首站收到液態(tài)物質(zhì)與南山天然氣壓縮機的關(guān)系

葉曉軍，楊照鋒

中海石油崖城作業(yè)公司，廣東深圳 518054

0 引言

2010年12月首站（南山終端下游用戶）反映，其分離器每天連續(xù)收到約300mL的液態(tài)物質(zhì)。對此，南山終端迅速做出反應(yīng)，停車檢修二級壓縮機，調(diào)整壓縮機潤滑油系統(tǒng)參數(shù)。通過正確的分析和故障處理，徹底解決問題。

1 南山活塞式壓縮機的工作參數(shù)及其特點

壓縮機是把氣體預(yù)先加壓到所需的壓力的設(shè)備，在石油化工生產(chǎn)中，為了輸送原料氣，常用壓縮機增加。南山終端共使用了兩級天然氣壓縮機。一級是將凝析油閃蒸罐的來氣經(jīng)過升壓給二級供氣，二級壓縮機再升壓，匯入銷售氣。兩臺壓縮機的都為ARIEL 公司的JGR/2型壓縮機。

1.1 工作參數(shù)

結(jié)構(gòu)類型：JGR/2；活塞缸數(shù)目：2；功率（kW）：321；沖程（mm）：108；轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分）：1200；活塞速度（m/s）4.32；扭矩（N）：142343。

1.2 工作特點

南山活塞式壓縮機由電機帶動，當(dāng)電機軸通過聯(lián)軸器帶動曲軸箱內(nèi)曲軸旋轉(zhuǎn)時，由十字頭、連桿的傳動，活塞做往復(fù)運動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化。

活塞式壓縮機的活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入缸。直到工作容積變到最大時為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉。活塞式壓縮機的活塞反向運動時，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機的活塞再次反向運動時，上述過程重復(fù)出現(xiàn)。總之，活塞式壓縮機的曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)[1]。

2 壓縮機潤滑油系統(tǒng)

2.1 壓縮機潤滑油

壓縮機使用的潤滑油為：美孚1300潤滑油15W-40，物化參數(shù)如下（國際材料試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）：

運動粘度（40℃）：114；運動粘度（100℃）：15.0；表觀粘度（-20℃）：6500；旋轉(zhuǎn)粘度（-25℃）：19，000；高溫剪切動力粘（150℃）：4.3；粘度指數(shù)：137。

2.2 壓縮機的潤滑系統(tǒng)

在工作的中，壓縮機一般都有壓力系統(tǒng)輸送潤滑油，并將汽缸、填料部分和運動機構(gòu)的潤滑，分為兩個系統(tǒng)。

2.2.1 傳動機構(gòu)的循環(huán)潤滑系統(tǒng)

傳動機構(gòu)的潤滑是指主軸承、曲軸銷、十字頭銷和導(dǎo)軌等運動機構(gòu)磨擦表面處的潤滑；輸送路線：油泵-油過濾器-冷卻器-主軸承/十字頭導(dǎo)軌-曲軸銷/十字頭-油箱。

2.2.2 強制（高壓）潤滑系統(tǒng)

臥式壓縮機壓力滑油點一般都配置在汽缸和填料的上方，對雙作用汽缸，一般在汽缸工作表面的中間位置。潤滑油通過注油器，由潤滑油接管進(jìn)入汽缸內(nèi)，借助于活塞環(huán)的運動分布于工作表面上，注油器產(chǎn)生的油壓必須大于注油點處的氣體壓力。

強制潤滑是指汽缸和填料的表面處的潤滑；輸送路線：主油泵-油過濾器-冷卻器-油箱入口-高壓油泵-油路分配塊-單向閥-氣缸/填料

3 南山二級壓縮機潤滑油系統(tǒng)漏失原因及分析

3.1 壓縮機的潤滑油漏失背景

終端下游用戶首站反映自2010年12月以來，其分離器連續(xù)收到每天約300mL的液態(tài)物質(zhì)。對此，終端迅速做出反應(yīng)和相應(yīng)調(diào)查，派專業(yè)化驗員前往首站對液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行取樣分析，同時，操作對工藝流程進(jìn)行了全面細(xì)致的檢查，調(diào)低了低溫分離器的控制溫度進(jìn)行測試和觀察，排除了低溫分離器控制溫度過高導(dǎo)致少量重?zé)N組份輸送到下游用戶的可能性；機械部門對兩級壓縮機進(jìn)行檢查，分析比較了壓縮機的潤滑油消耗情況，發(fā)現(xiàn)二級壓縮機的潤滑油較前幾個月略有增加；在二級壓縮機氣缸排氣口進(jìn)行觀察和取樣，發(fā)現(xiàn)確實有少量壓縮機的潤滑油排出，類似于首站發(fā)現(xiàn)的液態(tài)物質(zhì)。因此判定，首站收到的液態(tài)物質(zhì)為二級壓縮機氣缸漏失的潤滑油和極其少量凝析油的混合物，該液態(tài)混合物殘留在送氣管道內(nèi)逐漸被高速氣流挾持到下游。

