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天然氣長輸管道壓縮機(jī)故障原因分析及對策

  【壓縮機(jī)網(wǎng)壓縮機(jī)是我國天然氣管道行業(yè)開采中最重要的設(shè)備。一般情況下,天然氣管道對壓縮機(jī)的要求都比較高,要求壓縮機(jī)無論是技術(shù)、材料還是密封程度,都要有較高的水平,尤其是壓縮機(jī)日常維護(hù)要根據(jù)氣體進(jìn)行故障判斷。隨著我國天然氣管道行業(yè)的快速發(fā)展,壓縮機(jī)憑借著自身便捷、高效的優(yōu)勢受到了很多天然氣管道企業(yè)的青睞,越來越多的天然氣管道企業(yè)都大量使用壓縮機(jī),這對于我國天然氣管道工藝有著極好的推進(jìn)作用。但是,由于壓縮機(jī)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(jī)的技術(shù)研究不夠深入,存在很多問題。

  1、壓縮機(jī)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(jī),因?yàn)樗蟹浅:玫目煽啃裕艺嫉孛娣e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(yīng)用。

  離心式的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu),主要可以分為單軸式和多軸式兩種類型。在最初的時(shí)候,單軸式壓縮機(jī)一般會利用多級的議論來將一根軸進(jìn)行串聯(lián)。但是他的實(shí)際工作效率相對較低,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,對相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作出了改進(jìn),。單軸式的離心壓縮機(jī),在高壓比的環(huán)境之中也能夠很好的運(yùn)行。比如說一些冷卻劑它分布在機(jī)殼的兩次,而且和機(jī)殼完全成為一體這樣,不同的氣體再經(jīng)過壓縮機(jī)之后,能夠快速進(jìn)入冷卻器,能夠?qū)⒄麄€(gè)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率得到提高。然而多軸式的離心壓縮機(jī)分為兩種類型,分別是H型和M型。H型的多軸式離心壓縮機(jī)它的結(jié)構(gòu)和字母H很像。主要是大齒輪帶動兩個(gè)小齒輪,而且,兩個(gè)小齒輪,都安裝著葉輪,不同的葉輪之間,他們會用管線和冷卻劑進(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(jī)有很多的葉輪。它主要是由大齒輪,帶動著很多小齒輪軸,這樣小的輪軸能夠得到不同的轉(zhuǎn)速,而且隨著氣體的不斷壓縮整個(gè)壓力,不斷增強(qiáng)這樣,整個(gè)出口壓力就會得到升高。

  2、天然氣長輸管道壓縮機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速恒定不變的工況,基本原理是設(shè)定一個(gè)極限值作為壓縮機(jī)入口流量,當(dāng)入口流量小于該值時(shí),防喘振門打開,補(bǔ)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(zhuǎn)速下的喘振流量,單當(dāng)壓縮機(jī)在低速條件下運(yùn)行時(shí),會導(dǎo)致控制系統(tǒng)裕度過大,防喘振頻繁開啟。為了安全,通常會在極限值外留有5%到10%的安全裕度作為防喘振控制線,該線垂直于橫坐標(biāo),該線右側(cè)為壓縮機(jī)工作區(qū)間。

  2.1.2、可變極限流量法

  當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí),不同轉(zhuǎn)速下對應(yīng)的極限流量值也不同,將不同轉(zhuǎn)速下的極限流量值相連,構(gòu)成喘振線,防喘振控制線與喘振線平行,仍然留有5%到10%的安全裕度,該方法增大了壓縮機(jī)的工作區(qū)間,

  2.1.3、恒壓逼近控制法

  以上兩種方法均為被動控制法,當(dāng)壓縮機(jī)氣質(zhì)組分發(fā)生改變時(shí),壓縮機(jī)性能曲線也將發(fā)生改變,被動控制法無法進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控并預(yù)防喘振發(fā)生,在此提出恒壓逼近控制法,進(jìn)一步擴(kuò)大壓縮機(jī)工作區(qū)間。

  2.2、透平離心壓縮機(jī)故障診斷分析

  2.2.1、壓縮機(jī)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(dǎo)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)會提高溫度,這時(shí)需要將間隙調(diào)整到正常狀態(tài)。檢查瓦塊表面的巴氏合金材質(zhì)狀態(tài)是否存在損壞問題,如果損壞需要重新澆筑處理。檢查軸瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)行負(fù)荷狀態(tài)是否合理、正常,若是不良,需要對軸瓦設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良,提高結(jié)構(gòu)的承載能力。在實(shí)際壓縮機(jī)運(yùn)行的期間振動會持續(xù)對軸瓦進(jìn)行消耗,軸瓦的損耗速率就會比較快,針對這一點(diǎn)需要對震動問題進(jìn)行有效的解決,讓軸系運(yùn)行能夠保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)。

