有效預(yù)防天然氣壓縮機(jī)壓縮缸進(jìn)液的技術(shù)改造

王德寬 鄭展 李蘭 徐禮軍 宋建剛

摘 要：原料天然氣在開采過程中伴隨著大量采出水，通過集氣站內(nèi)的分離器進(jìn)行氣液分離，如站內(nèi)分離器排液系統(tǒng)故障或上游無脫水撬集氣站清管作業(yè)過程中操作不當(dāng)或排液不及時，大量的采出水會進(jìn)入壓縮機(jī)站高效分離器，高效分離器電動球閥來不及排液，則會導(dǎo)致采出水帶入壓縮機(jī)，造成壓縮機(jī)氣缸進(jìn)液，對氣閥、曲軸、連桿損害很大，導(dǎo)致壓縮機(jī)故障停機(jī)。作業(yè)四區(qū)通過分析可能造成壓縮機(jī)進(jìn)液的各種因素，提出了改進(jìn)方案并組織實(shí)施，經(jīng)改造后可以徹底預(yù)防壓縮缸進(jìn)液，有效保護(hù)壓縮機(jī)的安全運(yùn)行，滿足了生產(chǎn)需求，效果良好。

關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī);壓縮缸;改造

一、改造背景

作業(yè)四區(qū)目前共管理往復(fù)式型壓縮機(jī)6臺，其中DPC-2803型4臺，ZTY630型2臺，壓縮機(jī)的控制柜中出廠設(shè)定有進(jìn)氣分離器高液位報警停機(jī)功能，但當(dāng)上游天然氣攜帶大量游離水進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)氣分離器時，雖有保護(hù)停機(jī)功能，但由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速很高，在慣性的驅(qū)使下仍會有大量的游離水進(jìn)入壓縮缸，發(fā)生液擊現(xiàn)象。所謂液擊現(xiàn)象就是指液體隨氣體吸入壓縮缸時損壞吸氣閥片的現(xiàn)象，以及進(jìn)入氣缸后沒有在排氣過程迅速排出，在活塞接近上止點(diǎn)時被壓縮而產(chǎn)生的瞬間高液壓的現(xiàn)象，會在很短時間內(nèi)造成壓縮受力件（如閥片、活塞、連桿、曲軸、活塞銷等）的損壞，是往復(fù)式壓縮機(jī)的致命殺手。分析其原因首先當(dāng)液體以較高速度進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸時，由于液體的沖擊和不可壓縮，會引起吸氣閥片過度彎曲或斷裂;其次，氣缸中未及時排出的液體受到活塞壓縮時，瞬間內(nèi)出現(xiàn)的巨大壓力并造成受力件的變形和損壞。通過減少或避免液體進(jìn)入壓縮缸就可以有效防止液擊的發(fā)生。針對以往某廠壓縮機(jī)壓縮缸進(jìn)液發(fā)生的事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，必須對壓縮機(jī)上游來氣分離器排液系統(tǒng)進(jìn)行改造。某廠壓縮機(jī)壓縮缸進(jìn)液故障圖片如圖1、2。

二、改造思路

為有效解決分離器排液不及時將采出水帶入壓縮缸造成壓縮機(jī)故障的安全隱患，特對壓縮機(jī)上游設(shè)備高效分離器排液系統(tǒng)進(jìn)行改造。采取在高效分離器磁浮子液位計上警戒線30CM處，安裝一個型號為JN-HM12-10B的磁性開關(guān)，通過信號線與壓縮機(jī)控制柜相連接，如遇分離器排液不及時，將大量采出水帶入高效分離器，當(dāng)液位達(dá)到磁性開關(guān)位置處，磁性開關(guān)吸合，導(dǎo)通電路，壓縮機(jī)自動保護(hù)停機(jī)。能夠徹底預(yù)防液體進(jìn)入壓縮缸，導(dǎo)致壓縮機(jī)故障停機(jī)。該磁性開關(guān)已通過中國石油和化學(xué)工業(yè)電氣產(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（PCEC）的本安防爆認(rèn)證，取得國家級別的防爆合格證書，適用于油氣生產(chǎn)場所。磁性開關(guān)外觀圖及高效分離器磁浮子液位計增加磁性開關(guān)示意圖如圖3、圖4所示。

磁性開關(guān)是在密閉的金屬或塑料管內(nèi)，設(shè)置一點(diǎn)或多點(diǎn)的磁簧開關(guān)，它核心部件為干簧管。起初，兩片簧片并未接觸，但當(dāng)其通過永久磁鐵或電磁線圈產(chǎn)生的磁場時，外加的磁場會使兩片簧片端點(diǎn)位置附近產(chǎn)生不同的極性，如果磁性超過簧片本身的彈力時，這兩片簧片就會吸合導(dǎo)通電路;如果磁場減弱或消失，則干簧片由于本身的彈性而釋放，接觸面就會分開從而斷開電路。

三、實(shí)施改造

選取北7站壓縮機(jī)進(jìn)行改造試驗(yàn)，利用壓縮機(jī)月度保養(yǎng)停機(jī)間隙，對高效分離器排液系統(tǒng)進(jìn)行改造。首先將磁性開關(guān)安裝在防爆接線盒內(nèi)，一端固定在高效分離器磁浮子液位計上警戒線30CM處，另一端通過防爆繞行管接信號線與壓縮機(jī)控制柜相連接。 改造前后現(xiàn)場效果圖見圖5、圖6。

四、測試情況

北7站高效分離器磁浮子液位計加裝磁性開關(guān)后，該區(qū)設(shè)備技術(shù)員、儀表維護(hù)人員與壓縮機(jī)保運(yùn)商共同對磁性開關(guān)運(yùn)行情況進(jìn)行了測試，通過外加磁性感應(yīng)檢驗(yàn)磁性開關(guān)是否正常，經(jīng)測試當(dāng)外加磁力到達(dá)磁性開關(guān)位置處，磁性開關(guān)能夠立即閉合，壓縮機(jī)得到停機(jī)信號，自動保護(hù)停機(jī)，測試取得預(yù)定效果。

五、效果評價

⑴.改造成本低，效果明顯。

此項(xiàng)改造材料選用JN-HM12-10B型磁性開關(guān)，經(jīng)費(fèi)投入少，施工量小，效果明顯。

⑵.壓縮機(jī)因天然氣中攜帶的大量游離水帶入壓縮缸造成的故障停機(jī)現(xiàn)象根本性杜絕。減少了壓縮機(jī)故障停機(jī)現(xiàn)象，發(fā)揮了氣井產(chǎn)能，增加了產(chǎn)氣量。

⑶.減小了員工工作量、提高了壓縮機(jī)運(yùn)行安全系數(shù)。

六、結(jié)論及建議

為了使本次采取的措施和取得的效果得以持續(xù)和發(fā)揮更大的作用， 作業(yè)四區(qū)將繼續(xù)跟蹤北7站壓縮機(jī)運(yùn)行情況，并對該區(qū)正在運(yùn)行其余壓縮機(jī)站高效分離器排液系統(tǒng)進(jìn)行改造，以保證壓縮機(jī)正常運(yùn)行。