浅谈G3516型压缩机组的现场适应性

浅谈G3516型压缩机组的现场适应性
作者：王峰刘雅静高杨
来源：《中国科技博览》2014年第24期
[摘要]针对G3516型压缩机组在井区现场应用中的常见故障及其原因与解决方案进行了论述、分析与探讨，并根据机组现场的适应情况提出了建议和改造措施。

[关键词]压缩机常见故障适应性改造
中图分类号：TM307+.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0028-01
1 机组介绍
1.1 G3516型压缩机基本原理及主要工作参数
G3516 型压缩机的传动系统采用曲柄滑块机构，驱动机带动曲轴旋转，通过连杆变曲轴的旋转运动为十字头在滑道内的往复直线运动，十字头又通过活塞杆带动活塞在双作用气缸内作往复直线运动，实现气体的吸入、压缩、排出过程。

对于外端工作容积，活塞由外止点向曲轴方向移动时，进气阀开启，排气阀关闭，气体通过进气阀进入气缸；活塞由内止点向外止点移动时，进气阀和排气阀均关闭；随着气缸内的气体被压缩而压力逐渐升高，当压力超过排气阀外的气体压力时，排气阀开启，排出压缩气体；活塞移至外止点时，排气结束。

气缸曲轴端与外端工作过程相反。

对于二级压缩机，一级排出的气体经冷却后被送到二级，再进行压缩，二级排出的气体经后冷器输出。

1.2 压缩机主要组成系统
压缩机组主要分为八大系统：主设备系统、压缩机气缸润滑油系统、压缩机润滑油系统、发动机润滑油系统、冷却水系统、启动系统、燃料气系统、工艺气系统。

2 压缩机组现场应用情况及故障分析
G3516 型压缩机在井区集气站运行近2 年来，运行较为平稳，很大程度上降低了井口压力，避免了冬季管线冻堵。

但是，由于机组与气田的工况还不很适应，在运行过程中出现了一些问题，下面就该机组运行以来的现场常见故障进行分析，并且总结了相应的解决措施和方法。

2.1 加载阀故障
机组起动过程中，启动马达拖动正常情况下（转速达到点火速度），拖转结束后停机，PLC显示加载阀位置不正常。

经检查发现，由于长期运转过程中，震动过大使加载阀电信号压板偏离原位置，不能接触到电信号触点，机组无法捕获加载阀“开”的电信号，因此起动失败。

解决方法：将加载阀电信号压板恢复到原触点位置上。

其次，在机组加载时加载阀不能完全关闭，造成机组转速不稳，甚至无法正常加载运行。

经现场检查发现加载阀导压管路积聚脏物较多，严重堵塞管路，造成执行机构压力不足而无法关闭或完全关闭，导致加载阀工作不正常。

解决方法：吹扫导压管路，清除导压管路脏物。

2.2 空燃比故障
机组起动过程中，马达拖转速度达到点火速度后机组仍不能成功点火。

根据此现象，分析认为由于关机后缸内有部分废气未排出，开机时，燃料气进压力瞬时较高，且涡轮增压进气也不起作用，导致发动机缸内空气含量过低，不能达到天然气闪燃比，造成机组不能成功点火。

因此现场采取调节功率螺钉（空燃比螺钉），以降低发动机燃料气进气量，减少燃气的比例，使之在爆燃区间内，起动机组运行正常后将该螺钉设定回原位置。

2.3 机组变送器故障
机组正常运行中，突然停机，经检查发现 PLC 显示压缩机排气温度高停机，停机对机器卸压后温度变送器显示温度仍较高，检查发现实际压缩缸温度并不高，因此判断为变送器故障，经检查发现变送器接线线路由于振动断路，断路后电阻无穷大，示值保持在变送器上限压力不变，更换变送器后问题解决。

2.4 电磁阀故障
机组在启动过程中，打开启动气源，预润滑油泵不工作，电磁阀手动拖动阀漏气，且启动马达不工作，机组启动失败，打开电磁阀发现弹簧和三角推盘被污物卡死，分析认为：机组在启动时电信号传给电磁阀后，由于阻力太大电磁阀无法打开，工艺气无法给预润滑泵供给气源，从而导致泵无动力或动力不足，发动机启动失败。

