ZTY470M L9×9型天然氣壓縮機組啟動方式改進研究

白自龍 陳帥 孟嘉益 王晨（長慶油田分公司第三采氣廠，內蒙古鄂爾多斯017300）

ZTY470M L9×9型天然氣壓縮機組啟動方式改進研究

白自龍 陳帥 孟嘉益 王晨（長慶油田分公司第三采氣廠，內蒙古鄂爾多斯017300）

ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組的啟動方式為缸頭啟動，啟動氣源無特殊要求，天然氣或壓縮空氣皆可。天然氣啟動時，低壓燃料氣與高壓啟動氣在動力缸混合，形成爆燃現象，存在極大安全隱患，本篇論文針對其啟動方式開展研究分析，并得出其可行性改造方案，進行改造。

ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組；啟動方式；改造

概述

ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組是成都壓縮機廠生產的一種整體式壓縮機，設計排量25×104m3/d，額定轉速440RPM，排氣壓力3.5MPa。其啟動方式為缸頭啟動，目前所用氣源是天然氣，以天然氣作為啟動氣源存在一定的危險性。

圖1 ZTY470ML9×9天然氣壓縮機組結構圖

一、原有啟動方式

圖2 ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組觸發器與飛輪磁極

圖3 ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組缸頭啟動系統流程圖

該機組采用缸頭啟動方式，機組啟動時先手動打開啟動氣球閥，啟動氣通過凸輪配氣機構，主要由液壓柱塞和注氣閥組成的燃料氣注氣閥組（每只缸一個），柱塞頂開注氣閥以定時定量有次序地供給動力缸燃氣，通過推動缸頭運動從而使飛輪連續轉動。動力缸點火系統主要是通過“觸發器”中的“觸發線圈”與飛輪上的“啟動磁極”或“運行磁極”作用產生電子脈沖信號，脈沖信號通過接線盒內的接線端子連入電子盒，電子盒內的可控硅讀出是動力幾缸需點火，然后通過磁電機將低壓電流（160V左右）通過低壓導線導入所需點火的動力缸高壓包進行電壓轉換由火花塞進行點火。當動力缸點火后立即關閉啟動氣球閥，同時迅速打開燃料氣球閥，這樣壓縮機組就啟動成功。

以天然氣作為啟動氣氣源，ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組可以正常啟機，但是天然氣是易燃易爆介質，存在安全隱患，其危險具有不確定性，故需將啟動氣源改變成空氣啟動。

二、啟動方式改進研究

原有啟動方式簡單方便，易于操作維護，但是同時存在很大的安全隱患。如果操作人員在動力缸點火后不關閉啟動氣球閥而直接打開燃料氣球閥，高壓啟動氣竄入動力缸爆燃后會導致嚴重的爆缸事故，不僅造成巨額的經濟損失，可能導致人員傷亡。

鑒于此，結合實際生產情況，設計四套改進方案，并對其可行性進行分析研究。

方案一：設計防誤操作機構

導致事故發生的最直接原因是啟動氣球閥未關閉的情況下燃料氣球閥被誤打開，造成低壓燃料氣與高壓啟動氣混合，形成危險。鑒于此，設計一個閥門聯鎖機構，保證在啟動氣球閥未關閉的情況下燃料氣球閥無法打開，這樣就有效地避免了誤操作。

防誤操作連桿撥叉機構，在A向視圖中人手動搬動啟動氣球閥手柄，通過連桿帶動俯視圖中下部所示的圓板轉動，與圓板同軸的是一套錐齒輪，從而將扭矩傳遞到豎直桿上，豎直桿另一端為鏈輪機構，鏈條另一段與撥叉尾部相連，撥叉上裝有彈簧。當啟動氣球閥由關閉狀態旋轉到打開狀態時，撥叉由于彈簧松弛將燃料氣球閥手柄叉死，不能旋轉；當啟動氣球閥手柄旋轉到關閉狀態時，撥叉被拔出來，燃料氣球閥可以打開。

方案二：加裝啟動馬達系統

機組上加裝啟動馬達，并在飛輪上加工齒槽，有效避免高壓啟動氣進入動力缸，從而從根本上防止因啟動氣進入動力缸爆燃而引起的事故。

方案三：加裝燃氣電磁切斷閥系統

機組啟動方式為氣體通過注氣閥組有序的對三個動力缸定時定量提供氣量，從而推動活塞往復運動使機組正常運行。在原有啟動氣管線上加裝一套燃氣電磁切斷閥，同時利用原有的速度傳感器。當飛輪轉速達到一定值時，燃氣電磁切斷閥切斷啟動氣，打開燃料氣球閥，從而使得機組運行。

方案四：跟換啟動氣介質

增加一套空壓機及壓縮空氣儲罐系統，將壓縮空氣引入原有的天然氣啟動氣管線，不對壓縮機組本身進行任何改造，不改變壓縮機啟動方式。由于壓縮空氣不可燃燒，這樣即使由于誤操作，壓縮空氣進入動力缸也不會發生爆缸事故。

三、啟動方式改造

綜合四種改造方式的優缺點及改造費用，本著降低風險、簡化操作、節省投資的原則，優先選擇第四套方案并對其技術改造。

1.措施實施

（1）每個集氣站增加一套壓縮空氣系統裝置，包括兩臺壓縮機組、一個儲氣容量3m3儲氣罐等設施。單臺壓縮機組提供啟動氣源時，儲氣罐充滿額定壓力所需時長為5分鐘左右；而兩臺壓縮機組提供啟動氣源時，則需要7分鐘。

（2）空氣啟動氣源的壓力等級與原有的天然氣氣源相同；

（3）充分利用原有的啟動氣管線，只在天然氣壓縮機組啟動氣控制閥門管線處加裝一個等徑三通將原有管線與改造管線鏈接即可，同時切斷原有啟動氣管線及氣源，確保天然氣與空氣無法混合，而且在天然氣壓縮機組機身不做任何

（4）因蘇里格春秋季時間長。風沙大，為滿足空氣壓縮機環境要求，加裝一套簡易彩板房，充分保證空氣壓縮機正常運行。

2.改造效果評價

將啟動氣源由天然氣改造為壓縮空氣，根本上避免了高壓啟動氣與低壓燃料氣的混合，同時不對天然氣壓縮機組本體進行任何改造，將風險降到最低。該機組目前運行平穩，維護簡單，儲氣罐儲存額定壓力空氣，能保證天然氣壓縮機組正常運行5個月左右。

四、結語

1.將ZTY470ML9×9型天然氣壓縮機組的啟動氣源由天然氣改造成壓縮空氣，避免了由于天然氣啟動而發生的爆缸事件，消除安全隱患。

2.該套空氣壓縮機組僅需簡易安裝即可，操作簡單，維護方便，運行平穩。

［1］成都天然氣壓縮機廠.ZTY470ML9×9天然氣壓縮機組使用說明書.

［2］遂寧市華旭科技有限公司.HXKQ-2-1.0/3.0型空氣壓縮機組使用說明書. TiO2的催化效率分別為98.6%，95.5%，90.3%。1%Au/TiO2的催化效率明顯大于TiO2的催化效率。