遲百川

（國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)榆濟(jì)管道有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250101）

0 引言

空壓機(jī)是氣壓發(fā)生裝置，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換設(shè)備[1]。某天然氣增壓站采用Atlas GA90 型螺桿式空壓機(jī)[2-3]，用于提供離心式壓縮機(jī)組的隔離氣、電機(jī)的正壓通風(fēng)氣體、電動(dòng)閥門的驅(qū)動(dòng)氣體。正常運(yùn)行時(shí)，空壓機(jī)的出口露點(diǎn)在-30 ℃以下，但該空壓機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中，出口露點(diǎn)持續(xù)升高，與實(shí)際要求數(shù)值相差甚遠(yuǎn)，如不及時(shí)解決，相關(guān)設(shè)備將無(wú)法安全、平穩(wěn)、可靠運(yùn)行，且使用壽命也會(huì)大大降低。

下面將從環(huán)境、露點(diǎn)儀、空氣吸入通道、干燥機(jī)等4 個(gè)方面進(jìn)行分析，總結(jié)出可能導(dǎo)致該異?，F(xiàn)象的原因。

1 出口露點(diǎn)異常分析

空壓機(jī)儀表顯示出口露點(diǎn)數(shù)值如圖1 所示，可以看出與要求值-30 ℃以下相差甚遠(yuǎn)，相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行存在很大安全隱患。

圖1 空壓機(jī)儀表顯示出口露點(diǎn)數(shù)值

1.1 環(huán)境因素

空壓機(jī)吸入空氣的溫度、濕度將直接影響出口露點(diǎn)。吸入空氣溫度越高、含水量越大，出口露點(diǎn)也越高。現(xiàn)場(chǎng)空壓機(jī)房溫濕度表將近30 ℃，且相對(duì)濕度較低（圖2）。同時(shí)，空壓機(jī)頂部換熱口處于關(guān)閉狀態(tài)，因此可排除環(huán)境因素對(duì)露點(diǎn)的影響（圖3）。

圖3 空壓機(jī)頂部換熱口

1.2 露點(diǎn)儀因素

現(xiàn)場(chǎng)露點(diǎn)儀探頭的作用是測(cè)量空壓機(jī)出口水露點(diǎn)，雖然單位是攝氏度（℃），但實(shí)質(zhì)是壓縮空氣的含水量（圖4）。因此測(cè)量露點(diǎn)實(shí)際上就是測(cè)量空氣中的含水量[1]。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)節(jié)及對(duì)露點(diǎn)儀的檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常，因此排除露點(diǎn)儀的因素（圖5）。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)露點(diǎn)儀探頭

圖5 現(xiàn)場(chǎng)露點(diǎn)儀調(diào)節(jié)方式

1.3 空氣吸入通道因素

空氣吸入通道如圖6 所示，包括進(jìn)口海綿、空氣濾芯、冷卻系統(tǒng)填料底端?？諌簷C(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，大量有害雜質(zhì)，如空氣中的固體顆粒、水分等，將殘留在吸入通道，如不及時(shí)清理將影響出口露點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)檢查并對(duì)其進(jìn)行清理后，出口露點(diǎn)有所降低，但變化不大，因此該因素并非主導(dǎo)因素。

圖6 空壓機(jī)空氣吸入通道

1.4 干燥機(jī)因素

無(wú)熱再生吸附式壓縮空氣干燥機(jī)[4]是空壓機(jī)干燥系統(tǒng)的主要設(shè)備，由罐體、干燥劑、擴(kuò)散器、氣動(dòng)薄膜閥、電磁閥、對(duì)夾式止回閥和控制器等部件組成（圖7）。它是一種利用多孔性固體物質(zhì)（活性氧化鋁）表面的分子力來(lái)吸取氣體中的水分，從而獲得較低露點(diǎn)溫度、更干燥、潔凈氣體的凈化設(shè)備。

圖7 干燥機(jī)運(yùn)行流程

（1）控制器。如果干燥機(jī)控制器設(shè)置錯(cuò)誤或出現(xiàn)故障，將影響干燥機(jī)吸附再生的比例、時(shí)間及運(yùn)行狀態(tài)和效果，直接導(dǎo)致出口露點(diǎn)變化。經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常。

（2）相關(guān)閥門。如果其中某個(gè)閥門由于故障或其他原因?qū)е虏粍?dòng)作或動(dòng)作不徹底，將導(dǎo)致吸附再生罐工作效果不佳，水氣無(wú)法全部排出，直接導(dǎo)致出口露點(diǎn)變化。經(jīng)檢查，再生氣量調(diào)節(jié)閥開度適合，氣動(dòng)薄膜閥、電磁閥工作正常，止回閥無(wú)異常。

（3）擴(kuò)散器。擴(kuò)散器堵塞，將導(dǎo)致再生性能下降，影響出口露點(diǎn)。擴(kuò)散器清理內(nèi)部灰塵較多，重新清理后進(jìn)行回裝（圖8）。

