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天然氣長(cháng)輸管道壓縮機故障原因分析及對策

  【壓縮機網(wǎng)壓縮機是我國天然氣管道行業(yè)開(kāi)采中最重要的設備。一般情況下,天然氣管道對壓縮機的要求都比較高,要求壓縮機無(wú)論是技術(shù)、材料還是密封程度,都要有較高的水平,尤其是壓縮機日常維護要根據氣體進(jìn)行故障判斷。隨著(zhù)我國天然氣管道行業(yè)的快速發(fā)展,壓縮機憑借著(zhù)自身便捷、高效的優(yōu)勢受到了很多天然氣管道企業(yè)的青睞,越來(lái)越多的天然氣管道企業(yè)都大量使用壓縮機,這對于我國天然氣管道工藝有著(zhù)極好的推進(jìn)作用。但是,由于壓縮機的技術(shù)要求比較高,因此,在實(shí)際施工中,很多天然氣管道企業(yè)對于壓縮機的技術(shù)研究不夠深入,存在很多問(wèn)題。

  1、壓縮機的相關(guān)概述

  近幾年,裝備技術(shù)得到了很好的發(fā)展,特別是離心式的壓縮機,因為它有非常好的可靠性,而且占地面積相對較小。在一些天然氣管道,煤化工以及冶金等各個(gè)行業(yè)之中得到了很好的應用。

  離心式的壓縮機結構,主要可以分為單軸式和多軸式兩種類(lèi)型。在最初的時(shí)候,單軸式壓縮機一般會(huì )利用多級的議論來(lái)將一根軸進(jìn)行串聯(lián)。但是他的實(shí)際工作效率相對較低,隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展,對相關(guān)結構設計作出了改進(jìn),。單軸式的離心壓縮機,在高壓比的環(huán)境之中也能夠很好的運行。比如說(shuō)一些冷卻劑它分布在機殼的兩次,而且和機殼完全成為一體這樣,不同的氣體再經(jīng)過(guò)壓縮機之后,能夠快速進(jìn)入冷卻器,能夠將整個(gè)機組的實(shí)際運行效率得到提高。然而多軸式的離心壓縮機分為兩種類(lèi)型,分別是H型和M型。H型的多軸式離心壓縮機它的結構和字母H很像。主要是大齒輪帶動(dòng)兩個(gè)小齒輪,而且,兩個(gè)小齒輪,都安裝著(zhù)葉輪,不同的葉輪之間,他們會(huì )用管線(xiàn)和冷卻劑進(jìn)行串聯(lián),主要的目的是將其進(jìn)行等溫壓縮。然而M型的多軸式離心壓縮機有很多的葉輪。它主要是由大齒輪,帶動(dòng)著(zhù)很多小齒輪軸,這樣小的輪軸能夠得到不同的轉速,而且隨著(zhù)氣體的不斷壓縮整個(gè)壓力,不斷增強這樣,整個(gè)出口壓力就會(huì )得到升高。

  2、天然氣長(cháng)輸管道壓縮機故障原因分析及對策

  2.1、防喘振控制方法

  2.1.1、固定極限流量法

  該方法適用于壓縮機轉速恒定不變的工況,基本原理是設定一個(gè)極限值作為壓縮機入口流量,當入口流量小于該值時(shí),防喘振門(mén)打開(kāi),補充入口流量與管網(wǎng)之間的壓力差,避免喘振。該方法的極限值通常取最高轉速下的喘振流量,單當壓縮機在低速條件下運行時(shí),會(huì )導致控制系統裕度過(guò)大,防喘振頻繁開(kāi)啟。為了安全,通常會(huì )在極限值外留有5%到10%的安全裕度作為防喘振控制線(xiàn),該線(xiàn)垂直于橫坐標,該線(xiàn)右側為壓縮機工作區間。

  2.1.2、可變極限流量法

  當壓縮機轉速發(fā)生改變時(shí),不同轉速下對應的極限流量值也不同,將不同轉速下的極限流量值相連,構成喘振線(xiàn),防喘振控制線(xiàn)與喘振線(xiàn)平行,仍然留有5%到10%的安全裕度,該方法增大了壓縮機的工作區間,

