燃氣壓縮機常見故障及處理措施研究

張傳江，王建鑫

（1.中國石油天然氣集團有限公司吐哈油田公司油氣生產(chǎn)服務(wù)中心；2.中國石油吐哈油田公司鄯善采油管理區(qū)基建設(shè)備中心，新疆 吐魯番 838202）

在進行油氣集輸作業(yè)的過程中，壓縮機屬于非常重要的設(shè)備，其主要作用是對介質(zhì)進行壓縮以及增壓處理，以此實現(xiàn)能源輸送的基本目標，壓縮機的組成相對較為復雜，在運行過程中可能會出現(xiàn)多種類型的故障問題，故障問題的出現(xiàn)不但影響油氣集輸作業(yè)的效率，還可能會對油氣集輸作業(yè)的安全性產(chǎn)生一定的影響。隨著油氣集輸作業(yè)過程中壓縮機數(shù)量的不斷提升，維檢修人員對壓縮機故障進行處理的壓力也在逐漸提升，通過對壓縮機故障問題進行總結(jié)，才能采取合理的措施預防和解決故障問題。本次研究為了保障壓縮機運行的安全性以及運行效率，從壓縮機的運行機理出發(fā)，對故障特征進行簡單分析，對常見的故障進行總結(jié)，了解不同類型故障出現(xiàn)的原因，以此制定合理的處理措施，為保障油氣集輸作業(yè)的順利開展奠定基礎(chǔ)。

1 燃氣壓縮機運行機理及故障特征分析

（1）運行機理。壓縮機主要是在電動機的動力支持下運行，電動機主要與壓縮機內(nèi)部的連桿連接，電動機在運行以后，壓縮機內(nèi)部的連桿也將會處于運行狀態(tài)，連桿將會帶動活塞進行往復式的運行，在曲軸運行一周的基本前提下，活塞也將會進行一個周期的往復式運動，此時，壓縮機可以完成吸氣、壓縮以及排氣的過程。在壓縮機吸氣的過程中，其內(nèi)部的活塞將會逐漸向左運動，此時，壓縮機內(nèi)的空間將會逐漸增加，壓縮機內(nèi)部的壓力將會逐漸減小，在氣缸中的壓力低于進氣壓力時，在進氣管道壓力的作用下，進氣管道位置處的進氣閥將會逐漸頂開，大量的氣體將會進入氣缸中，在活塞運行至最左端位置以后，氣缸中的容積也將會達到最大狀態(tài)，此時，壓縮機將會停止吸氣作用，進氣閥也將會逐漸關(guān)閉。在壓縮機進行介質(zhì)壓縮作業(yè)的過程中，活塞將會逐漸向右運行，此時，氣缸中的容積將會逐漸被壓縮，氣缸中的壓力也將會逐漸升高，受到內(nèi)部容積壓縮的影響，氣缸中的介質(zhì)也將會逐漸被壓縮。在壓縮機進入排氣階段以后，活塞將會繼續(xù)向右運行，如果氣缸中的壓力高于排氣管道的壓力，受到高強度壓強的嚴重影響，排氣閥將會被逐漸打開，大量的氣體將會進入排氣管道中，在活塞運行到最右端位置以后，排氣閥將會關(guān)閉，此時，排氣作業(yè)將會逐漸提升，然后活塞向左運行，再次進行吸氣作業(yè)。通過對壓縮機的運行機理進行分析可以發(fā)現(xiàn)，盡管壓縮機運行的機理相對較為簡單，但是，在整個運行過程中，需要大量零部件的同時參與，這表明壓縮機內(nèi)部的零部件數(shù)量也相對較高，大多數(shù)零部件處于連接狀態(tài)，且都屬于機械部件，任何類型的部件出現(xiàn)問題，都將會對壓縮機的運行產(chǎn)生嚴重影響。

