(参考资料)ZTY系列整体式天然气压缩机
油气田用往复式压缩机
集气工艺流程示意图
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5.增压输送
支线管道建设的输气站、 分输站；天然气处理厂外输 气压缩机；燃气轮机增压等 大多采用天然气往复式压缩 机组。
中压，中、大功率，固定 安装；
3号站
2号站
1号站
增压输送工艺流程示意图
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6.工艺流程
天然气处理主要是对天然 气进行脱水、脱硫、轻烃回 收等处理。压缩机是天然气 处理的主要设备之一，在天 然气处理工艺中，压缩机主 要用于轻烃回收、丙烷制冷 等工艺过程。
部分已投运分体式压缩机机组
典型配置 CAT,G3408/2CFA WAUKESHA,L36/4CFA CAT,G3512/DS502 WAUKESHA,L5794/2CFC WAUKESHA,L7044/4CFC WAUKESHA,P9390/ES602 COOPER,12SGTD/ WH74 WAUKESHA,12V275GL/FS706 WAUKESHA,16V275GL/6CFC 电机132kW/2CFA 电机500kW/DS602 电机900kW/2CFC 电机1000kW,10KV/ES604 电机1600kW,10KV/ES704 电机2240kW,10kV/KBU5 电机4000kW,10kV/KBU6 柴油机，CAT C18/4CFA 柴油机，VOLVO TAD1641/4CFA 柴油机，VOLVO TAD1642/4CFA 柴油机，CAT G3406/4CFA 柴油机，CAT G3408/4CFA 柴油机，CAT C15/4CFA
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典型应用-RTY燃气发动机驱动压缩机组
中、高压力，小功率，固定 式或车载移动式；
气举工艺流程示意图
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4.集气
随着气田开发年限的增加， 气田井口压力降低，不能满 足天然气处理厂的进厂压力 条件。因此，集气工艺中压 缩机的主要作用为：汇集各 路气体（独力气井或其它来 源天然气），并对气体进行 增压以满足天然气处理厂进 厂压力要求。煤层气低压集 气也是类似应用。
ZTY系列压缩机转速不稳定的故障分析与处理方法探究
ZTY系列压缩机转速不稳定的故障分析与处理方法探究内容摘要：压缩机转速不稳定是一种较为常见的故障，导致机组振动大或超速停机，从而影响设备正常工作。
文章从动力点火系统、燃料气注气系统、仪表风系统、调速器及操纵连杆机构等四个方面的分析出现这一故障的原因，从而进行归纳总结，找出相应的解决方法。
关键词：二冲程发动机、燃料气、动力缸温度、调速器引言ZTY系列天然气压缩机是以二冲程发动机作为动力源的活塞式、整体式压缩机，发动机与压缩机共用一根曲轴，主要用于气井气举。
由于其独特的结构和复杂的使用环境，压缩机转速不稳定是一种较为常见的故障。
其危害是导致机组振动大或超速停机，从而影响设备正常工作。
本文对ZTY系列压缩机转速不稳的原因进行分析，从而找到相应的解决措施。
1、原因分析ZTY系列天然气压缩机动力部分是一个典型的二冲程发动机，曲轴每旋转一周，动力活塞就有一个作功冲程。
当活塞向气缸头运动时，活塞后部内腔形成瞬时负压，混合阀靠压差打开，动力缸吸入新鲜空气，活塞头部首先关闭进气口，然后再封闭排气口，燃气喷射阀靠液压力打开，燃气进入动力缸，活塞继续运动，这就是压缩冲程；封在活塞头部内的这部分混合气体在接近压缩冲程终点前，由火花塞点燃，混合气体燃烧膨胀作功，使动力活塞向曲轴端运动，这就是作功冲程；当活塞运动至不能封闭排气口时，燃烧后的废气就由排气口排出，活塞继续运动，进气口被打开，这时，在压缩冲程中进入后部的空气已被压缩到具有一定的压力，形成扫气，在此压力下，新鲜空气由进气口进入活塞头部的空腔，并吹扫残留在缸内的废气，有助于废气的排气，这就是进气、排气冲程，稍后，活塞又向缸头运动，又开始新的冲程。
图1ZTY系列天然气压缩机的结构下面从以下四个方面分析压缩机转速不稳定的主要原因：1.1动力缸点火系统。