  還有若是壓縮機(jī)支撐軸所使用的潤滑油當(dāng)中有多余的水分或者雜質(zhì)存在,那么支撐軸的摩擦結(jié)構(gòu)之間的摩擦效果就會受到不良的影響,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(yàn),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進(jìn)行檢查,對軸承箱和軸瓦等結(jié)構(gòu)進(jìn)行清潔處理。如果支撐軸結(jié)構(gòu)當(dāng)中溫度超標(biāo)的部位是在進(jìn)油裝置區(qū)域,就需要將冷卻水的開口加大。而如果是進(jìn)油口的壓力低于正常值,導(dǎo)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(cè)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(jī)推力軸承運(yùn)行溫度過大

  推力軸承運(yùn)行的溫度超出標(biāo)準(zhǔn)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(diào)整,還要對軸承座的進(jìn)油通道進(jìn)行清潔處理,也可以通過增加軸瓦僅有孔徑大小進(jìn)行擴(kuò)增處理,或者刮瓦塊進(jìn)油側(cè)油楔,讓進(jìn)油量更加充足。如果進(jìn)油區(qū)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(yīng)用產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。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(cuò)誤或者推力盤安裝程度不到位的情況下,就會導(dǎo)致溫度劇增,要將推力軸拆卸下來,檢查水準(zhǔn)快之間運(yùn)行的狀態(tài)是否存在卡滯的情況,卡滯會抑制瓦塊擺動效果,通過調(diào)節(jié)水準(zhǔn)快讓瓦塊的擺動保持良好的靈活性,同時(shí)對推力盤的安裝情況進(jìn)行檢查和調(diào)整。

  檢查推力軸結(jié)構(gòu)的軸向力情況,如果偏大,要對裝置的工藝參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整,讓軸向力降低下去,要對軸向力設(shè)計(jì)偏差進(jìn)行核實(shí)計(jì)算,根據(jù)核算結(jié)果的實(shí)際情況,可以擴(kuò)大平衡盤,或者可以將平衡盤的密封結(jié)構(gòu)替換成新的。對支撐軸的密封結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查,將密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行解體,如果存在失磨損和失效的情況,要結(jié)合實(shí)際情況將間隙超差進(jìn)行更換,對于損壞的密封結(jié)構(gòu)直接更換新的。重點(diǎn)檢查上下相鄰的隔板中間分面區(qū)域的密封膠結(jié)構(gòu),如果密封的效果無法達(dá)到理想要求,更換新的。另外,檢查平衡管運(yùn)行順暢情況,如果存在堵塞的情況,平衡盤運(yùn)行期間負(fù)壓腔當(dāng)中的壓力無法快速有效的排除,平衡盤運(yùn)行的功能效果就會受損,要對堵塞問題進(jìn)行及時(shí)的解決。

  2.2.3、軸位移程度較大

  當(dāng)發(fā)生軸位移的程度比較大的情況,一般都是由于壓縮機(jī)裝置存在喘振的情況,喘振會讓進(jìn)油口與出油口區(qū)域的壓力值產(chǎn)生較大的波動,轉(zhuǎn)子軸向運(yùn)動的穩(wěn)定性就無法保持,因而要在壓縮機(jī)裝置運(yùn)行生產(chǎn)期間對喘振進(jìn)行防控。對軸裝置的負(fù)荷進(jìn)行測量,如果負(fù)荷超出標(biāo)準(zhǔn)值,證明各個(gè)結(jié)構(gòu)運(yùn)行期間壓力水平?jīng)]有控制在規(guī)范水平,要對裝置運(yùn)行工藝進(jìn)行合理調(diào)控,強(qiáng)化裝置結(jié)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定性。對密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查,如果存在問題要及時(shí)更換新的密封結(jié)構(gòu)。如果出現(xiàn)位移盤跳動幅度過大的情況,要對位移盤進(jìn)行合理的加工和調(diào)整。

  2.3、振動的原因和剞劂措施

  2.3.1、離心壓縮機(jī)振動的原因分析

  離心壓縮機(jī)振動的原因多種多樣,大體分為機(jī)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原因總結(jié)如下,供大家參考。

  (1) 離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動不平衡。轉(zhuǎn)子不平衡是由于轉(zhuǎn)子的幾何中心和轉(zhuǎn)子的質(zhì)量中心不重合導(dǎo)致。如轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)子葉輪損壞。動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) 主動軸與從動軸不對中。離心式壓縮機(jī)組不對中會造成劇烈振動,有基礎(chǔ)沉降的原因、有聯(lián)軸器的原因、也有原始設(shè)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(jī)永久性轉(zhuǎn)子彎曲。轉(zhuǎn)子永久性彎曲后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會造成劇烈振動,一般提現(xiàn)為一倍頻嚴(yán)重增加。一般情況下,對于長期停運(yùn)的壓縮機(jī),沒有按照規(guī)定按時(shí)盤車會造成轉(zhuǎn)子的永久性彎曲。

