天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法

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摘要：隨著房地產(chǎn)園林景觀技術(shù)的大力推廣，天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法問(wèn)題不斷的在天然氣壓縮機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)，而在這其中新形勢(shì)下天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法的發(fā)展的效果，是直接關(guān)系到天然氣壓縮機(jī)工作的最后效果的關(guān)鍵因素之一。因此，本文主要就天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法中起到的作用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：天然氣；壓縮機(jī)；性能故障

一、前言

如何做好新形勢(shì)下天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法的發(fā)展工作，為天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法的發(fā)展實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的安全保障，是現(xiàn)在天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法面臨的迫在眉睫、函需解決的頭等課題。

二、壓縮機(jī)分類

1、用于天然氣的壓縮機(jī)及使用范圍作為天然氣或油田伴生氣用的壓縮機(jī)常用型式包括活塞式、離心式和螺桿式三種。

（一）離心式壓縮機(jī)用于進(jìn)氣流量為14.16～6660m3/min（850～399600m3/h），離心式壓縮機(jī)的殼體分為水平剖分和垂直剖分兩種形式。對(duì)于小流量的壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，水平剖分型可應(yīng)用于壓力在5.52～6.89MPa范圍，而垂直剖分型的壓縮機(jī)壓力應(yīng)用范圍比水平剖分型的要高，如油田注氣壓縮機(jī)，其壓力可以達(dá)到72.39MPa。

（二）螺桿式壓縮機(jī)，分為干式螺桿壓縮機(jī)和噴油潤(rùn)滑式螺桿壓縮機(jī)兩種。噴油螺桿壓縮機(jī)的最高排出壓力可達(dá)到5MPa。

（三）活塞式壓縮機(jī)用于進(jìn)氣流量約為300m3/min（18000m3/h）以下，特別適用于小流量、高排出壓力的場(chǎng)合。通常每一級(jí)的壓縮比為3：1至4：1，更高的壓比會(huì)引起它的容積效率和機(jī)械效率下降，還會(huì)造成壓縮機(jī)的應(yīng)力過(guò)大。另外，排氣溫度也限制了壓縮比的提高，由于機(jī)械方面的原因，通常限制排氣溫度在176℃以下。

2、三種類型壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）活塞式壓縮機(jī)

與回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（螺桿式、離心式）相比，往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，維修成本高。但是往復(fù)式壓縮機(jī)的效率高，處理高壓的能力強(qiáng)，正是由于它的兩大優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣泛的應(yīng)用性，尤其是在高壓和超高壓時(shí)，它的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)得更為突出。

（二）螺桿式壓縮機(jī)

運(yùn)動(dòng)部件少，取消了氣閥、填料和活塞環(huán)這類易損件，節(jié)省了更換這些零部件的停工時(shí)間；不存在往復(fù)慣性力，因此允許壓縮機(jī)在較高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊；由于冷卻潤(rùn)滑劑是連續(xù)流動(dòng)的，允許的單級(jí)壓縮比要高得多；減少或消除了流體（氣體）的脈動(dòng)，振動(dòng)較??；可實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速和高壓縮比，有助于最大限度地獲得可用的生產(chǎn)功率。

（三）離心式壓縮機(jī)

離心式壓縮機(jī)具有輸氣量大、運(yùn)行平穩(wěn)、機(jī)組的外形尺寸小、重量輕、占地面積小、設(shè)備易損件少、使用期限長(zhǎng)、維護(hù)保養(yǎng)工作量少、壓縮的氣體不會(huì)被潤(rùn)滑油污染等優(yōu)點(diǎn)，所以對(duì)于那些要求氣體流量大，氣量波動(dòng)幅度小，排氣壓力為中、低壓的使用場(chǎng)合，很適宜選用離心式壓縮機(jī)。

三、壓縮機(jī)的常見(jiàn)故障

曲柄連桿機(jī)構(gòu)和氣缸是壓縮機(jī)最主要的運(yùn)動(dòng)部件，該部件在工作時(shí)包含旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此，它才被稱之為往復(fù)式壓縮機(jī)。

1、天然氣壓縮機(jī)的適用性

（一）關(guān)于壓比。在實(shí)際運(yùn)用中往復(fù)式壓縮機(jī)的壓比必須保持在1∶2到1∶6之間，因?yàn)?，高于此區(qū)間的壓比會(huì)使壓縮機(jī)的機(jī)械效率和熱效率降低，從而導(dǎo)致較高的排氣溫度和機(jī)械應(yīng)力。美國(guó)的壓縮機(jī)權(quán)威漢?。℉anlon Paul）把往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣溫度限制在180～205℃區(qū)間內(nèi)。壓縮機(jī)每級(jí)增壓值不得超過(guò)7MPa，大型壓縮機(jī)控制在20 MPa范圍內(nèi)，小型壓縮機(jī)最高出口壓力限制在40 MPa以下。

（一）級(jí)數(shù)與氣缸。在假定壓比相同的情況下，壓縮天然氣環(huán)節(jié)中的排氣溫度越高，越應(yīng)該采取多級(jí)壓縮。但考慮到固定余隙下氣缸的壓縮比和效率，往往把低壓級(jí)調(diào)節(jié)到稍高的壓比，則更有利于天然氣壓縮機(jī)的運(yùn)行。