点火系统是由磁电机产生的电能储存在电子盒中的电容器内，当发动机转动时，电容器内的能量向安装在动力缸长的点火线圈释放，线圈将此能量转为高压，并通过高压电缆送至火花塞，在火花塞电极之间产生火花将动力缸内的混合气体点燃。
天然气压缩机结构与工作原理
03
天然气压缩机工作原理
工作流程
吸气过程 压缩过程 冷却过程 排气过程
气体通过吸气管道进入压缩机，在吸气过滤器的作用下，将气 体中的杂质和颗粒物去除，然后进入吸气腔。
气体在压缩腔内通过一系列的压缩级，压力逐渐升高，同时温 度也会相应升高。
气体经过中间冷却器进行冷却，以降低气体温度并提高压缩效 率。
排气压力
指压缩机出口的气体压力，是衡量压缩机性能的重要参数。
排气量
指单位时间内压缩机能够压缩的气体体积，是衡量压缩机效率的关键 指标。
功率
指压缩机正常工作时所消耗的功率，是评价压缩机能耗的重要参数。
效率
指压缩机在正常工作时，实际压缩气体所消耗的功率与理论功率的比 值，是衡量压缩机性能的重要指标。
优化方法
效率低下
可能是由于冷却系统故障、润滑油质 量差等原因引起的。解决方案是检查 并修复冷却系统故障、更换优质润滑 油等措施来提高效率。
05
天然气压缩机发展趋势与展 望
技术发展趋势
高效能
环保化
随着技术的不断进步，天然气压缩机 的效率越来越高，能够更有效地压缩 天然气，降低能耗。
随着环保意识的提高，天然气压缩机 的环保性能越来越受到关注，低排放、 低噪音等环保技术不断得到应用。
料或原料使用。
天然气压缩机的分类
按工作原理
可分为往复式、离心式、轴流式等类型。
按用途
可分为工业用和民用两类。
按排气压力
可分为高压、中压和低压三种类型。
按驱动方式
可分为电动、内燃机和燃气驱动等类型。
02
天然气压缩机结构
主机结构
01 主机是天然气压缩机的核心部分，主要包 括缸体、活塞、曲轴、连杆等部件。
ZTY系列整体式天然气压缩机组
ZTY系列整体式天然气压缩机组通用培训教程目录一．用途－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（1）二．机组技术规范－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（2）三．使用条件－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（6）四．机组结构原理－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（8）五．机组的安装－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（25）六．机组的操作－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（27）七．机组的维护保养－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（34）八．安全操作规程－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－（39）九．机组的主要故障及排除方法－－－－－－－－－－－－－－－（42）十．零件图册- －－－－－－－－－－－－－－－－－－- - - - （47）一、用途ZTY系列变工况天然气压缩机组是广泛应用于高压气举、中压集输、低压采气等油气田生产及工艺的理想设备。
机组橇装结构，配套完善，自成体系。
尤其对缺少水、电的边远地区的油、气田，用它作天然气或石油伴生气的集输、增压更显出其经济、方便之优越性。
用户根据现场实际工况，通过机组本身的调节和组合能实现多工况的需求。
二、机组技术规范（一）、总规范1. 制造/配套四川石油管理局成都天然气压缩机厂（原资中机械厂）2. 机组型号ZTY170系列、ZTY265系列、ZTY440/470系列3. 机组种类非增压，低速，重型，固定式，撬装整体式天然气压缩机4. 技术年代1992·四川石油管理局引进美国Cooper公司DPC系列机组，1993·开始配套生产ZTY170（DPC-230）整体式机组共15台1993·开始配套生产ZTY265(DPC-360)整体式机组共130余台1995·开始配套ARIEL主机，共配套生产DTY系列电动式7台1999·开始制造ZTY440（DPC-600）压缩机组共6台2000·开始制造ZTY470（DPC-2803）压缩机组共5台5. 