  (4) 壓縮機(jī)前后徑向軸承瓦間隙過大、瓦塊損壞、瓦體內(nèi)進(jìn)入異物(見圖1)。

  (5) 儀表振動探頭輸送假信號造成離心壓縮機(jī)振動過大。

  2.3.2、離心壓縮機(jī)振動故障的處理辦法

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

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

  (2) 對于主動軸與從動軸不對中的情況,要重新找正,參照圖紙?jiān)紝χ星€,將對中值恢復(fù)到合格的范圍內(nèi)。

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

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

  (5) 儀表振動探頭輸送假信號造成離心壓縮機(jī)振動過大時(shí),檢查并處理問題可能出現(xiàn)的各個(gè)環(huán)節(jié),包括儀表探頭、前置器、數(shù)據(jù)線等。

  2.4、軸承箱問題處理措施

  對于一些可能會出現(xiàn)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(fù)進(jìn)行勘測,對于軸承之間的間隙和距離,要及時(shí)作出調(diào)整。對于軸承箱底的腳螺栓要做出加固,不斷將相關(guān)設(shè)備之間的距離進(jìn)行調(diào)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。如果在檢查過程當(dāng)中沒有發(fā)現(xiàn)特別明顯的問題,就需要在實(shí)際調(diào)整中進(jìn)行關(guān)注,如在運(yùn)行過程中,它的時(shí)間振動層次不斷加大,整個(gè)軸向振動,最大只能達(dá)到11.5mm/s。

  2.5、加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng)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(jié)合,對壓縮機(jī)的設(shè)備維修和保養(yǎng)程度進(jìn)行加強(qiáng)。

  首先,要對壓縮機(jī)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(yǎng)工作做到位。而且可以利用現(xiàn)在的技術(shù)或者人工作出監(jiān)測工作,將一些故障,及時(shí)進(jìn)行解決。

  其次,在日常工作當(dāng)中,壓縮機(jī)要定期進(jìn)行監(jiān)測,通過文章中提到的三種診斷方式,對可能出現(xiàn)的故障原因進(jìn)行預(yù)測。準(zhǔn)確的找到故障存在的位置,并且及時(shí)制定對應(yīng)的措施。這不僅能夠?qū)⒇?cái)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)專業(yè)性的技術(shù)人才,對設(shè)備進(jìn)行定期的巡查之外要檢查設(shè)備保養(yǎng)是否到位?維修狀況是否達(dá)標(biāo)。而且可以將實(shí)際的管理效果進(jìn)行優(yōu)化,將對應(yīng)設(shè)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(jī)出現(xiàn)異響是發(fā)生頻率最高的一種故障問題,首先,工作人員在進(jìn)行異響排查的時(shí)候可以根據(jù)導(dǎo)致天然氣管道壓縮機(jī)出現(xiàn)異響的原因進(jìn)行排查工作。天然氣管道壓縮機(jī)內(nèi)的活塞和缸蓋是導(dǎo)致天然氣管道壓縮機(jī)出現(xiàn)異響最常見的原因,主要是因?yàn)樘烊粴夤艿缐嚎s機(jī)內(nèi)部縫隙過大,導(dǎo)致活塞和缸蓋在天然氣管道壓縮機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候相互碰撞,因此針對這一問題,工作人員需要對過大的縫隙進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,避免活塞和缸蓋之間再次發(fā)生碰撞出現(xiàn)異響。其次就是活塞桿出現(xiàn)松動也是導(dǎo)致天然氣管道壓縮機(jī)出現(xiàn)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(xiàn)活塞桿出現(xiàn)松動,就要將松動的活塞桿螺絲帽進(jìn)行調(diào)整,避免活塞桿再次出現(xiàn)松動。最后就是如果天然氣管道壓縮機(jī)內(nèi)部進(jìn)入異物,那么在天然氣管道壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中異物和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞也會導(dǎo)致天然氣管道壓縮機(jī)出現(xiàn)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(jī)進(jìn)行全面清查,避免壓縮機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)異物,發(fā)現(xiàn)異物就要及時(shí)清理,從而解決天然氣管道壓縮機(jī)出現(xiàn)異響的問題。

  3、結(jié)語

  因?yàn)閴嚎s機(jī)在天然氣運(yùn)輸中有著重要地位,在實(shí)際管理中應(yīng)該注重做好相關(guān)故障處理工作,降低故障出現(xiàn)的概率,提高機(jī)組的利用率,保證輸氣的高效平穩(wěn),滿足人們的需求。

標(biāo)簽: 原因分析壓縮機(jī)對策  

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