往復(fù)式壓縮機(jī)故障案例分析

楊春社，沈雁飛，王 勇，高振闖

(1.吐哈油田丘東采油廠，新疆 哈密 838009；2.吐哈油田吐魯番采油廠，新疆 吐魯番 838202)

一、概況

采油廠的壓縮機(jī)是美國GE公司生產(chǎn)的ES604型往復(fù)式壓縮機(jī)，由卡特皮勒生產(chǎn)的G3606發(fā)動機(jī)驅(qū)動，國內(nèi)某公司組裝成撬。壓縮機(jī)為3級壓縮，汽缸采用水冷，工藝氣采用空冷器后冷卻方式。壓縮機(jī)用于氣舉增壓采油。將從井口來的天然氣經(jīng)過初步分離，經(jīng)壓縮機(jī)增壓，注入到采油井中采油。

二、故障案例背景

該油田共有4臺ES604型壓縮機(jī)，于2011年投產(chǎn)。運(yùn)行初期，由于氣量需求較少，壓縮機(jī)處于低負(fù)荷、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)正常。到了2012年5月，隨著井口氣量需求的增加，系統(tǒng)壓力提高。這就需要關(guān)小壓縮機(jī)回流調(diào)節(jié)閥，增大壓縮機(jī)的排氣量來滿足現(xiàn)場的供氣需求。

三、現(xiàn)狀

當(dāng)壓縮機(jī)開啟后準(zhǔn)備帶載運(yùn)行時，隨著回流閥的關(guān)小，壓縮機(jī)的各級排氣壓力及溫度快速升高。當(dāng)回流閥關(guān)小到一定程度時，一二級排氣溫度持續(xù)上升，接近停車報警值。為了不停機(jī)，操作人員只能將回流閥開大，使排氣壓力降低從而降低排氣溫度，嚴(yán)重影響了油田的正常生產(chǎn)。

四、改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)

現(xiàn)場運(yùn)行為了解決問題，維護(hù)人員首先對壓縮機(jī)的所有氣閥進(jìn)行了試漏檢查，并更換了部分氣閥。之后，對1級后冷卻器進(jìn)行排污，并對管束逐個檢查有無堵塞物，檢查后再用酸液清洗。

通過上述措施，未能解決一二級排氣溫度高的問題。最后采取往冷卻器上噴淋冷卻水的方法加強(qiáng)冷卻。同時調(diào)整回流閥開度來控制一二級排氣溫度來從根本上解決問題。

2.拆去冷卻水恒溫閥

在機(jī)組運(yùn)行時使用紅外線測溫儀測量，對各個監(jiān)測點(diǎn)的溫度進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)汽缸冷卻排水并不經(jīng)過空冷器，而直接通過恒溫閥回到冷卻水泵的入口，使汽缸得不到應(yīng)有的冷卻。通過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，恒溫閥選型錯誤，本該安裝45℃的恒溫閥，實際卻安裝了64℃的恒溫閥。導(dǎo)致冷卻水不能進(jìn)入空冷器冷卻，如圖1所示。

圖1 壓縮機(jī)汽缸冷卻水循環(huán)工藝流程圖

圖1中T1～T5是為了監(jiān)測冷卻水流動走向，人為在管線上定的溫度監(jiān)測點(diǎn)，圖1中恒溫閥結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2 恒溫閥結(jié)構(gòu)示意圖

解決辦法：由于采購不到合適的恒溫閥，因此采用封堵小循環(huán)的辦法，即直接拆掉恒溫閥，冷卻水管線直接連通,同時從T3管線處斷開并用盲板封住端口。讓冷卻水一直走大循環(huán)，使汽缸冷卻水始終經(jīng)過空冷器降溫。

3.調(diào)大一級汽缸的余隙

為了能更進(jìn)一步降低壓縮機(jī)排氣溫度，對一級汽缸余隙進(jìn)行了調(diào)整。壓縮機(jī)一級汽缸可調(diào)余隙越大，進(jìn)氣時間就越短，進(jìn)氣量越少。使排氣溫度降的更低。雖然調(diào)整余隙會影響壓縮機(jī)的排量，但是調(diào)大可調(diào)余隙能夠快速降低壓縮機(jī)排氣溫度，從而可關(guān)小回流閥開度，彌補(bǔ)排氣量的減少。另一方面，壓縮機(jī)一級汽缸可調(diào)余隙越大，一級缸的壓縮比越小，在進(jìn)氣壓力不變的情況下，一級出口壓力越低，從而使得一級出口溫度越低。一級排氣溫度降低，二級進(jìn)氣溫度、二級排氣溫度都會降低。通過分析，認(rèn)為調(diào)整壓縮機(jī)一級可調(diào)余隙也是降低溫度的有效辦法。

處理措施：將壓縮機(jī)兩個缸的一級可調(diào)余隙由原來的10mm調(diào)整到現(xiàn)在的100mm。

4.微調(diào)空冷器風(fēng)扇角度

詳細(xì)檢查了空冷器及空冷器冷卻風(fēng)扇角度，發(fā)現(xiàn)幾臺機(jī)組的風(fēng)扇角度普遍偏小，于是對空冷氣冷卻風(fēng)扇角度做了微調(diào)。

五、改進(jìn)效果

通過上述幾項措施，徹底解決了壓縮機(jī)排氣溫度高的問題。經(jīng)過開機(jī)加載檢查，并對壓縮機(jī)各級進(jìn)排氣溫度，回流閥開度，排氣量等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行跟蹤推測，結(jié)果表明全部達(dá)標(biāo)。