螺桿式空壓機出口露點異常現(xiàn)象分析及處理

遲百川

（國家管網(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

空壓機是氣壓發(fā)生裝置，將機械能轉(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[2-3]，用于提供離心式壓縮機組的隔離氣、電機的正壓通風(fēng)氣體、電動閥門的驅(qū)動氣體。正常運行時，空壓機的出口露點在-30 ℃以下，但該空壓機組在實際運行中，出口露點持續(xù)升高，與實際要求數(shù)值相差甚遠(yuǎn)，如不及時解決，相關(guān)設(shè)備將無法安全、平穩(wěn)、可靠運行，且使用壽命也會大大降低。

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

1 出口露點異常分析

空壓機儀表顯示出口露點數(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)備的運行存在很大安全隱患。

圖1 空壓機儀表顯示出口露點數(shù)值

1.1 環(huán)境因素

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

圖3 空壓機頂部換熱口

1.2 露點儀因素

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

圖4 現(xiàn)場露點儀探頭

圖5 現(xiàn)場露點儀調(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長期運行，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，如不及時清理將影響出口露點?，F(xiàn)場檢查并對其進(jìn)行清理后，出口露點有所降低，但變化不大，因此該因素并非主導(dǎo)因素。

圖6 空壓機空氣吸入通道

1.4 干燥機因素

無熱再生吸附式壓縮空氣干燥機[4]是空壓機干燥系統(tǒng)的主要設(shè)備，由罐體、干燥劑、擴(kuò)散器、氣動薄膜閥、電磁閥、對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）表面的分子力來吸取氣體中的水分，從而獲得較低露點溫度、更干燥、潔凈氣體的凈化設(shè)備。

圖7 干燥機運行流程

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

（2）相關(guān)閥門。如果其中某個閥門由于故障或其他原因?qū)е虏粍幼骰騽幼鞑粡氐祝瑢?dǎo)致吸附再生罐工作效果不佳，水氣無法全部排出，直接導(dǎo)致出口露點變化。經(jīng)檢查，再生氣量調(diào)節(jié)閥開度適合，氣動薄膜閥、電磁閥工作正常，止回閥無異常。

（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。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，增強吸附再生效果，延長干燥劑的使用壽命。過濾器的個別濾芯出現(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)致出口露點變化。浮子式自動排水器現(xiàn)場運行狀況如圖10 所示，可以看出自動排水器內(nèi)部堵塞嚴(yán)重，已無法自行排污，更換后進(jìn)行回裝。

圖10 浮子式自動排水器現(xiàn)場運行狀況

（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[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，對其進(jìn)行整體更換（圖11）。

圖11 活性氧化鋁檢查

啟動空壓機進(jìn)行為期5 d 的測試，試運后的空壓機出口露點如圖12 所示，符合空壓機的運行要求。

圖12 試運后的空壓機出口露點

綜上所述，該故障的原因是：空壓機組長時間運行，吸入油水混合物較多，浮子式自動排水器積液過多，無法及時排除，導(dǎo)致干燥機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)致出口露點過高的異?，F(xiàn)象。

2 后期運行建議

（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)場實際情況對空壓機進(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，對設(shè)備、濾芯、露點有影響。綜合成本、露點等因素，建議后期采購原廠的活性氧化鋁。

（3）干燥劑（活性氧化鋁）儲存時，即使包裝較嚴(yán)密也會吸附空氣中的潮氣，影響吸附效果。因此更換活性氧化鋁完成后，建議啟空壓機測試運行3～7 d，活性氧化鋁才能發(fā)揮出最好效果。

（4）空壓機長時間低壓運行（壓力小于5 bar，即小于0.5 MPa），壓縮空氣中的含油量會變大，使油霧分離器濾芯的使用壽命減少。建議空壓機啟動初期盡量減少無關(guān)設(shè)備使用壓縮空氣，待壓力大于5 bar 時再逐步投用其他設(shè)備。

（5）空壓機夏季運行時，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；冬季運行時，應(yīng)保證室內(nèi)溫度高于0 ℃，可通過調(diào)節(jié)空壓機頂部排風(fēng)口將一部分熱空氣反吹到室內(nèi)，同時應(yīng)根據(jù)氣候的變化改變排水頻次及排水時間。

3 結(jié)束語

作為生產(chǎn)過程中不可或缺的設(shè)備，空壓機在石化行業(yè)的作用至關(guān)重要。針對螺桿式空壓機在運行過程中出口露點異常的問題，本文進(jìn)行了詳細(xì)分析，歸納出4 個大類的可能因素，逐一排查后，確定了主導(dǎo)因素并啟機測試。最后，對空壓機組后期的運行提出了5 條可行性建議，以獲得較低露點溫度、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、長周期、滿負(fù)荷、優(yōu)良運行奠定良好的基礎(chǔ)。