天然氣凈化廠轉動設備管理優化

林國軍，王得勝，趙飛賢

（西南油氣田分公司重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠，重慶忠縣 404300）

0 引言

天然氣凈化廠的主要任務是脫出原料氣中的硫化氫、水、二氧化碳等雜質，輸出潔凈優質的商品天然氣，而整個工藝流程的正常運行，少不了轉動設備提供動力。隨著轉動設備使用年限的增加，因設備結構形式、材質、維護保養、檢修質量等問題導致的故障率越來越高，部分設備已不能滿足目前的節能、環保、安全使用要求。因此，優化轉動設備管理尤為重要，以此降低運行成本，保證裝置的安全平穩運行。

1 存在問題

重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠通過對2008——2014年重要轉動設備檢修頻次進行統計（圖1），并對產生原因進行分類（表1）。從圖1和表1可以看出，導致轉動設備檢修的8個主要因素歸根結底在于管理落實不到位。主要體現在3個方面：①采購前的選型、選商不合理，到貨后的材料驗收不嚴格；②使用過程中預防性檢修不合理、保養不到位以及設備使用工況已偏離設計值；③設備出現故障時未選擇最佳檢修方式，導致設備故障未有效解決。

圖1 2008——2014年檢修頻次散布圖

2 原因分析

2.1 采購問題的原因分析

采購問題的原因：一是采購初期的設計不合理及驗收不嚴格導致設備運行故障，例如分廠在進行液硫泵國產化時沒有經過充分對比、論證、驗收，導致該泵在投入使用后每年至少大修2次，嚴重影響硫磺回收單元正常運行；二是未選擇產品質量好的廠家，導致后期采購備件多次驗收不合格，影響設備使用，如1200#脫硫單元甲基二乙醇胺（Methyldiethanolamine，MDEA）溶液循環泵投入使用后，采購葉輪多次驗收不合格。

表1 影響轉動設備檢修主要因素

2.2 使用過程中原因分析

設備使用過程中故障增加的原因：①分廠沒有制定科學合理的轉動設備預防性檢維修規定；②沒有選擇必要的在線監測手段、分析方法；③裝置長期低負荷運行，轉動設備未在最佳工況點運轉，在一定程度上破壞了設備運行平衡，增加了故障率。從而導致臨時性的檢修及搶修頻率增加，既浪費人力、增加檢維修成本，又加大了裝置運行風險。

2.3 檢修方式不合理的原因分析

由于在日常檢修中對于轉動設備的故障分析不全面、不深入，導致部分設備故障真正原因未及時查明，增加了運行風險。如尾氣鼓風機K-1402運行存在振動、噪聲較大問題，檢修過程通常從傳統的軸承、皮帶、地腳螺栓等去分析解決問題，而忽視葉輪平衡失效對設備振動、噪聲的影響，致使設備長時間出現振動、噪聲偏大問題。

3 對策實施

3.1 采購問題的對策實施

針對采購問題的原因分析從2方面解決：一是要求所有材料采購必須提報詳細的標準、技術要求等，并經分管領導審核，對于較重要物資還需要經上級專業科室審批；二是嚴把驗收關，根據所提供的技術要求、標準逐一核對、檢查，并要求采購方、廠家、檢修人員三方共同驗收；同時采用更有效的手段進行驗收，如利用靜平衡儀，驗收葉輪的靜平衡情況，進一步保證材料質量。

3.2 使用過程中問題的對策實施

分廠根據以往不同類型設備的檢修情況以及廠家提供的維護說明，制定了切實可行的潤滑管理規定、轉動設備潤滑信息表、潤滑油網絡圖，對轉動設備維護保養做到全面、科學、合理的要求，進一步確保轉動設備運行時間與運行費用的經濟平衡最大化。

為保證預防性維護檢修更具有針對性、科學性，分廠邀請有資質單位利用以可靠性為中心的維修（Reliability Centered Maintenance，RCM）方法，將分廠重要轉動設備的預防性維護周期及維護內容進行了明確（見表2、表3，所列舉的只是部分轉動設備），同時新增振動、溫度等在線監測方式及利用員工巡檢方式（圖2），最大限度的提高轉動設備預防性維修的準確性，確保投入費用與運行周期達到最大限度的平衡，保證轉動設備良好運行。

對于部分轉動設備運行工況偏離設計值，目前采取各種形式提質增效，如MDEA溶液循環泵改造、3100單元新增一臺低流量的循環水泵等，降低運行電流，每年可節約電費約26.46萬元人民幣。將設備不合理結構進行合理化改造，大大降低檢修頻率、節省運行費用。如增大尾氣鼓風機從動輪直徑尺寸（從Φ132 mm增大至Φ190 mm）（圖3，圖4），降低風機轉速，主從動輪轉速比由1∶1.7降至1∶1.25，通過合理改造不僅降低維修頻率，每年還可節省26萬kW·h電量；3200單元鍋爐給水泵材料由碳鋼改為不銹鋼提高了抗氣蝕能力（圖5），保證給水系統的安全運行等。

3.3 檢修方式不合理的對策

由于尾氣鼓風機K-1402A通過多個部位的排查、檢修，仍未消除運行時振動、噪聲偏大問題。最后采取對葉輪的動平衡進行測試，也是日常檢修中很少采取的檢修方式。如在2017年8月大修中，分廠將此葉輪（直徑700 mm）送至有資質的單位進行動平衡檢測，根據檢測結果此葉輪動平衡已超標（標準值＜9.8 g），去重 22.7 g，剩余不平衡量為 5.65 g（左面）/5.41 g（右面）（圖6）。安裝試運行時，噪聲消除，振動值由原來的7.1 mm/s降低至3.7 mm/s，軸承溫度降低約10℃，目前運行正常。

表2 維護周期表

表3 P-1201Ⅱ（MDEA溶液循環泵）保養周期及內容

圖2 電機端及風機端新增在線測振儀

圖3 皮帶輪更換前后尺寸

圖4 皮帶輪更換后圖片

圖5 材料更換前后葉輪抗氣蝕效果對比

4 效果

通過比對2014年至2017年12月相關對策措施落實前后重要轉動設備檢修情況，見表4。從表中可以看出，重要設備的臨時檢修頻次逐年降低，特別是2016年采取RCM評估方法后，更進一步提高了預防性檢修的準確性。

5 結語

轉動設備的故障既有隨機性、也有規律性，只有通過不斷總結、不斷采用科學的方式方法、不斷提高轉動設備的管理水平，才能真正的保證轉動設備的良好運行。特別是從轉動設備的全生命周期出發，把握住采購質量關、使用過程的維護保養關、檢修質量關等環節，才能最大限度的延長設備使用壽命；最大程度發揮設備的使用性能；最大程度的減少設備運行成本。

圖6 動平衡檢測報告

表4 檢修頻次統計