经过对电磁阀内部的清理，机组启动正常。

3 现场适应性分析与改造建议
3.1 启动与燃料气系统
压缩机组的原有启动气系统，由于气源带液严重，频频造成启动和燃料气系统堵塞，造成机组频频停机，启动较难，运行不平稳，严重影响正常生产。

为保障生产，维护机组运行正
常，在启动和燃料气工艺管线上游增加分液罐后，效果较为明显，启动和燃料气气源较为洁净，机组运行较为平稳。

但是，根据目前机组运行情况，机组启动系统启动马达冻堵频率仍然较高，启动较为困难。

建议方案一：增设小型空压机等设备，将原有的天然气气源改为氮气源或空气。

此方案将大大提高启动气气源的清洁度，有效降低启动系统故障，有利于机组快速平稳启动，但是其缺点是：成本较高，需增加设备，增加了设备的维护保养。

建议方案二：将压缩机自用气减压阀调至分液罐的上游，加密加细启动和燃料气工艺管线上游分液罐滤网，加大排液频率，加强站内分离器和机组分液罐排液制度，增强气液分离效果，达到净化气源，保障机组正常启动。

此方案能从工艺上分离、净化减压节流后的气源，不需增加设备，经济上可行，但与方案一相比，没有其启动气源那么清洁、稳定。

综合工艺、经济、可靠性等因素，认为方案二不增加新设备，从而避免了新设备带来的维护保养等工作量，建议采用方案二的改造方案。

3.2 仪表风系统
目前，G3516 型压缩机组仪表风系统主要供给各分液罐、加载阀和机组进排气球阀的动力气源，各动力气源管线内径极小，由于冬季自然环境恶劣、气候骤冷等因素的影响，如果气源带液严重，极易发生管线冻堵，造成动力气源不足，严重影响球阀执行机构的正常开关，影响机组的安全平稳运行。

建议：对仪表风工艺气管线进行伴热保温，并增设排液口，以便排泄管内积液和污物，且制定该工艺气管线定期排液制度，使机组能更好的适应气田工况。

3.3 机组远程监控
RDS型天然气压缩机组本身带有独立的自控系统，但是天然气压缩机组的运行情况只能通过现场触摸式显示屏就地显示，操作人员不能在控制室内对机组的运行情况进行远程监控。

其次，RDS压缩机运行参数远程监控中的报警、停机只能以图标颜色的变化来显示，还不能以声、光的形式显示。

这使得在生产运行过程中大大增加了操作员工的工作量，无形中也存在极大的不安全隐患。

建议：增加RDS型天然气压缩机运行参数远程监控系统，从而大大减少操作员的工作量；同时，由于能够及时了解压缩机运行情况，也增加了生产安全系数，降低了运行风险。

3.4 压缩缸冷却检测孔
目前，RDS 型天然气压缩机压缩缸冷却检测孔采用密封垫子（胶皮和石棉板垫子）进行密封，在压缩机长期使用中，缸温一般在60℃左右，密封垫子不能达到很好的密封效果，经常在检测孔处出现漏液或者渗液现象，这样不仅造成设备环境卫生问题，而且造成防冻液的流失和浪费。

建议：在检测孔本体上可设内孔，采用“O ”型圈密封。

采取此方法可起到更好的密封效果，减少防冻液的消耗。

4 结束语
G3516 型压缩机在集气站近两年来运行基本平稳，确保了气田冬季生产平稳高效运行。

我们通过对现场出现的问题不断进行分析与总结，对该机组的使用也有了了解和掌握，并摸索出了一些可行的解决方法和措施。

同时在生产运行过程中也发现该机组对气田的环境、工艺和气质等方面还存在不适应，因此对机组外围工艺系统改造提出了一些设想和建议，以减少机组的故障，提高机组的运行效率。