规范及标准5.1 压缩机规范及标准API-618(美国石油学会)“使用于石油、化工和天然气工业的往复式压缩机”；API-11P(美国石油学会)“油气田生产用往复式天然气压缩机”；Q/CY90675631-4.85-1999 整体式天然气压缩机GB7777-87《往复活塞压缩机机械振动测量与评价》Q/CY450-1998 ZTY系列整体式天然气发动机压缩机组技术条件；ZJ49-2002《天然气压缩机压力管线焊接规范》ZJ32-97《ZTY265天然气压缩机组喷漆技术要求》5.2 发动机规范及标准DEMA (美国柴油机制造者协会)"低中速固定式柴油和气体发动机标准"5.3压力容器、空冷器及管系设备GB150－1998 «钢制压力容器»ＧB151－1998 «钢制管壳式换热器»ＧB/T 15386 «空冷式换热器»劳动部«压力容器安全技术监查规程»ASME锅炉和压力容器标准ANSIB31.1 «化工厂和炼油厂管道»GBJ235-82«工业管道工程施工及验收规范»SHJ41-91«石油化工企业管道柔性设计规范»SH3059-94«石油化工企业管道设计器材选用通则»JB4730-94«压力容器无损检测»6. 估计的现场大检修周期40,000 小时7. 估计的寿命20～25 年8. 噪音单机现场噪音等级100dBA左右，降噪处理后整机现场噪音75-85dBA左右9、主要易损件寿命（二）、主要技术参数三、使用条件一）发动机输出额定功率的标准环境条件1、环境温度：38℃；2、海拔高度：≤450米；3、当环境条件不符合标准时，功率按下述规定修正：海拔高度超过450米时，平均每升高305米，功率递减3%环境温度超过38℃时，平均每升高5.6℃，功率递减1%二）冷却水要求冷却水必须使用软水或蒸馏水，其PH值为6.5～8.5（20℃），总硬度为40～80mg/L；水冷却系统为封闭式循环冷却系统，消耗率极低；冬天使用防冻液，其防冻温度应达到-40℃以下；对压缩缸的冷却，应遵循如下原则：1．最低进水温度不低于90°F（32.2℃），不高于160°F（71℃）；2．为保证水量，进水温度不应比吸入气体温度高30°F（16.7℃）以上，除非吸入气体温度低于60°F（15.6°）；3．水的流量应为以10°F（5.6℃）的温升来规定。
探索减少整体式天然气压缩机组发动机积炭形成
探索减少整体式天然气压缩机组发动机积炭形成前言：天然气气田进入后期开采阶段，气藏压力变低，为提高采收率，则需要进行增压开采。
目前油气田中广泛的使用整体式天然气压缩机组，压缩机组的发动机安全、平稳、高效、经济运行可确保气田平稳开采。
积炭对发动机的安全性和经济指标产生很大的影响，通过对积炭成分及基本原理的研究，怎样最大限度的减少积炭，是值得探索的。
关键词：发动机积炭润滑清除1.发动机目前油气田使用的整体式天然气压缩机组，主要是成都天然气压缩机公司生产的ZTY系列压缩机组，主要包括ZTY85、ZTY170、ZTY265、ZTY310、ZTY470、ZTY630等型号。
整体式天然气压缩机组动力部分采用典型的二冲程发动机，由动力缸、缸盖、动力活塞组件、动力活塞杆填料总成等组成，曲轴每旋转360°就做功一次。
图1动力缸组件动力缸体及动力活塞由高级耐蚀铸铁制成，活塞杆采用优质钢，活塞环采用合金铸铁制成。
2.发动机积炭2.1发动机积炭的危害2.1.1积炭过多的占据空间，减小发动机动力缸燃烧室空间，改变设定的压缩比，降低发动机功率。
2.1.2较多的积炭可引发动力缸内发生早燃或爆燃现象，降低发动机功率，损伤发动机。
2.1.3在动力活塞环槽内形成积炭会堵塞环槽使活塞环“卡死”或断裂，失去作用。
2.1.4积炭导致润滑效果和冷却效果降低，导致发动机效率下降，寿命降低。
2.1.5积炭成分中含有酸，具有腐蚀作用，碳化物是一种硬质颗粒，聚积在活塞上会增加气缸的磨损。
2.2积炭成分分析整体式天然气压缩机组发动机所产生的积炭主要来源于润滑油类，燃料气中的杂质的积炭较少。
2.3积炭形成原因发动机在工作过程中，燃油中不饱和烯烃和胶质在高温状态下产生的一种焦着状的物质。
它具有吸油特性，会让燃烧不完全的汽油再变积炭，一层一层的堆积，越变越厚，以致恶性循环。
积炭就是燃料和润滑油的窜气混合不完全燃烧后而产生的沉积物。
主要成分是羟基酸、沥青质、焦油等。
整体式天然气压缩机的管理与维护