  2.1.3、恒壓逼近控制法

  以上兩種方法均為被動(dòng)控制法,當壓縮機氣質(zhì)組分發(fā)生改變時(shí),壓縮機性能曲線(xiàn)也將發(fā)生改變,被動(dòng)控制法無(wú)法進(jìn)行精準調控并預防喘振發(fā)生,在此提出恒壓逼近控制法,進(jìn)一步擴大壓縮機工作區間。

  2.2、透平離心壓縮機故障診斷分析

  2.2.1、壓縮機支撐軸的溫度水平偏高

  支撐軸的溫度高于正常水平時(shí),導致這一情況發(fā)生的原因有很多,需要進(jìn)行逐一排查。檢查軸瓦的間隙情況,間隙小于正常值時(shí)會(huì )提高溫度,這時(shí)需要將間隙調整到正常狀態(tài)。檢查瓦塊表面的巴氏合金材質(zhì)狀態(tài)是否存在損壞問(wèn)題,如果損壞需要重新澆筑處理。檢查軸瓦結構設計運行負荷狀態(tài)是否合理、正常,若是不良,需要對軸瓦設計結構進(jìn)行改良,提高結構的承載能力。在實(shí)際壓縮機運行的期間振動(dòng)會(huì )持續對軸瓦進(jìn)行消耗,軸瓦的損耗速率就會(huì )比較快,針對這一點(diǎn)需要對震動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行有效的解決,讓軸系運行能夠保持良好的穩定狀態(tài)。

  還有若是壓縮機支撐軸所使用的潤滑油當中有多余的水分或者雜質(zhì)存在,那么支撐軸的摩擦結構之間的摩擦效果就會(huì )受到不良的影響,因而在使用潤滑油期間需要對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行定期檢驗,如果質(zhì)量不良時(shí)要更換其他質(zhì)量好的潤滑油,并將產(chǎn)生不良損壞的軸瓦拆卸下來(lái)進(jìn)行檢查,對軸承箱和軸瓦等結構進(jìn)行清潔處理。如果支撐軸結構當中溫度超標的部位是在進(jìn)油裝置區域,就需要將冷卻水的開(kāi)口加大。而如果是進(jìn)油口的壓力低于正常值,導致進(jìn)油量比較少的情況下,就需要提高進(jìn)油的壓力值,并檢查和清理軸承座的進(jìn)油通道,可以對軸瓦進(jìn)油的孔徑值進(jìn)行增大處理,還可以刮瓦塊進(jìn)油側油楔,讓油楔的深度和寬度能夠得以提升,這樣瓦塊進(jìn)油量就能夠有效的增多。

  2.2.2、壓縮機推力軸承運行溫度過(guò)大

  推力軸承運行的溫度超出標準值時(shí),要對進(jìn)油的壓力值和進(jìn)油量水平進(jìn)行檢查,如果都沒(méi)有保持正常的狀態(tài),就要對進(jìn)油的壓力進(jìn)行合理的調整,還要對軸承座的進(jìn)油通道進(jìn)行清潔處理,也可以通過(guò)增加軸瓦僅有孔徑大小進(jìn)行擴增處理,或者刮瓦塊進(jìn)油側油楔,讓進(jìn)油量更加充足。如果進(jìn)油區域的溫度比較高,那么要增加冷卻水的進(jìn)入量,保證潤滑油應用產(chǎn)品符合質(zhì)量標準。要重點(diǎn)對推力軸承安裝情況進(jìn)行檢查,安裝方式存在錯誤或者推力盤(pán)安裝程度不到位的情況下,就會(huì )導致溫度劇增,要將推力軸拆卸下來(lái),檢查水準快之間運行的狀態(tài)是否存在卡滯的情況,卡滯會(huì )抑制瓦塊擺動(dòng)效果,通過(guò)調節水準快讓瓦塊的擺動(dòng)保持良好的靈活性,同時(shí)對推力盤(pán)的安裝情況進(jìn)行檢查和調整。

  檢查推力軸結構的軸向力情況,如果偏大,要對裝置的工藝參數進(jìn)行合理的調整,讓軸向力降低下去,要對軸向力設計偏差進(jìn)行核實(shí)計算,根據核算結果的實(shí)際情況,可以擴大平衡盤(pán),或者可以將平衡盤(pán)的密封結構替換成新的。對支撐軸的密封結構運行狀態(tài)進(jìn)行檢查,將密封結構進(jìn)行解體,如果存在失磨損和失效的情況,要結合實(shí)際情況將間隙超差進(jìn)行更換,對于損壞的密封結構直接更換新的。重點(diǎn)檢查上下相鄰的隔板中間分面區域的密封膠結構,如果密封的效果無(wú)法達到理想要求,更換新的。另外,檢查平衡管運行順暢情況,如果存在堵塞的情況,平衡盤(pán)運行期間負壓腔當中的壓力無(wú)法快速有效的排除,平衡盤(pán)運行的功能效果就會(huì )受損,要對堵塞問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的解決。