（2）故障特征。通過對壓縮機進行結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，一方面，壓縮機屬于精密設(shè)備，其內(nèi)部的零部件數(shù)量相對較多，且零部件之間的構(gòu)成結(jié)構(gòu)相對較為復雜，在壓縮機運行的過程中，其故障問題也將會呈現(xiàn)多樣化的基本特征，由于壓縮機內(nèi)部具有復雜性的基本特點，在同一個部件位置處可能會出現(xiàn)多種類型的故障問題，不同部件之間的故障問題具有關(guān)聯(lián)性特點，因此，在壓縮機出現(xiàn)故障問題后，對故障問題進行診斷和分析的難度相對較高，需要對壓縮機內(nèi)部的部件進行詳細地劃分，并充分了解不同零部件的運行機理，以此才能對故障問題進行合理的判斷，在對故障問題進行識別和判斷后，才能采取合理的措施對其進行治理。另一方面，在進行油氣集輸作業(yè)的過程中，由于該種類型的作業(yè)將會連續(xù)進行，因此，壓縮機也會出現(xiàn)連續(xù)運行狀態(tài)，該種設(shè)備的工作量相對較大，內(nèi)部的易損件數(shù)量相對較多。事實上，可以將壓縮機內(nèi)部劃分為多種類型的系統(tǒng)，且不同類型的系統(tǒng)之間處于協(xié)調(diào)運行狀態(tài)，在設(shè)備運行過程中多種故障同時出現(xiàn)的現(xiàn)象也將會發(fā)生，在這種背景下，對故障問題進行識別和判斷的難度進一步提升，需要對故障問題涉及的系統(tǒng)進行全面且詳細的分析，了解不同故障之間的內(nèi)在聯(lián)系，并故障信息數(shù)據(jù)進行詳細的整理，最終對故障問題進行準確的診斷，并制定合理的應(yīng)對措施，確保壓縮機可以長期處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。

2 燃氣壓縮機常見故障問題分析

（1）熱力故障。熱力性能故障屬于壓縮機運行過程中的常見故障問題，這種類型的故障問題與其他故障問題存在明顯的區(qū)別，熱力性能故障只有在壓縮機運行的狀態(tài)下才會出現(xiàn)，其他故障問題在壓縮機停止運行的前提下也有可能會出現(xiàn)。在壓縮機的排氣量無法達到相關(guān)要求的基本前提下，其排氣溫度以及排氣壓力與運行要求之間都將會存在一定的差異性，設(shè)備的運行效率將會大幅降低，此時，壓縮機出現(xiàn)故障問題的概率將會大幅提升，甚至會出現(xiàn)壓縮機無法正常工作的現(xiàn)象。通過對壓縮機的運行數(shù)據(jù)以及維檢修人員的經(jīng)驗進行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，壓縮機在運行的過程中可能會出現(xiàn)排氣壓力不足的問題，該種類型的問題主要是由于氣閥或者活塞環(huán)故障所引起，事實上，氣閥對于壓縮機的運行十分關(guān)鍵，但是氣閥屬于易損部件，在壓縮機內(nèi)部出現(xiàn)壓力異常問題以后，氣閥可能會出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，此時，壓縮機內(nèi)部的溫度將會逐漸升高，壓縮機的運行狀態(tài)將會出現(xiàn)一定的變化，如果壓縮機內(nèi)部的溫度長期處于較高的狀態(tài)，壓縮機內(nèi)部的零部件受到溫度的影響也將會出現(xiàn)一定的損壞問題。在進行油氣集輸作業(yè)的過程中，其介質(zhì)并沒有經(jīng)過全面的處理，介質(zhì)中腐蝕性物質(zhì)的含量相對較高，導致壓縮機內(nèi)部的介質(zhì)具有一定的腐蝕性，其腐蝕速率與溫度具有很強的聯(lián)系，隨著溫度的逐漸升高，介質(zhì)的腐蝕速率也將會提升，同時，壓縮機內(nèi)部的零部件主要是由金屬材料構(gòu)成，在零部件腐蝕較為嚴重的前提下，出現(xiàn)故障問題的概率將會大幅提升。

