楊麗茹，趙兵，先鎮(zhèn)龍，劉清

（1.中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司輸氣管理處，四川 成都 610213；2.川慶鉆探工程有限公司川西鉆探，四川 成都 610057；3.中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司，四川 成都 610100）

離心式壓縮機組廣泛用于天然氣壓氣站，其功能是將低中壓(4～6MPa)天然氣增壓后輸送至國家天然氣大管網(wǎng)，實現(xiàn)天然氣全國調(diào)配。異步電機為壓縮機組提供電驅(qū)動力，離心式壓縮機和電機均為高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)設備，潤滑油站為其提供循環(huán)油使其降溫和潤滑。潤滑油站由油箱、油泵、油冷卻器、濾油器、壓力調(diào)節(jié)閥、各種檢測儀表以及油管路和閥門組成,油站潤滑油對壓縮機系統(tǒng)起到冷卻、潤滑、減磨、防銹、防蝕等作用,是天然氣壓縮機的“血液”。

JJ壓氣站潤滑油站油箱容積為16.48m3,初始裝潤滑油13.6m3,油箱運行最低油位710mm,反映到電浮筒液位變送器運行參數(shù)為53%,油箱液位值作為油泵啟動及壓縮機啟動的必要條件。潤滑油液監(jiān)視系統(tǒng)需準確可靠才能保證油站安全穩(wěn)定地運行。油箱液位有最低液位、運行最高液位要求，油位過低或過高，都將影響壓縮機轉(zhuǎn)動部位的潤滑效果。

1 缺陷現(xiàn)象

JJ壓氣站投運以來，每日增壓氣量近1000萬m3。在運行過程中，1號、2號壓縮機油站多次出現(xiàn)液位變送器運行參數(shù)低于53%導致油泵不能啟動故障；3號壓縮機油站則是在壓縮機啟動油箱出油后，液位變送器液位不變反饋中控室為死數(shù)據(jù)的故障，造成運行過程中停機。

2 缺陷分析

2.1 風險分析

壓縮機組后臺顯示的液位值與實際液位值不一致時，存在以下風險：（1）存在實際液位滿足壓縮機啟機和運行需要，而液位檢測系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)與實際液位不一致時，造成壓縮機組在啟動時走時序因液位數(shù)據(jù)過高或過低不滿足啟機條件，造成無法啟動，或者在運行過程中因液位錯誤造成錯誤報警連鎖停機，造成停產(chǎn)經(jīng)濟損失；（2）若實際值不滿足壓縮機組運行需要，而液位檢監(jiān)測系統(tǒng)顯示值出現(xiàn)假數(shù)據(jù)，未能顯示液位異常情況，壓縮機轉(zhuǎn)動部分需要的潤滑油量得不到保證，油膜建立不良潤滑效果欠佳，從而轉(zhuǎn)動部位發(fā)熱磨損，造成軸承等旋轉(zhuǎn)設備內(nèi)部機械部分受損壞等損壞，溫度過高造成故障停機，單套設備維修費將達到50～1000萬元。

因此，潤滑油液位監(jiān)測系統(tǒng)準確性十分重要，不允許存在檢測數(shù)據(jù)不準確的缺陷。存在本質(zhì)技術(shù)安全風險。

2.2 缺陷分析方向

首先剖析潤滑油站結(jié)構(gòu)和原理。潤滑油站油箱液位監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理為：下部開口的浮筒套管插入油箱，套管焊接固定在油箱頂部，浮筒位置隨套管內(nèi)潤滑油液位的變化而變化，浮筒位置變化導致杠桿上下位移，位移幅度信號通過扭力管傳遞給液位變送器的傳感器，轉(zhuǎn)換成4～20mA電流信號傳送至中控室控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對液位數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和報警。

圖1 壓縮機油站油箱液位計監(jiān)測系統(tǒng)圖(原有)