  2.2.3、軸位移程度較大

  當發(fā)生軸位移的程度比較大的情況,一般都是由于壓縮機裝置存在喘振的情況,喘振會(huì )讓進(jìn)油口與出油口區域的壓力值產(chǎn)生較大的波動(dòng),轉子軸向運動(dòng)的穩定性就無(wú)法保持,因而要在壓縮機裝置運行生產(chǎn)期間對喘振進(jìn)行防控。對軸裝置的負荷進(jìn)行測量,如果負荷超出標準值,證明各個(gè)結構運行期間壓力水平?jīng)]有控制在規范水平,要對裝置運行工藝進(jìn)行合理調控,強化裝置結構運行穩定性。對密封結構進(jìn)行檢查,如果存在問(wèn)題要及時(shí)更換新的密封結構。如果出現位移盤(pán)跳動(dòng)幅度過(guò)大的情況,要對位移盤(pán)進(jìn)行合理的加工和調整。

  2.3、振動(dòng)的原因和剞劂措施

  2.3.1、離心壓縮機振動(dòng)的原因分析

  離心壓縮機振動(dòng)的原因多種多樣,大體分為機械、儀表、工藝操作等部分原因,下面將工作中遇到的具有代表性的振動(dòng)原因總結如下,供大家參考。

  (1) 離心式壓縮機轉子動(dòng)不平衡。轉子不平衡是由于轉子的幾何中心和轉子的質(zhì)量中心不重合導致。如轉子結構或轉子葉輪損壞。動(dòng)不平衡分為原始不平衡、漸發(fā)性不平衡、突發(fā)性不平衡3種。

  (2) 主動(dòng)軸與從動(dòng)軸不對中。離心式壓縮機組不對中會(huì )造成劇烈振動(dòng),有基礎沉降的原因、有聯(lián)軸器的原因、也有原始設備安裝精度低的原因。不對中可分為垂直不對中和水平不對中。

  (3) 離心式壓縮機永久性轉子彎曲。轉子永久性彎曲后運轉時(shí)會(huì )造成劇烈振動(dòng),一般提現為一倍頻嚴重增加。一般情況下,對于長(cháng)期停運的壓縮機,沒(méi)有按照規定按時(shí)盤(pán)車(chē)會(huì )造成轉子的永久性彎曲。

  (4) 壓縮機前后徑向軸承瓦間隙過(guò)大、瓦塊損壞、瓦體內進(jìn)入異物(見(jiàn)圖1)。

  (5) 儀表振動(dòng)探頭輸送假信號造成離心壓縮機振動(dòng)過(guò)大。

  2.3.2、離心壓縮機振動(dòng)故障的處理辦法

  離心式壓縮機的振動(dòng)故障包括突發(fā)性的和運行中逐漸加大的,處理振動(dòng)故障時(shí)要區別對待。

  (1) 離心式壓縮機轉子存在動(dòng)不平衡時(shí),首先對對轉子進(jìn)行除垢、然后做動(dòng)平衡,消除轉子的不平衡量;對于運行時(shí)突發(fā)的轉子不平衡,壓縮機停車(chē)處理,更換新轉子并檢查清理流隔板道異物;對于轉子損壞的直接更換轉子。

  (2) 對于主動(dòng)軸與從動(dòng)軸不對中的情況,要重新找正,參照圖紙原始對中曲線(xiàn),將對中值恢復到合格的范圍內。

  (3) 離心式壓縮機永久性轉子彎曲時(shí),轉子一旦發(fā)生彎曲是不可修復的,一般情況下不做修復而是直接更換新的轉子。

  (4) 對于壓縮機前后徑向軸承瓦間隙過(guò)大或瓦塊損壞的情況,調整瓦間隙到規定值、瓦塊損壞的直接更換處理。對于瓦體內進(jìn)入異物時(shí),要嚴格清理整個(gè)潤滑系統,重點(diǎn)檢查處理油過(guò)濾器到軸瓦這段的管路部分。