3.2 原因及分析

從上小節(jié)我們了解到：整個強制（高壓）潤滑系統(tǒng)，由強制潤滑油泵提升壓力，約6.6MPa（壓力大小由背壓決定），然后由分配閥分配到對置的氣缸和填料密封潤滑點。

根據(jù)ARIEL 公司的JGR/2型壓縮機的供油量推薦公式表，我們得到：

1）在正常運行情況下，整機每英寸氣缸內(nèi)徑每天需要的供油量為：0.3品脫 =170.478mL（1英制= 1/8加侖 =568.261mL）；

2）填料密封需要的供油量為活塞桿的2倍，在剛換完填料密封及活塞環(huán)時，供油量為正常運行的2倍；

3）故：氣缸整機每天的供油量為：0.3×4 5/8（二級壓縮機氣缸內(nèi)徑）×2=2.775 品脫；

4）填料密封整機每天的供油量為：0.3×1.5（二級壓縮機活塞桿直徑）×2×2= 1.8品脫；

5）整機每天的供油量為 2.775+1.8 =4.575品脫，整機每月供油量為4.575 × 30 =137.25品脫。

即：137.25 ×568.26125=77993.8mL≈78L。

在壓縮機正常運行過程中，二級壓縮機每月耗油量為100升 基本與實際耗油量符合，由于活塞桿光潔度不是很好，為減少磨損，保證設(shè)備的穩(wěn)定性，我們將泵油量調(diào)節(jié)的比實際需求量略大一些。其中供給填料密封的潤滑油由主排放管線排出，最終通過管線進(jìn)入閉排系統(tǒng)，而供給活塞環(huán)的潤滑的潤滑油將隨天然氣流到下游，經(jīng)過冷凝器冷凝后將在壓縮機出口滌氣罐中經(jīng)過捕霧器的作用冷凝沉淀到底部，最終仍進(jìn)入到閉排系統(tǒng)[2]。

在更換填料密封及活塞環(huán)后，我們將強制潤滑泵的流量調(diào)到最大，根據(jù)資料此時壓縮機耗油量為平時的兩倍即78×2=156L。約有1/3左右供給填料密封，而其余2/3，約104L供給活塞環(huán)潤滑后隨天然氣進(jìn)入下游，這部分潤滑油中的大部分經(jīng)過冷凝后將在出口滌氣罐中聚集下來，而最終進(jìn)入閉排系統(tǒng)。而由于這部分潤滑油過多，超出了冷凝器和滌氣罐捕霧器的處理能力，故會有部分潤滑油隨天然氣進(jìn)入銷售氣，最終到達(dá)首站[3]。

此時每月實際耗油量為45加侖=180L，每天進(jìn)入首站的液態(tài)物品為300mL，即每月為30×300=900mL=9L也與根據(jù)實際耗油的推算相符，因此我們判斷，進(jìn)入首站的液態(tài)物體為多余的潤滑油。

4 采取措施

4.1 調(diào)整強制潤滑油泵流量

經(jīng)分析計算，我們得知首站收到的液態(tài)物質(zhì)是由于過量的壓縮機潤滑油進(jìn)入了銷售氣造成的，因此我們將壓縮機強制潤滑油泵的流量調(diào)低，調(diào)整到顯示指針每35s一個沖程，(壓縮機潤滑的最低要求為每40s一個沖程)，這樣既滿足了潤滑的最低要求，保證了壓縮的安全平穩(wěn)運行。

4.2 檢查壓縮機出口滌氣罐

隔離清洗了壓縮機出口滌氣罐，重點檢查清潔了捕霧器，提高了捕集潤滑油霧滴的效果。

4.3 疏通清理壓縮機潤滑油路

清理了主油泵，強制潤滑油泵，管路，冷卻器，單向閥;更換了油過濾器.使油路暢通，盡可能減少油霧被壓縮氣體夾帶到下游[4]。

5 經(jīng)濟性分析

調(diào)整前每月用油：180L；調(diào)整后每月用油：100L。

根據(jù)采購價格：潤滑油每升為13.21元，因此：每月節(jié)約用油 80升，節(jié)約經(jīng)費80×13.21=1 056.72元。總共節(jié)約經(jīng)費:168×1.5(故障時間為1.5個月) =1 585.08元。

6 結(jié)論

采取措施后，下游再也沒有發(fā)現(xiàn)液態(tài)物質(zhì)，壓縮機已也正常運行。問題已得到徹底解決。從判定首站的液態(tài)物體為壓縮機夾帶出來多余的潤滑油，到調(diào)整潤滑油注入量，機械組仔細(xì)地分析了設(shè)備故障，調(diào)整設(shè)備參數(shù)，保證了設(shè)備的平穩(wěn)性。

[1]郁永章.活塞式壓縮機[M].機械工業(yè)出版社，2005.

[2]吳軍超.往復(fù)活塞式壓縮機常見故障的分析[J].化工裝備技術(shù)，2007，28(4)：65-67.

[3]朱州東.天然氣處理工藝介紹[J].石油化工，2007(5)：87-89.