液位變送器收到的信號直接來源于浮筒位置，因此，浮筒位置是否隨著變動為分析的主要方向。

2.3 缺陷分析過程

對故障進行深入剖析反復研究,通過安裝液位尺，并把后臺采集的數(shù)值與液位尺數(shù)值進行比較，發(fā)現(xiàn)顯示值與實測的液位值存在差異，根據(jù)潤滑油站結(jié)構(gòu)和液位監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理分析，查找確定油箱浮筒液位變送器外筒體在結(jié)構(gòu)上存在缺陷,即該套筒密閉且與油箱箱體焊接,其上部空氣與油箱上部空氣未連通,導致液位變送器外筒體與油箱內(nèi)氣壓不平衡,存在氣壓差,浮筒液位異常，使液位變送器測量值傳送至控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)不準，引起壓縮機組無法啟機、跳車或設備損壞：一種情況是當浮筒套管頂部法蘭盤密封不嚴或堵頭漏氣，存在空氣進出通道，浮筒套管上部承受氣壓接近大氣壓，大于密封的油箱上部空氣的負壓值,浮筒套管內(nèi)液位降低，低于油箱液位（啟機瞬間可能驟降到報警低位值以下，從而導致油泵受到邏輯聯(lián)鎖不可啟動，無法啟動壓縮機）；另一種情況是當浮筒頂部密封良好，上部形成氣囊壓力恒定，經(jīng)過一段時間平衡后管內(nèi)液位傾向于恒定值，不隨外部油箱液位變化而變化，液位變送器測量值不準確導致控制系統(tǒng)無法監(jiān)測液位（液位異常時無法報警），存在較大安全隱患，若液位過低，則實際油量不夠難以滿足機組潤化降溫需要，導致溫度超高停機，損壞壓縮機、電機、油泵等設備。

2.4 結(jié)論及整改思路

綜合分析，結(jié)論為該種潤滑油系統(tǒng)的潤滑油的液位監(jiān)測系統(tǒng)中的浮筒液位變送器外筒體在結(jié)構(gòu)上存在“上部空氣與油箱內(nèi)上部空氣壓力不平衡”缺陷，易造成液位檢測數(shù)據(jù)與實際液位值不一致，從而導致潤滑油站系統(tǒng)工作不正常，引發(fā)壓縮機組啟機時發(fā)生條件錯誤或壓縮機組運行過程中發(fā)生誤停機風險。

本著提質(zhì)增效的基本理念,在不改變油站原有本體結(jié)構(gòu)和不停機的前提下進行連通法改造，建立一種可防誤動作液位監(jiān)控系統(tǒng)。即將液位變送器浮筒套管頂部空間通過不銹鋼波紋管與靠近浮筒套管的油站蓄能器回油口觀察窗頂部相連，使浮筒套管上部空氣與油箱內(nèi)上部空氣通過此管路連通，使兩者氣壓始終處于平衡狀態(tài)，從而使液位變送器浮筒液位與油箱液位始終保持一致。按此方法，改造一臺液位變送器僅需半個小時，3臺需2h，耗材不多，投入少，改造后液位監(jiān)視系統(tǒng)如圖2。

圖2 壓縮機油站油箱液位計監(jiān)測系統(tǒng)圖(改造后)

3 結(jié)語

通過對離心式壓縮機組配套潤滑系統(tǒng)潤滑油站液位檢測系統(tǒng)液位缺陷的分析，尋找出液位檢測系統(tǒng)中制造過程中未考慮套筒為密閉空間,其上部空氣與油箱上部空氣未連通,內(nèi)外存在氣壓差,浮筒液位異常，不能準確反饋真實液位。采用實測對比法，確定主要原因并制定改進措施，試運行液位檢測系統(tǒng)運行可靠、安全、穩(wěn)定，為此種型號的潤滑油站制造過程方法改進提供了實踐案例和改進方法，從而提升設備質(zhì)量與安全。