（三）行程和轉(zhuǎn)速。低功率的情況下工作站需要行程短、重量小、速度快的壓縮機(jī)；高功率情況下一般采用行程長(zhǎng)、重量大、速度慢的壓縮機(jī)更合適。綜上所述，如果出現(xiàn)與之情形不適應(yīng)的情況，天然氣壓縮機(jī)就會(huì)在一定程度上發(fā)生故障。

2、壓縮機(jī)常見(jiàn)故障與分類

按照故障的定義，往復(fù)壓縮機(jī)的故障就是指它喪失了應(yīng)達(dá)到的規(guī)定熱力性能或機(jī)械功能。除了管理職責(zé)和人為因素外，天然氣壓縮機(jī)主要存在有熱力性能故障、機(jī)械性故障和耦合故障。

（一）熱力性故障表現(xiàn)為壓縮機(jī)的溫度、壓力、排量等指標(biāo)達(dá)不到或超越規(guī)定值。

（二）機(jī)械性故障表現(xiàn)為機(jī)器運(yùn)行中的異常振動(dòng)、噪聲、摩擦過(guò)熱等。

（三）耦合故障指除自身結(jié)構(gòu)性故障（如氣閥故障、部件磨損等）外，天然氣壓縮機(jī)還存在如管線氣流脈動(dòng)、機(jī)組喘振及共振等耦合故障模式。實(shí)際工作中，以上三種故障并非單獨(dú)存在而是同構(gòu)且共生性的，本文的重點(diǎn)是從熱力性故障的角度來(lái)考察天然氣壓縮機(jī)的實(shí)際操作性。

四、天然氣壓縮機(jī)的常見(jiàn)故障特點(diǎn)

首先，天然氣壓縮機(jī)的故障具有多樣性。作為一個(gè)精密而龐大的機(jī)器設(shè)備，天然氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，零部件繁多，也導(dǎo)致其故障具有多樣性。天然氣壓縮機(jī)的故障主要表現(xiàn)在零部件上，同一部件可能會(huì)發(fā)生多種故障，或者不同設(shè)備上的故障存在很大的關(guān)聯(lián)性。這就使得其故障具有多樣性，對(duì)于故障的診斷和判定十分困難，需要將設(shè)備的零部件進(jìn)行詳細(xì)劃分，充分了解設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，才能及時(shí)找出故障原因并解決。

其次，天然氣壓縮機(jī)的故障具有并發(fā)性。天然氣壓縮機(jī)的工作環(huán)境較為特殊，每天的工作量十分龐大，所以易損部件非常多，而由于設(shè)備的運(yùn)行需要子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)和配合，在相互干擾之下，往往會(huì)出現(xiàn)多個(gè)故障同時(shí)存在的現(xiàn)象，所謂的“牽一發(fā)而動(dòng)全身”就是這種情況。在這種情況下，對(duì)于故障原因的診斷是非常困難的，需要認(rèn)真細(xì)致地對(duì)每個(gè)故障所涉及的子系統(tǒng)以及其中的每個(gè)零件進(jìn)行分析，了解故障的內(nèi)在聯(lián)系，之后對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理和歸納總結(jié)，尋找突破口，才能逐漸得出診斷結(jié)論。

五、主要影響因素及改善措施

壓縮機(jī)故障和最小割集進(jìn)行分析后，可以找出引起該壓縮機(jī)失效的主要形式，從而獲得相應(yīng)的防護(hù)措施，其主要失效因素及相應(yīng)的防護(hù)措施有：

1、機(jī)械振動(dòng)天然氣壓縮機(jī)自身的機(jī)械振動(dòng)，是造成他失效的重要因素之一。引起振動(dòng)的原因有轉(zhuǎn)子不平衡、軸承發(fā)熱、基礎(chǔ)不良等。對(duì)轉(zhuǎn)子重量不平衡引起的振動(dòng)應(yīng)作平衡校正（最好是現(xiàn)場(chǎng)平衡），熱影響比較小時(shí)，著眼于熱影響的中間點(diǎn)作熱平衡；而對(duì)于軸損壞和葉輪損壞，視具體情況修理零部件或更換零部件。軸承失應(yīng)使用適量的潤(rùn)滑油或更換軸承，防止軸承失效。壓縮機(jī)基礎(chǔ)不良引起的振動(dòng)也分為很多種，如安裝水平面差，則用襯板進(jìn)行調(diào)整.

2、溫升過(guò)高天然氣壓縮機(jī)對(duì)氣體做功以及本身運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦產(chǎn)生的熱量，一部分被冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)帶走，另一部分被壓縮機(jī)本身的其他零部件所吸收，導(dǎo)致溫度過(guò)高。天然氣壓縮機(jī)最容易溫度過(guò)高發(fā)部件就是四個(gè)動(dòng)力缸，起防護(hù)措施就是加快冷卻水的循環(huán)，將運(yùn)動(dòng)幅配合、填料密封配合等的設(shè)計(jì)適中，可以降低壓縮機(jī)運(yùn)行中各個(gè)部件的溫度。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文所提到的天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法，希望可以對(duì)天然氣壓縮機(jī)的使用提供相關(guān)的參考價(jià)值。隨著天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法的不斷開展，并于天然氣壓縮機(jī)性能故障與規(guī)避方法，也將成為保障天然氣壓縮機(jī)安全運(yùn)行的最終目標(biāo)的重要工作。

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