圖8 擴(kuò)散器清理

（4）過濾器。過濾器的作用是過濾壓縮空氣的油霧、水霧，增強(qiáng)吸附再生效果，延長(zhǎng)干燥劑的使用壽命。過濾器的個(gè)別濾芯出現(xiàn)輕微變形情況，內(nèi)部粉塵較多，已失去過濾效果，更換后進(jìn)行回裝（圖9）。

圖9 過濾器檢查

（5）浮子式自動(dòng)排水器。安裝在前置過濾器底部，用于收集油、水混合物并及時(shí)排出。如果出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致過濾器失去效果，影響吸附效果，導(dǎo)致出口露點(diǎn)變化。浮子式自動(dòng)排水器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況如圖10 所示，可以看出自動(dòng)排水器內(nèi)部堵塞嚴(yán)重，已無(wú)法自行排污，更換后進(jìn)行回裝。

圖10 浮子式自動(dòng)排水器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況

（6）干燥劑（活性氧化鋁）。干燥劑的質(zhì)量直接影響著出口露點(diǎn)[5]。檢查發(fā)現(xiàn)，活性氧化鋁的表面呈淡黃色，中毒失效嚴(yán)重，對(duì)其進(jìn)行整體更換（圖11）。

圖11 活性氧化鋁檢查

啟動(dòng)空壓機(jī)進(jìn)行為期5 d 的測(cè)試，試運(yùn)后的空壓機(jī)出口露點(diǎn)如圖12 所示，符合空壓機(jī)的運(yùn)行要求。

圖12 試運(yùn)后的空壓機(jī)出口露點(diǎn)

綜上所述，該故障的原因是：空壓機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，吸入油水混合物較多，浮子式自動(dòng)排水器積液過多，無(wú)法及時(shí)排除，導(dǎo)致干燥機(jī)前置過濾器過濾效果急劇下降，失去過濾作用。油水混合物進(jìn)入吸附再生罐中，致使其中活性氧化鋁中毒失效，進(jìn)而導(dǎo)致出口露點(diǎn)過高的異?，F(xiàn)象。

2 后期運(yùn)行建議

（1）干燥劑（活性氧化鋁）的使用效果與溫度有關(guān)，冷卻后的壓縮空氣溫度在40 ℃以下時(shí)活性氧化鋁的吸附效果最佳，因此除正常的保養(yǎng)外，還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)空壓機(jī)進(jìn)、排氣通道等相關(guān)部位進(jìn)行清理，保障進(jìn)入吸附再生罐氣體的溫度。

（2）干燥劑（活性氧化鋁）使用年限在2～3 年，特殊的工作環(huán)境需每年更換一次。質(zhì)量差的氧化鋁顆粒，包裝簡(jiǎn)陋、大小不均（要求直徑3～5 mm）、手感粗糙、密度較大、粉塵較大、硬度不達(dá)標(biāo)、更換周期頻繁，對(duì)設(shè)備、濾芯、露點(diǎn)有影響。綜合成本、露點(diǎn)等因素，建議后期采購(gòu)原廠的活性氧化鋁。

（3）干燥劑（活性氧化鋁）儲(chǔ)存時(shí)，即使包裝較嚴(yán)密也會(huì)吸附空氣中的潮氣，影響吸附效果。因此更換活性氧化鋁完成后，建議啟空壓機(jī)測(cè)試運(yùn)行3～7 d，活性氧化鋁才能發(fā)揮出最好效果。

（4）空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低壓運(yùn)行（壓力小于5 bar，即小于0.5 MPa），壓縮空氣中的含油量會(huì)變大，使油霧分離器濾芯的使用壽命減少。建議空壓機(jī)啟動(dòng)初期盡量減少無(wú)關(guān)設(shè)備使用壓縮空氣，待壓力大于5 bar 時(shí)再逐步投用其他設(shè)備。

（5）空壓機(jī)夏季運(yùn)行時(shí)，可通過排風(fēng)扇等設(shè)備保持室內(nèi)通風(fēng)良好，溫度控制在30 ℃左右；冬季運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證室內(nèi)溫度高于0 ℃，可通過調(diào)節(jié)空壓機(jī)頂部排風(fēng)口將一部分熱空氣反吹到室內(nèi)，同時(shí)應(yīng)根據(jù)氣候的變化改變排水頻次及排水時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為生產(chǎn)過程中不可或缺的設(shè)備，空壓機(jī)在石化行業(yè)的作用至關(guān)重要。針對(duì)螺桿式空壓機(jī)在運(yùn)行過程中出口露點(diǎn)異常的問題，本文進(jìn)行了詳細(xì)分析，歸納出4 個(gè)大類的可能因素，逐一排查后，確定了主導(dǎo)因素并啟機(jī)測(cè)試。最后，對(duì)空壓機(jī)組后期的運(yùn)行提出了5 條可行性建議，以獲得較低露點(diǎn)溫度、更干燥、更潔凈的壓縮氣體，進(jìn)而為其他相關(guān)設(shè)備的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷、優(yōu)良運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。