  (5) 儀表振動(dòng)探頭輸送假信號造成離心壓縮機振動(dòng)過(guò)大時(shí),檢查并處理問(wèn)題可能出現的各個(gè)環(huán)節,包括儀表探頭、前置器、數據線(xiàn)等。

  2.4、軸承箱問(wèn)題處理措施

  對于一些可能會(huì )出現的原因要進(jìn)行多次的檢查,對于軸承箱高速軸聯(lián)軸器,要反復進(jìn)行勘測,對于軸承之間的間隙和距離,要及時(shí)作出調整。對于軸承箱底的腳螺栓要做出加固,不斷將相關(guān)設備之間的距離進(jìn)行調整。定期進(jìn)行磨片,聯(lián)軸器的更換,確保它的底座完全貫穿螺桿。如果在檢查過(guò)程當中沒(méi)有發(fā)現特別明顯的問(wèn)題,就需要在實(shí)際調整中進(jìn)行關(guān)注,如在運行過(guò)程中,它的時(shí)間振動(dòng)層次不斷加大,整個(gè)軸向振動(dòng),最大只能達到11.5mm/s。

  2.5、加強設備維修保養力度

  企業(yè)一定要將企業(yè)的實(shí)際需求和生產(chǎn)進(jìn)行相結合,對壓縮機的設備維修和保養程度進(jìn)行加強。

  首先,要對壓縮機中不同零部件具備的特點(diǎn)進(jìn)行充分了解,要將相關(guān)的保養工作做到位。而且可以利用現在的技術(shù)或者人工作出監測工作,將一些故障,及時(shí)進(jìn)行解決。

  其次,在日常工作當中,壓縮機要定期進(jìn)行監測,通過(guò)文章中提到的三種診斷方式,對可能出現的故障原因進(jìn)行預測。準確的找到故障存在的位置,并且及時(shí)制定對應的措施。這不僅能夠將財力物力的消耗進(jìn)行降低,而且整個(gè)工作的實(shí)際效率也會(huì )得到提升。最后要對相關(guān)儀器的安全作出管理,不斷的招聘相關(guān)專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)人才,對設備進(jìn)行定期的巡查之外要檢查設備保養是否到位?維修狀況是否達標。而且可以將實(shí)際的管理效果進(jìn)行優(yōu)化,將對應設備具備的功能發(fā)揮到極致。

  2.6、異響的原因和處理

  天然氣管道壓縮機出現異響是發(fā)生頻率最高的一種故障問(wèn)題,首先,工作人員在進(jìn)行異響排查的時(shí)候可以根據導致天然氣管道壓縮機出現異響的原因進(jìn)行排查工作。天然氣管道壓縮機內的活塞和缸蓋是導致天然氣管道壓縮機出現異響最常見(jiàn)的原因,主要是因為天然氣管道壓縮機內部縫隙過(guò)大,導致活塞和缸蓋在天然氣管道壓縮機進(jìn)行運轉的時(shí)候相互碰撞,因此針對這一問(wèn)題,工作人員需要對過(guò)大的縫隙進(jìn)行及時(shí)調整,避免活塞和缸蓋之間再次發(fā)生碰撞出現異響。其次就是活塞桿出現松動(dòng)也是導致天然氣管道壓縮機出現異響的主要原因之一,工作人員要定期對活塞桿進(jìn)行排查,一旦發(fā)現活塞桿出現松動(dòng),就要將松動(dòng)的活塞桿螺絲帽進(jìn)行調整,避免活塞桿再次出現松動(dòng)。最后就是如果天然氣管道壓縮機內部進(jìn)入異物,那么在天然氣管道壓縮機運轉過(guò)程中異物和內部結構發(fā)生碰撞也會(huì )導致天然氣管道壓縮機出現異響,因此工作人員在進(jìn)行故障排查的時(shí)候一定要對壓縮機進(jìn)行全面清查,避免壓縮機內部出現異物,發(fā)現異物就要及時(shí)清理,從而解決天然氣管道壓縮機出現異響的問(wèn)題。

  3、結語(yǔ)

  因為壓縮機在天然氣運輸中有著(zhù)重要地位,在實(shí)際管理中應該注重做好相關(guān)故障處理工作,降低故障出現的概率,提高機組的利用率,保證輸氣的高效平穩,滿(mǎn)足人們的需求。

標簽: 原因分析壓縮機對策  

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