)脫開燃?xì)廨啓C(jī)并停止運(yùn)轉(zhuǎn)，直至達(dá)到規(guī)定空載轉(zhuǎn)速。燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時間后，應(yīng)在最大連續(xù)速度下運(yùn)轉(zhuǎn)一定時間，定期檢查振動、燃燒溫度等數(shù)據(jù);試驗空氣增壓機(jī)可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉和前三級靜葉角度的控制系統(tǒng)。把燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速提高到脫扣轉(zhuǎn)速進(jìn)行脫扣試驗，檢查脫扣時的轉(zhuǎn)速;燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速減速階段，繪制減速期的振動曲線;燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行數(shù)字模擬脫扣，使用手動把運(yùn)轉(zhuǎn)速度提高至脫扣轉(zhuǎn)速，計算機(jī)系統(tǒng)使燃?xì)廨啓C(jī)跳車，檢查脫扣轉(zhuǎn)速;試運(yùn)行結(jié)束后，對燃燒系統(tǒng)利用內(nèi)孔探測鏡通過專設(shè)的視孔進(jìn)行檢查;

（5）燃?xì)廨啓C(jī)、離心壓縮機(jī)空負(fù)荷試運(yùn)行：壓縮機(jī)進(jìn)口閥門、出口閥門全開;將壓縮機(jī)人口管線與系統(tǒng)斷開，在壓縮機(jī)入口加30-40目過濾網(wǎng)，出口管線引至壓縮機(jī)廠房外排空;手動調(diào)節(jié)防喘振閥至全開，開啟壓縮機(jī)防喘振系統(tǒng)和干氣密封系統(tǒng);啟動燃?xì)廨啓C(jī)，迅速通過各軸系臨界轉(zhuǎn)速，壓縮機(jī)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)24小時;

（6）燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)負(fù)荷試運(yùn)行：復(fù)位壓縮機(jī)進(jìn)出口管線，除管線第一道人口閥和最后一道出口閥緊閉，其它管線內(nèi)閥全開;在工藝管線氣密結(jié)束后，進(jìn)行工藝管線、壓縮機(jī)氮?dú)庵脫Q;手動調(diào)節(jié)防喘振閥至全開，開啟壓縮機(jī)防喘振系統(tǒng)和干氣密封系統(tǒng)。微開天然氣第一道管線閥，系統(tǒng)緩慢升壓，檢查有無泄漏，直至壓力升至天然氣人口壓力，然后入口閥和最后一道出口閥開至最大;檢查工藝系統(tǒng)各閥全開，按壓縮機(jī)組空負(fù)荷方案啟動;升速時要快速通過各軸系的臨界轉(zhuǎn)速，在升速、升壓操作時要避開防喘振點;壓縮機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，緩緩關(guān)閉防喘振閥門;壓縮機(jī)緩慢加載，防止壓力升、降太快產(chǎn)生喘振;壓縮機(jī)出口壓力在各階梯壓力下各運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間，直至滿負(fù)荷;

（7）機(jī)組在額定載荷下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)72小時期間，檢查如下內(nèi)容（并每半小時記錄一次）：潤滑油壓力;潤滑油溫度和各回油溫度;濾油器壓差;機(jī)組潤滑油泄露情況;主油泵工作情況;燃?xì)廨啓C(jī)、離心壓縮機(jī)軸承振動、軸承溫度、軸位移、軸轉(zhuǎn)速;燃?xì)廨啓C(jī)增壓機(jī)轉(zhuǎn)速;離心壓縮機(jī)進(jìn)、出口溫度、壓力、流量;燃?xì)廨啓C(jī)燃料壓力、流量、溫度;燃?xì)廨啓C(jī)入口空氣的壓力、壓力差;燃?xì)廨啓C(jī)入口過濾器自清掃運(yùn)行情況燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)罩內(nèi)壓力及通風(fēng)情況;燃?xì)廨啓C(jī)凝氣分離器運(yùn)行情況、干氣密封工作壓力;監(jiān)測各閥工作閥位是否符合要求。

4.1.2注意事項

（1）透平發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降至15%后稍停片刻再重啟，在發(fā)動機(jī)未完全停下來前不要重啟;在故障停機(jī)的情況下，在停機(jī)原因未查明且故障未消除前，不要進(jìn)行另一次啟動;接連三次啟動嘗試未成功時，必須進(jìn)行故障處理;

（2）排氣系統(tǒng)清吹過程中，如果未燃燒的燃料氣或其它材料進(jìn)入透平排氣系統(tǒng)，則燃料氣可能在啟動前或發(fā)動機(jī)熄火后或點火故障后積聚在排氣系統(tǒng)，應(yīng)注意如下事項：①可能會引起燃燒;②可能會導(dǎo)致排氣系統(tǒng)的損壞，并引起人身傷害或財產(chǎn)損失;③開始啟動前或熄火或點火故障后，重啟排氣系統(tǒng)的清吹過程如下：確定排氣路徑的內(nèi)部自由空間被清吹;清吹期間達(dá)到正常的燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速（最小轉(zhuǎn)速15%），建議轉(zhuǎn)速為20%-30%;清吹時間及次數(shù)應(yīng)符合廠商的有關(guān)規(guī)定;如果清吹時間受機(jī)組或有效容積所限制，排氣系統(tǒng)的爆炸下限值可測量，確保啟機(jī)前該值不大于20%，測量應(yīng)在排氣系統(tǒng)內(nèi)可能積聚足夠可燃?xì)怏w濃度的所有空間內(nèi)進(jìn)行;④如果熄火或點火失敗，重啟前在采取正確的維護(hù)措施：廠家建議的適當(dāng)?shù)木S護(hù)和調(diào)整燃?xì)馔钙?、控制與排氣系統(tǒng);確保所有的排氣閥與節(jié)氣閥安裝正確，操作適當(dāng);確保燃?xì)馔钙?、廢氣收集器與排氣系統(tǒng)的液體排污閥打開，保持燃料質(zhì)量;

（3）機(jī)組試運(yùn)行過程中，必須按照廠商提供的機(jī)組運(yùn)行曲線，進(jìn)行機(jī)組的性能測試。性能測試完畢后，如果一切正常，機(jī)組將進(jìn)入72小時連續(xù)試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)合格后，辦理機(jī)組的中交手續(xù)。

5 結(jié)論壓縮機(jī)利舊方案總體評估為技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性好。實施階段由建設(shè)單位統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，明確各方的責(zé)任，充分調(diào)動各方的資源，保質(zhì)保量的完成利舊改造工作。公司之間的大型壓縮機(jī)利舊工作尚屬首次，本著遇到問題實事求是、群策群力、共同解決，實現(xiàn)了大型設(shè)備成功利舊，為以后類似設(shè)備的利舊提供了寶貴的實踐經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]吳堯增，王文祥，洪毅，朱莉婭.API 616-2011標(biāo)準(zhǔn)更新及其在海洋平臺的適用性[A].油氣儲運(yùn)，1000-8241（ 2016） 10-1127-05. 28（2）.

[2] APISTD616 Cas Turbines for the Petmleum. Chemiral. and C;as IndustryServices.2010.

[3] APISTD617. Axjal and Centrifugal Compressors and Expander-c.ompressorsfor Petroleum. Chemiral and Cas Industry Services： API STD617[Sl. 2011.

[4] GB50231-98機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范[Sl. 1998.

[5] GB50275-98壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵安裝工程施工及驗收規(guī)范[S]. 1998.