整体式天然气压缩机的管理与维护作者：顾建辉来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第12期摘要：现今我国大部分天然气的生产都需要通过增压的方式提高开采量，所以大部分矿区都会进行天然气压缩机的管理与维护，本文简要阐述了整体式压缩机的管理与操作，并对此列举压缩机的维护保养方法，希望具有一定的借鉴意义。
关键词：整体式；天然气；压缩机；管理；维护整体式天然气压缩机的设计理念是将压缩机原理与动力机的运行原理设计在一个整体的机体上，通过一个曲轴使整个压缩机运动，达到压缩天然气的目的。
压缩机的整个运行需要满足实际所需的转速、功率、可能承担和超负荷承担的能力。
整体式压缩机的发动操作简单便捷，日常维护也较为方便。
整体式压缩机没有设置进、排气门，因此不会产生热负荷过重的可能性，也没有特定的传动机构和缸盖检查维修需求，因此压缩机的维护保养较为方便和节省成本。
1 关于整体式压缩机的管理工作为使压缩机达到高标准的压缩可能性，需要采用行之有效的管理手段对于原料天然气进行压缩，才能提高压缩机的运行效率，保障压缩机正常运行。
可以通过专业培训，不断提高相关工作人员的职业技能，使其熟练掌握压缩机的结构、操作原理与故障应急处理，能够妥善操作整体式天然气压缩机，并对于突发故障进行及时判断与应急操作，提高压缩机的安全性和工作效率。
相关工作人员熟练掌握压缩机的工作原理与相关准则，才能妥善进行安全操作，减少因为人为问题出现的安全事故。
同时避免压缩机因为人为原因造成的问题而受损，一方面影响压缩机的使用寿命，另一方面增加了生产成本消耗，降低了压缩机的工作效率。
在压缩机的正常使用中，应该定期进行检查和维护，一旦发现问题，及时解决，避免造成安全隐患遗留。
同时应定时记录压缩机的生产参数，对于各个部件的运行状况进行实时控制，有效了解机器状况，是都应该增加机件润滑度，减少摩擦力，并通过科学有效的管理和措施，提高压缩机效率与使用寿命。
还可以通过仪表自动系统的运行，增加压缩机的自控能力，对压缩机进行有效的保护，人为拉长压缩机的维护周期的同时保障压缩机的安全运行。
整体式气驱压缩机大修方案
分公司ZTY470压缩机组大修方案编制人：审核人：主管领导：一、概述分公司集气站4台ZTY470型压缩机组运转时间长、受停机时间限制日常保养不彻底，且未进行8000小时中修理，目前误报警及存在问题较多，为保证压缩机组安全运行，保证量的稳定外输，降低生产成本，减少故障停机时间及配件更换率，需对压缩机进行检查、机身清理和大修，特制定本方案。
由设备管理中心负责实施，资金已落实，总成件已准备。
设备运行概况机组主要技术参数二、主要标准及规范1、压缩机大修按《DPC系列整体式天然气发动机压缩机大修技术条件》Q/CNPC-CY236-2004、《天然气压缩机修理技术规范》QG/ZW01-2001、《天然气压缩机装配工艺规程》QG/ZW01-2001执行、《整体式天然气压缩机》Q/20191915-2.664-2006。
2、机组压力容器大修按《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708-2000)中规定的方法及压力容器安全监察规程执行。
3、控制仪表大修按《工业自动化仪表工程施工及验收规范》(GBJ93-86)和《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ232-82)执行。
4、机组冷却器更换施工按《管壳式换热器制造验收标准》(GB151-1999)和《空冷式换热器制造验收标准》GB/T15386-1994执行。
5、机组试验方法按照Q/ZJ84-1999《整体式天然气压缩机试验方法》执行。
三、修理要求及内容（一）大修要求1、修理单位应根据大修要求及现场实际情况编写《整体式天然气压缩机》方案，报分公司，方案中包含如下内容：1)修理准备：自合同签订生效之日起完成辅料及人员调配时间。
2)报价费用：报价服务内容应包含机组解体、装配、检测、鉴定；动力部分、压缩部分、启动系统（含空气压缩机检修及更换配件费用）、机身曲轴连杆系统及中体、润滑冷却系统、仪控系统（含程序检查修改）修理、易损件及辅料费用（不含总成件）；机组喷漆；机组调试，此费用为含税价格。
ZTY470型天然气压缩机组自动化改造设想
随着我国改革开放后经济的迅速发展、人民生活水平的迅速提高，随之天然气走进了我们日常工作、生活之中。
