海上平臺(tái)壓縮機(jī)安裝運(yùn)行技術(shù)研究

王良杰

摘要：針對(duì)海上平臺(tái)壓縮機(jī)系統(tǒng)高可靠性要求的問(wèn)題，結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展了壓縮機(jī)系統(tǒng)安裝運(yùn)行技術(shù)的研究，給出了壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的技術(shù)要求。實(shí)施結(jié)果表明，相關(guān)技術(shù)要求能夠保證壓縮機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，對(duì)于指導(dǎo)壓縮機(jī)系統(tǒng)的正常工作具有重要意義。

關(guān)鍵詞：海上平臺(tái);伴生氣;壓縮機(jī);安裝運(yùn)行技術(shù);研究

目前伴生氣回收利用技術(shù)是增壓處理，提高其單位體積中的伴生氣含量。常用的增壓處理設(shè)備是壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)工作過(guò)程中主要通過(guò)吸氣→壓縮→排氣的過(guò)程實(shí)現(xiàn)伴生氣的增壓增濃，對(duì)壓縮機(jī)作可靠性要求較高。因壓縮機(jī)安裝運(yùn)行質(zhì)量對(duì)其可靠性具有重要影響，故而有必要開(kāi)展壓縮機(jī)安裝運(yùn)行技術(shù)研究工作。

1.壓縮機(jī)系統(tǒng)組成及功能

往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)主要包括壓縮機(jī)主體、進(jìn)/出口冷卻裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)等。壓縮機(jī)系統(tǒng)安裝于撬裝底座位置，進(jìn)氣口、排氣口、排污口以及放空口均與外部對(duì)應(yīng)管口連接，連接方式采用了法蘭、密封墊片以及螺栓緊固連接。其中的冷卻系統(tǒng)主要完成伴生氣以及壓縮機(jī)主體的冷卻;潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由齒輪泵將潤(rùn)滑油輸送至壓縮機(jī)相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑，氣缸活塞和填料采用的自潤(rùn)滑技術(shù)，降低了壓縮機(jī)氣缸材料的磨損，保證氣缸剛體具有足夠的使用壽命;洗滌裝置主要完成進(jìn)口伴生氣的氣液分離功能，避免液體進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸，導(dǎo)致壓縮機(jī)的液擊，與此同時(shí)，還能起到穩(wěn)定進(jìn)氣壓力的作用;壓縮機(jī)主體由機(jī)身、滑道、曲軸連桿、活塞、電機(jī)、聯(lián)軸器等組成，采用一級(jí)壓縮、雙氣缸作用、左右排列模式，具有很好的工作性能和較高的使用壽命。

2.壓縮機(jī)安裝技術(shù)要求

2.1冷卻系統(tǒng)要求

往復(fù)式壓縮機(jī)采用了水冷系統(tǒng)，主要包括進(jìn)水口、出水口、冷卻泵等，其冷卻水主要來(lái)源海上平臺(tái)公用系統(tǒng)的內(nèi)部海水。安裝過(guò)程中需要額外連接進(jìn)水管路，以便冷卻系統(tǒng)能夠得到充足的海水;伴生氣冷卻管路進(jìn)口需要將其固定于海水溫度不大于30℃的位置，以便保證出口水溫在40℃左右，目的是將伴生氣由起始溫度60℃冷卻至出口溫度40℃;因壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)為海水冷卻，系統(tǒng)安裝之前需要對(duì)其連接管路的材質(zhì)進(jìn)行確認(rèn)，要求采用TA1管，以保證管路的耐腐蝕性和壽命。

2.2溫度控制要求

溫度控制主要是指壓縮機(jī)排氣溫度的控制，以免出現(xiàn)伴生氣的自燃，導(dǎo)致火災(zāi)或者嚴(yán)重的事故，故安裝之后的壓縮機(jī)排氣出口的溫度必須滿足規(guī)定要求。對(duì)于采用油潤(rùn)滑的傳動(dòng)部件，當(dāng)壓縮機(jī)排氣出口溫度較高時(shí)，潤(rùn)滑油的粘度將會(huì)降低，導(dǎo)致潤(rùn)滑油品質(zhì)惡化，因此必要時(shí)設(shè)置隔熱裝置。伴生氣的主要成分是烷烴氣體，屬于易燃易爆氣體，排氣出口的溫度要求低于168℃，壓縮機(jī)安裝及檢測(cè)過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注壓縮機(jī)排氣出口的溫度。

2.3流量調(diào)節(jié)要求

海上平臺(tái)石油開(kāi)采條件極為復(fù)雜，尤其是環(huán)境因素，如溫度、風(fēng)速、壓強(qiáng)等，不論上述哪個(gè)因素發(fā)生變化，均會(huì)對(duì)伴生氣量產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)的伴生氣流量出現(xiàn)波動(dòng)。為了保證壓塑機(jī)系統(tǒng)排氣口輸出流量的均勻性，需要在壓縮機(jī)系統(tǒng)排氣口位置安裝流量調(diào)節(jié)裝置，并且具有較為寬泛的氣量調(diào)節(jié)范圍。往復(fù)式壓縮機(jī)排氣量調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)方式采用了變頻調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)排氣口伴生氣流量的0～100%的調(diào)節(jié)，具有很好的調(diào)節(jié)精度，確保后續(xù)伴生氣燃燒發(fā)電時(shí)的穩(wěn)定性。

