德萊賽蘭壓縮機注油系統優化改造

呂艷輝，徐遍強，許來旺，蔣紅魁

（中石油北京天然氣管道有限公司，天津 300270）

0 引言

大張坨地下儲氣庫是陜京輸氣管道配套建設的中國第一座地下儲氣庫，2000年正式建成投產，建設有加拿大普帕克（PROPAK）公司整體成撬的三級往復式注氣壓縮機組4臺套，機組于2001年投入注氣生產。驅動機為美國卡特彼勒G3616天然氣發動機，壓縮機為美國德萊賽蘭生產的6HOS-6型三級往復式壓縮機，而壓縮機注油系統作為壓縮機重要的組成部分之一，在機組運行過程中為壓縮機氣缸及填料提供強制潤滑，注油系統運轉的可靠程度直接影響到機組的可用率，對機組運行起到至關重要的作用。

1 壓縮機氣缸油注油系統的基本結構及功能

壓縮機氣缸油注油系統主要由高位油箱、油位控制器、注油箱、注油泵、過濾器、無油流開關及注油分配器等組成。氣缸油動力來自于注油泵，注油泵由壓縮機的齒輪系通過渦輪蝸桿進行驅動。其中一、二級氣缸各有3個注油泵同時工作，通過注油分配器將氣缸油分配到壓縮機各缸填料及氣缸注點，同時還配有無油流開關，用于潤滑油流量的監控和停機保護；三級氣缸為點對點潤滑（即一個注油泵對應一個注點），共有8個注油泵工作。

壓縮機氣缸油注油系統在機組運行過程中為壓縮機氣缸及填料部位提供強制潤滑，以及在氣缸油流量不足時，起到停機保護，防止因潤滑不足導致氣缸、活塞桿及填料異常磨損，避免造成設備事故。

2 壓縮機氣缸油注油系統優化改造

根據近年壓縮機注油系統出現的故障以及維修過程中存在的實際困難，對故障原因進行深入分析和研究，有針對性的進行了部分優化改造。

2.1 成功解決因氣體反竄導致的機組無油流停機

大張坨儲氣庫2012年注氣期，機組啟機過程中頻繁出現無油流停機，主要原因：機組長時間停機后，因一、二級缸個別注油點單向閥不嚴，導致工藝氣（天然氣）反竄至注油泵處，導致注油泵不注油。在啟機過程中，注油泵出口油管內積存的氣體通過無油流開關，此時無油流開關檢測到氣泡后，觸發無油流停機。

針對以上因氣體反竄導致的無油流停機故障，分析氣缸油注油系統流程的關鍵節點，在壓縮機一、二級氣缸油無油流開關與注油分配器間增加單向閥（圖1），達到如下效果。

（1）在個別缸注油點單向閥失效的情況下，氣缸油注油系統上新增的單向閥，自然起到了二次止回的作用，避免工藝氣反竄至注油泵處。

圖1 壓縮機氣缸油注油系統局部流程

（2）在一定程度上減輕了機組啟機前手動泵油的工作量。機組啟機前應手動泵油，對填料及氣缸進行提前充分潤滑，如有氣體反竄至注油泵出口，將氣缸油管路內的氣體排出，將額外增加工作量。

（3）為無油流故障的判斷起到了一定作用，只有無油流開關真正檢測到氣缸油流量不足（如個別泵不工作）或由于注油泵原因產生氣泡，無油流開關才會動作，觸發停機。

（4）通過2013—2017年5個完整注氣期的驗證，期間未出現一次因氣體反竄導致無油流停機，且新增的單向閥不影響潤滑油的流通量，達到了預期效果。

2.2 摒棄注油系統風險部件，解決注油點短節頻繁斷裂故障

大張坨儲氣庫2014年注氣期，共出現壓縮機三級氣缸注油點短節斷裂5臺次。短節斷裂在氣缸壁后，斷絲取出困難，在易燃易爆場所進行鉆孔、取絲也存在較大的風險，同時在一定程度上影響了機組正常注氣生產。分析造成該部位連接短節頻繁斷裂的主要原因為：注油點短節前端連接彎頭較重，受機組長期振動影響，造成短節根部疲勞斷裂（圖2a）。

針對以上情況，2014年注氣結束后，對壓縮機三級缸氣缸油注油點短節斷裂部位進行了優化改造，取消三級缸注油點短節及前端連接彎頭，使注油單向閥直接與氣缸壁連接（原單向閥為垂直安裝在彎頭另一端，改造后的注油單向閥為水平安裝）。

考慮到注油單向閥水平安裝后可能會使止回效果變差，改造前對注油單向閥進行解體后，發現該類型單向閥內的關閉件（鋼珠）是靠一性能可靠的彈簧進行復位的，同時參考壓縮機二級缸下注油點單向閥均為水平安裝，經過10多年的運行并未出現因單向閥水平安裝導致注油點單向閥不嚴的情況。重新配管，對相鄰不銹鋼管用卡子進行固定，同時對與氣缸接觸的位置墊膠皮，防止注油管與缸壁摩擦（圖2b）。

圖2 三級氣缸注油點

通過2015—2017年3個完整注氣期的驗證，期間未出現壓縮機三級缸注油點短節斷裂事件，達到了預期效果。

3 主要結論

通過對壓縮機氣缸油注油系統進行局部微小的改動，并經過周期性實際驗證，在一定程度上降低了設備故障率，減少了機組停機次數及檢修時間，同時消除了故障處理過程中潛在的風險，取得了較大的經濟效益和應用效果，對儲氣庫注氣壓縮機組的進一步探索起到了積極的推動作用。