压缩机组更是集输厂站、集输管网的动力保障。
目前我厂站共使用ZTY470型天然气压缩机3台，本文根据该机组日常的运行、维护及使用提出建议性改造设想。
1 ZTY470型天然气压缩机组简介ZTY470型天然气压缩机组是由成都压缩机厂生产的缸头启动整体型往复式天然气压缩机。
该机型适用于含硫或不含硫天然气的集输，具有整体橇装结构简单、机组转速低机械寿命长、燃料气适应能力强等优点。
该机组自动化程度较低，便是唯一美中不足之处。
该型压缩机主要由机组主机、燃料供给及调速系统、发动机进排气系统、点火系统、润滑系统、冷却系统、启动系统、PLC控制系统组成。
PLC控制系统主要功能有监控压缩机运行状态、动态显示发动机、压缩机运行参数、在线设置报警停车值、故障停车保护、故障报警信息显示、与中控室进行通信。
现场检测仪表对设备的运行中的压力、温度、液位、震动、转速等值进行测量并将模拟信号经PLC控制柜内A/D采集模块送入CPU处理。
CPU对实时信号和设定信号比较，并作相应报警或停车处理。
同时监控并处理整个控制流程。
2 ZTY470型天然气压缩机组现场应用ZTY470型天然气压缩机组关中区域运行过程中总体运行稳定、机械故障率低、维护简单、控制可靠。
但是该型设备自动化程度较低、操作繁琐，导致运行人员劳动强度高、工作效率低。
该型设备对关键液位参数为开关量控制，在运行过程中需要人员定期对关键液位进行人工巡查，因此易发生因监控不及时意外停机。
此外，该型设备没有启机前自检程序，需要对关键阀门开关状态、液位高度、附属设备进行确认。
启机时，手动开、关阀门较多，且复杂。
启动过程对于操作人员经验依赖性高，对于新岗位操作者易导致启机失败且易导致机组零部件受损。
该型设备启机或加载、卸载过程较为繁琐、复杂，不仅增加了工作难度和强度，同时由于操作需要多人参与，从而增加了运行成本。
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能正常工作，无爆燃，无功率降； 7、转速、余隙机构、气缸单双作用的多种气量调节方式，以适应较大范围的工 况变化；最小排量可以低到设计排量的 36%； 8、专有的抗硫设计和制造技术，使压缩机在高含硫气田能够安全、可靠地运行； 9、就地，远传，网络数据采集和监控系统等自动化程度高，完善可靠，可实现 无人值守。 1.3 应用领域 集气、增压输送、油气处理、气举采气、轻烃回收、煤层气采输等。 工作介质：天然气、煤层气、页岩气、油田伴生气、闪蒸气等。
ZTY 系列整体式天然气压缩机
一、整体式压缩机规格型号：
规格型号见附表一 1.2 技术参数： 功率范围：85～630kW 排气量：0.1～100×104Nm3/d 最高排气压力：35MPaG 1.1.2 技术特点： 1、发动机按DEMA标准，压缩机按API618、ISO13631 设计和制造； 2、以天然气为燃料，非增压，整体撬装，重载低速，适应恶劣环境； 3、发动机与压缩机共用一个机身、一根曲轴，呈对称平衡布置，惯性力和惯性 力矩得到很好的平衡，振动小； 4、发动机为两冲程燃气发动机，采用内混注气，回流扫气，有效地冷却和清洁 气缸，确保对燃烧的控制和节约燃料；发动机结构简单，无摇臂、挺杆、凸轮、 定时机构等磨损件，易损件少，维修量少； 5、机身与发动机活塞之间的压缩空气隔离室，有效防止了燃烧废气泄到油底壳， 防止了润滑油的污染，延长了使用寿命； 6、燃料适应能力强，低热值在 16510kJ/Nm3～47700kJ/Nm3 范围内，发动机都
附表一：ZTY 系列压缩机规格型号
型号
ZTY85 ZTY170 ZTY265 ZTY310 ZTY470 ZTY630
动力缸列数 动力缸缸径 额定功率
×冲程
(kW)
1
336.55×406.4
85
2
336.55×406.4
170
2
381×406.4
265
2
381×406.4
310
3
381×406.4
470
4
381×406.4
630
额定转速 (r/min)
360 360 400 440 440 440
平均有效制 动 压力 (MPa)
0.395 0.395 0.433 0.48 0.48 0.48
压缩缸列数
1 2 2 2 2 3
压缩缸冲程 （mm）
279.4 279.4 279.4 279.4 279.4 279.4
压缩活塞杆 最大允许杆 载 （kN）
98 98 133 133 178 178