LNG加氣站潛液泵常見故障原因分析及管理對策

梁剛 張麗娟 張莉

摘要：從設計、施工、液源、操作、維保等五個方面入手，分析LNG潛液泵故障原因，提出管理對策，減少LNG加氣站停業時間，降低檢維修費用，最大限度保障氣站正常運行。

關鍵詞：LNG潛液泵;故障原因;對策

近幾年，隨新能源汽車的發展和國家環保政策的推出，LNG重卡車輛迅速增長， LNG加氣站數量不斷攀升，LNG業務迅速擴大。LNG加氣站主要設備有儲罐、潛液泵、加氣機、PLC控制柜等。通過對采樣的25座運營LNG加氣站數據統計分析，潛液泵故障率高，維修時間長，維修費用高，嚴重影響LNG加氣站正常運營。為減少LNG加氣站停業時間，降低檢維修費用，從設計、施工、液源、操作、維保等五個方面入手，分析LNG潛液泵故障原因，提出改進方案。

1.故障原因分析

（1）設計方面。LNG加氣站的設計日銷量一般在10～40噸，其設備按照每日運轉8小時，不間斷加液6小時的負荷進行設計選型。經過對某區域運行的加氣站進行調查，取樣的25座LNG加氣站中，19座LNG加氣站最高日銷量超過設計日銷量，46臺潛液泵中，36臺潛液泵超負荷運轉。其主要原因是LNG替代步伐加快，LNG車輛迅速增加，LNG銷量快速增大。根本原因是市場預判能力不足，LNG加氣站建設項目前期論證時預測銷量不準確。導致潛液泵超負荷運轉，縮短其使用壽命，增加故障發生的可能性。

（2）施工方面。取樣的25座LNG加氣站共有潛液泵46臺，其中43臺采用美國ACD TC-34潛液泵。根據《ACD潛液泵安裝、使用及維護說明書》相關要求，在泵的進口處安裝過濾器以防止雜質進入泵體。實際上， 在維修潛液泵故障時，發現泵體中附著黑色顆粒以及有金屬雜質、泥土。固體顆粒加速了潛液泵軸承磨損。其原因一是潛液泵自帶濾網過粗，未能滿足過濾液體不含有超過10微米的顆粒，潛液泵進液口的過濾器未另行購置安裝。二是泵體密封不嚴，密封件失效。

（3）液源方面。LNG加氣站的LNG按照競價模式從4家液廠采購配送。對于LNG組成沒有規定的標準，只有《液化天然氣的一般特性》GB/T19204-2003規定，LNG的甲烷含量應高于75%，氮含量應低于5%。由于不同氣源和工藝，LNG的組分大不相同，溫度從-135℃～-160℃不等。LNG中固體顆粒含量和大小的無相關標準。只有GB18047-2000《車用壓縮天然氣》中規定：壓縮天然氣中固體顆粒的直徑應小于5μm。GB17820-1999《天然氣》中規定，天然氣中固體顆粒含量應不影響天然氣的輸送和利用。由于潛液泵內用于支撐泵的特殊滾珠軸承和電機軸是由流經泵的液體進行冷卻潤滑的。一是當LNG的組分不同、溫度不同，造成液體的粘稠度不同，冷卻潤滑的效果不同。二是當液體中固體顆粒超標時，會加速潛液泵軸承磨損。

（4）操作方面。由于潛液泵的軸承和電機軸需要LNG冷卻潤滑，所以在啟動泵運轉之前，現場造作人員必須確認泵已完成充滿液體，確保軸承已被液體浸沒。實際上，加氣站常有儲罐液位偏低，壓力過低抽空現象發生，導致泵有空轉現象，由于潛液泵是靠 LNG 潤滑，長期空轉會加速軸承的磨損。以60立方的LNG儲罐為例，立式罐液位不應低于1噸，臥式罐液位不低于2噸。

（5）維保方面。據統計，取樣的25座加氣站中有9座加氣站的潛液泵進行過維修保養，占比36%。46臺潛液泵中有14臺進行過20次維修保養，其中 2臺維修保養3次、2臺維修保養2次，10臺維修保養1次。按運行時間分類：大于8000小時維修保養1次，占比5%; 4000-8000小時維修保養4次，占比20%;小于4000小時維修保養15次，占比75%。故障頻發，檢修維護時間間隔達不到4000小時。更換一次軸承的費用約為4萬元，花費較高。

2.管理對策

針對上述特點，加氣站在運行過程中，應在以下方面加強管理：

（1）提高加氣站建設項目前期論證工作質量，準確預測銷量，按銷量設計工藝，合理配備設備，避免潛液泵超負荷運轉。

（2）采購設備時，確定潛液泵的品牌型號，適用范圍，正常運行時間等，選擇合適設備，建立備品備件，適當延長質保期。

（3）施工過程中，所有管路在連接前，應該檢查其內有無雜物，并按清洗規程對管路進行清洗脫脂，留下相關記錄。

（4）由供應商安裝潛液泵，確認在泵池的進口管路上安裝合適的過濾器。檢查泵本體最終裝入泵池前，要仔細檢查泵池內部及泵本體可見的所有內、外表面的清潔情況，并進行適當的清洗后吹掃干凈。根據加氣站工藝、加液頻率、氣源溫度等設定泵預冷時間和溫度。

（5）加氣站操作人員嚴格按照操作規程使用設備。一是確保在泵啟動前和運行過程中，泵池的液面必須超過上軸承，即泵已完全充滿液體，減少軸承磨損。二是泵預冷到正常工作溫度后才可以啟動泵。三是根據銷售特點，及時申請調配LNG，避免出現低液位運行現象。

（6）LNG加氣站的LNG應盡可能調配同一液廠的液源。在卸液口加裝過濾閥，減少液體雜質。由專業人員安裝潛液泵，做好密封，減少沙塵侵入。

（7）縮短維修保養時間間隔，由4000小時調整為2500小時，由8000小時調整為5000小時。加強每日、每周檢維修工作，檢查有無異常振動或噪音，檢查緊固件、指甲、閥門、管路系統和儀表。及時維護保養，延長設備使用壽命，降低維修成本。

3.結語

隨著LNG潛液泵廣泛使用，LNG潛液泵維護保養問題日益突出，本文對LNG潛液泵故障原因分析，提出整改措施，旨在為設備管理人員提供管理方向和方法，并供同行借鑒。

作者簡介：

梁剛（1979年06月）男，漢族，本科，中級，中石油甘肅銷售分公司，從事設備設施管理方向研究。

張麗娟（1977年11月）女，漢族，本科，中級，中石油甘肅銷售分公司。

張莉（1983年10月）女，漢族，本科，中級，哈爾濱天源石化工程設計有限責任公司。