（2）機械故障。如果在壓縮機運行的過程中出現(xiàn)不正常的聲音，壓縮機的振動問題相對較為嚴重，設(shè)備運行過程中的震顫速率逐漸升高，則說明壓縮機出現(xiàn)了機械故障問題，引發(fā)機械故障問題的原因相對較多，且這屬于一種十分常見的故障問題，氣閥、利油器以及活塞等部件的損壞都可能會引發(fā)機械故障問題，通過進行大量的維檢修實踐發(fā)現(xiàn)，在出現(xiàn)機械故障問題以后，采用氣閥診斷方法可以快速對故障位置進行判斷和識別。在壓縮機運行的過程中，活塞桿可以發(fā)揮連接不同零部件的作用，但是活塞桿屬于金屬部件，且運行過程中受到的壓力相對較大，其出現(xiàn)斷裂或者裂紋等問題的概率相對較高，在出現(xiàn)機械故障問題后，壓縮機內(nèi)部零部件的運行將會受到嚴重的阻礙作用。潤滑油屬于引發(fā)機械故障的重要因素，為了全面保障壓縮機長期處于高效的運行狀態(tài)，防止設(shè)備內(nèi)部的零部件出現(xiàn)嚴重的摩擦問題，需要在壓縮機內(nèi)添加一定量的潤滑油，如果選擇的潤滑油存在問題，其性能以及質(zhì)量不滿足相關(guān)要求，潤滑油不但無法實現(xiàn)提高設(shè)備運行效率的目標，還將無法對設(shè)備內(nèi)的零部件起到保護作用，潤滑油問題輕則可能會引發(fā)設(shè)備機械故障，重則可能會導致設(shè)備停機無法運行。由于壓縮機長期處于連續(xù)運行狀態(tài)，外界空氣中的粉塵或者異物也可能會進入壓縮機中，使得壓縮機內(nèi)部的環(huán)境遭受嚴重的破壞，在粉塵或者異物吸附在運動部件位置處以后，運動部件的摩擦力將會逐漸提升，這些部件將會遭受嚴重的摩擦損耗，這也將會對壓縮機的運行產(chǎn)生重要影響。

（3）彈簧片故障。在壓縮機運行的過程中，彈簧片主要可以發(fā)揮緩沖作用，以此防止因閥片的運轉(zhuǎn)速度過快引發(fā)損傷問題，同時，該種類型的部件還可以降低設(shè)備內(nèi)的沖擊力度，防止設(shè)備出現(xiàn)嚴重的振動問題，如果彈簧片出現(xiàn)損壞問題，可能會導致閥片無法正常使用。彈簧片出現(xiàn)故障問題的原因相對較多，事實上，由于彈簧片將會長期受到應(yīng)力的影響，其出現(xiàn)損壞問題屬于正?，F(xiàn)象，因此，需要定期對該種部件進行檢查，并及時對其進行更換，防止因彈簧片故障引發(fā)其他類型的故障問題。

3 燃氣壓縮機常見故障處理措施

（1）完善壓縮機檢修技術(shù)。完善壓縮機檢修技術(shù)，定期對壓縮機進行維護和保養(yǎng)是防止出現(xiàn)故障問題的重要措施，對于部分壓縮機故障而言，需要在壓縮機停機狀態(tài)下對其進行維修，此時，油氣集輸作業(yè)必然會受到嚴重影響，針對該種類型的問題，通過定期對壓縮機進行保養(yǎng)的方式，可以在故障問題未擴大化前解決問題，以此避免故障問題急劇惡化。首先，對于壓縮機的連接部位而言，一般都是使用螺栓進行固定，在壓縮機長期運行的過程中，可能會出現(xiàn)一定的振動問題，此時，螺栓可能會逐漸松弛，在螺栓無法發(fā)揮作用的前提下，受到壓縮機振動的影響，其內(nèi)部的零部件可能會遭受到一定的損壞，因此，需要定期對螺栓位置處進行維護和檢查，對存在問題的螺栓進行及時的更換，對部分螺栓進行緊固處理。對于重要位置處的螺栓而言，及時出現(xiàn)問題通過肉眼也難以進行觀測和檢查，因此，可以引入磁粉檢測的措施，查看這些位置處是否存在嚴重的故障問題，在條件允許的前提下，可以定期對螺栓進行更換。事實上，為了保障壓縮機的安全性，大多數(shù)企業(yè)已經(jīng)制定了壓縮機維護保養(yǎng)措施，在壓縮機實際運行的過程中，需要對這些措施進行全面落實，以此防止出現(xiàn)嚴重的故障問題。