2.4動(dòng)力供給要求

海上平臺(tái)的主要工作是石油開(kāi)采，沒(méi)有充足的燃料，因此壓縮機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，為了保證電機(jī)能夠輸出足夠的功率，安裝電機(jī)時(shí)采用380V的三相交流電源、頻率為50Hz。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在海洋平臺(tái)上，周?chē)h(huán)境潮濕多變，為了保證相關(guān)工作人員的安全，需要按照電氣接線規(guī)定將電機(jī)進(jìn)行接地。同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)地腳螺栓需要緊固牢靠，避免電機(jī)工作時(shí)出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致動(dòng)力輸出不穩(wěn)定，給壓縮機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)載荷，降低壓縮機(jī)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

3.壓縮機(jī)運(yùn)行技術(shù)要求

3.1運(yùn)行時(shí)間

海上平臺(tái)伴生氣的用途主要供發(fā)電機(jī)組發(fā)電，因其壓力和濃度較低，需要采用往復(fù)式壓縮機(jī)對(duì)其進(jìn)行增壓處理方可使用，因此必須保證壓縮機(jī)系統(tǒng)工作的可靠性。通常海上平臺(tái)的往復(fù)式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)壽命為20～25年，要求其全天滿負(fù)荷工作24h，年運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)大于350天。壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要嚴(yán)格控制其運(yùn)行的時(shí)間，按照運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)要求進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)，以便保證其可靠穩(wěn)定運(yùn)行，使用壽命周期內(nèi)的年運(yùn)轉(zhuǎn)率不低于95%。

3.2安全問(wèn)題

往復(fù)式壓縮式增壓處理的是伴生氣，是烷烴類(lèi)混合物，屬于可燃性氣體。壓縮機(jī)對(duì)伴生氣增壓處理過(guò)程中極為突出的就是安全問(wèn)題，必須采取較為完善的安全防范措施，以保證工作人員及設(shè)備的安全。往復(fù)式壓縮機(jī)工作過(guò)程中須定期檢查其周?chē)目扇細(xì)怏w濃度以及壓縮機(jī)的密封性能，確保周?chē)h(huán)境內(nèi)的可燃性氣體低于其爆炸極限。重點(diǎn)檢測(cè)往復(fù)式壓縮機(jī)前置填料函的運(yùn)行狀態(tài)，也不能忽視壓縮機(jī)系統(tǒng)中的各類(lèi)潤(rùn)滑、驅(qū)動(dòng)機(jī)等設(shè)備防爆性能的檢測(cè)。

3.3維護(hù)保養(yǎng)

往復(fù)式壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中需要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，尤其是易損件等極易出現(xiàn)故障的部位，是維護(hù)保養(yǎng)的重點(diǎn)，如壓縮機(jī)密封件、傳動(dòng)部件的潤(rùn)滑等。為了保證壓縮機(jī)維護(hù)保養(yǎng)工作的順利開(kāi)展，要求壓縮機(jī)系統(tǒng)周?chē)?m范圍之后不能堆放雜物或者非系統(tǒng)工作需要的設(shè)備，同時(shí)也要預(yù)留出壓縮機(jī)故障檢修時(shí)相關(guān)組成部件吊裝和搬運(yùn)的空間，確保壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)。

3.4 潤(rùn)滑

壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，為了保證機(jī)械傳動(dòng)部件的使用壽命和效率，必須進(jìn)行定期的潤(rùn)滑，保證潤(rùn)滑油的性能和質(zhì)量。壓縮機(jī)潤(rùn)滑包括油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑兩種，油潤(rùn)滑主要是指壓縮機(jī)內(nèi)部缸體等存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)位置的潤(rùn)滑，日常維護(hù)時(shí)需要檢測(cè)潤(rùn)滑油泵、油路、油壓、油品等情況。脂潤(rùn)滑主要是指動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位，需要定期添加潤(rùn)滑脂，嚴(yán)格控制潤(rùn)滑脂的添加量，潤(rùn)滑脂過(guò)多將會(huì)增加運(yùn)動(dòng)副的摩擦阻力，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生熱量，潤(rùn)滑脂過(guò)少將達(dá)不到潤(rùn)滑的效果。

4.結(jié)論

壓縮機(jī)作為海上平臺(tái)石油開(kāi)采伴生氣體增壓處理的重要設(shè)備，其工作的安全性和可靠性要求越來(lái)越高。安裝質(zhì)量是壓縮機(jī)可靠工作的前提，結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)提出了壓縮機(jī)冷卻、溫控、流量調(diào)節(jié)、動(dòng)力等系統(tǒng)的具體安裝要求，具有很好的實(shí)施效果。

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