（2）做好壓縮機定期檢測工作。定期檢測是發(fā)現(xiàn)壓縮機故障問題的重要措施，目前，大多數(shù)壓縮機已經(jīng)與自動控制系統(tǒng)相互連接，通過合理應(yīng)用自動控制系統(tǒng)，可以對壓縮機的運行溫度以及壓力進行檢查，在出現(xiàn)溫度和壓力異常問題后，可以及時發(fā)出預警，盡管自動控制系統(tǒng)的功能相對較為完善，但是這種類型使用過程中仍然存在一定的缺陷問題，未來需要對該種類型的系統(tǒng)進行完善和優(yōu)化。由于壓縮機大多數(shù)故障問題出現(xiàn)于其內(nèi)部，通過外觀觀察的方式無法發(fā)現(xiàn)故障問題，在出現(xiàn)故障問題后，對故障問題進行定位的難度也相對較高，在這種背景下，需要引入專用的檢測設(shè)備，定期對經(jīng)常出現(xiàn)故障問題的位置進行檢查，對設(shè)備內(nèi)部的示功圖進行合理的繪制，并結(jié)合設(shè)備的相關(guān)圖紙資料，對故障問題進行診斷和識別。在進行設(shè)備定期檢測的過程中，還需要做好數(shù)據(jù)資料的記錄工作，以便在出現(xiàn)故障問題后，可以根據(jù)歷次檢測的數(shù)據(jù)資料對故障問題進行識別和判斷。

（3）強化壓縮機潤滑處理。潤滑油在壓縮機運行的過程中發(fā)揮了重要作用，其不但可以防止重要零部件出現(xiàn)嚴重的磨損問題，還可以對這些零部件進行合理的保護，在零部件的表面形成油膜，將腐蝕性介質(zhì)與部件金屬相互隔離，因此，要防止出現(xiàn)嚴重的零部件腐蝕問題。在強化潤滑處理方面，首先，需要對潤滑油進行合理的選擇，確保潤滑油的質(zhì)量滿足設(shè)備運行的基本要求，可以在實驗室條件下對潤滑油的性能進行檢測，以此對潤滑油的類型進行合理的優(yōu)選，同時，對設(shè)備內(nèi)潤滑油的溫度進行檢測，一般情況下，在溫度相對較高前提下，潤滑油可能會出現(xiàn)失效問題，因此，在設(shè)備內(nèi)潤滑油溫度異常的前提下，需要及時對潤滑油進行更換，確保潤滑油的溫度以及液位均滿足相關(guān)要求，確保潤滑油可以在保障壓縮機安全運行的過程中發(fā)揮重要作用。

4 結(jié)語

壓縮機屬于油氣集輸作業(yè)過程中的重要設(shè)備，盡管壓縮機的運行機理相對較為簡單，但是其內(nèi)部的構(gòu)成相對較為復雜，零部件的數(shù)量相對較多，任何零部件出現(xiàn)問題，都將會引發(fā)壓縮機故障，最終對油氣集輸作業(yè)的進行產(chǎn)生影響，因此，需要采取合理的預防以及故障處理措施，全面確保壓縮機處于正常運行狀態(tài)。