天然气长输管道压缩机故障原因分析及对策

      压缩机是我国天然气管道行业开采中最重要的设备。一般情况下，天然气管道对压缩机的要求都比较高，要求压缩机无论是技术、材料还是密封程度，都要有较高的水平，尤其是压缩机日常维护要根据气体进行故障判断。随着我国天然气管道行业的快速发展，压缩机凭借着自身便捷、高效的优势受到了很多天然气管道企业的青睐，越来越多的天然气管道企业都大量使用压缩机，这对于我国天然气管道工艺有着极好的推进作用。但是，由于压缩机的技术要求比较高，因此，在实际施工中，很多天然气管道企业对于压缩机的技术研究不够深入，存在很多问题。

　　1、压缩机的相关概述

　　近几年，装备技术得到了很好的发展，特别是离心式的压缩机，因为它有非常好的可靠性，而且占地面积相对较小。在一些天然气管道，煤化工以及冶金等各个行业之中得到了很好的应用。

　　离心式的压缩机结构，主要可以分为单轴式和多轴式两种类型。在最初的时候，单轴式压缩机一般会利用多级的议论来将一根轴进行串联。但是他的实际工作效率相对较低，随着技术的不断发展，对相关结构设计作出了改进，。单轴式的离心压缩机，在高压比的环境之中也能够很好的运行。比如说一些冷却剂它分布在机壳的两次，而且和机壳完全成为一体这样，不同的气体再经过压缩机之后，能够快速进入冷却器，能够将整个机组的实际运行效率得到提高。然而多轴式的离心压缩机分为两种类型，分别是H型和M型。H型的多轴式离心压缩机它的结构和字母H很像。主要是大齿轮带动两个小齿轮，而且，两个小齿轮，都安装着叶轮，不同的叶轮之间，他们会用管线和冷却剂进行串联，主要的目的是将其进行等温压缩。然而M型的多轴式离心压缩机有很多的叶轮。它主要是由大齿轮，带动着很多小齿轮轴，这样小的轮轴能够得到不同的转速，而且随着气体的不断压缩整个压力，不断增强这样，整个出口压力就会得到升高。

　　2、天然气长输管道压缩机故障原因分析及对策

　　2.1、防喘振控制方法

　　2.1.1、固定极限流量法

　　该方法适用于压缩机转速恒定不变的工况，基本原理是设定一个极限值作为压缩机入口流量，当入口流量小于该值时，防喘振阀门打开，补充入口流量与管网之间的压力差，避免喘振。该方法的极限值通常取最高转速下的喘振流量，单当压缩机在低速条件下运行时，会导致控制系统裕度过大，防喘振阀频繁开启。为了安全，通常会在极限值外留有5%到10%的安全裕度作为防喘振控制线，该线垂直于横坐标，该线右侧为压缩机工作区间。

　　2.1.2、可变极限流量法

　　当压缩机转速发生改变时，不同转速下对应的极限流量值也不同，将不同转速下的极限流量值相连，构成喘振线，防喘振控制线与喘振线平行，仍然留有5%到10%的安全裕度，该方法增大了压缩机的工作区间，

　　2.1.3、恒压逼近控制法

　　以上两种方法均为被动控制法，当压缩机气质组分发生改变时，压缩机性能曲线也将发生改变，被动控制法无法进行精准调控并预防喘振发生，在此提出恒压逼近控制法，进一步扩大压缩机工作区间。

　　2.2、透平离心压缩机故障诊断分析

　　2.2.1、压缩机支撑轴的温度水平偏高

　　支撑轴的温度高于正常水平时，导致这一情况发生的原因有很多，需要进行逐一排查。检查轴瓦的间隙情况，间隙小于正常值时会提高温度，这时需要将间隙调整到正常状态。检查瓦块表面的巴氏合金材质状态是否存在损坏问题，如果损坏需要重新浇筑处理。检查轴瓦结构设计运行负荷状态是否合理、正常，若是不良，需要对轴瓦设计结构进行改良，提高结构的承载能力。在实际压缩机运行的期间振动会持续对轴瓦进行消耗，轴瓦的损耗速率就会比较快，针对这一点需要对震动问题进行有效的解决，让轴系运行能够保持良好的稳定状态。

　　还有若是压缩机支撑轴所使用的润滑油当中有多余的水分或者杂质存在，那么支撑轴的摩擦结构之间的摩擦效果就会受到不良的影响，因而在使用润滑油期间需要对产品质量进行定期检验，如果质量不良时要更换其他质量好的润滑油，并将产生不良损坏的轴瓦拆卸下来进行检查，对轴承箱和轴瓦等结构进行清洁处理。如果支撑轴结构当中温度超标的部位是在进油装置区域，就需要将冷却水的开口加大。而如果是进油口的压力低于正常值，导致进油量比较少的情况下，就需要提高进油的压力值，并检查和清理轴承座的进油通道，可以对轴瓦进油的孔径值进行增大处理，还可以刮瓦块进油侧油楔，让油楔的深度和宽度能够得以提升，这样瓦块进油量就能够有效的增多。

　　2.2.2、压缩机推力轴承运行温度过大

　　推力轴承运行的温度超出标准值时，要对进油的压力值和进油量水平进行检查，如果都没有保持正常的状态，就要对进油的压力进行合理的调整，还要对轴承座的进油通道进行清洁处理，也可以通过增加轴瓦仅有孔径大小进行扩增处理，或者刮瓦块进油侧油楔，让进油量更加充足。如果进油区域的温度比较高，那么要增加冷却水的进入量，保证润滑油应用产品符合质量标准。要重点对推力轴承安装情况进行检查，安装方式存在错误或者推力盘安装程度不到位的情况下，就会导致温度剧增，要将推力轴拆卸下来，检查水准快之间运行的状态是否存在卡滞的情况，卡滞会抑制瓦块摆动效果，通过调节水准快让瓦块的摆动保持良好的灵活性，同时对推力盘的安装情况进行检查和调整。

　　检查推力轴结构的轴向力情况，如果偏大，要对装置的工艺参数进行合理的调整，让轴向力降低下去，要对轴向力设计偏差进行核实计算，根据核算结果的实际情况，可以扩大平衡盘，或者可以将平衡盘的密封结构替换成新的。对支撑轴的密封结构运行状态进行检查，将密封结构进行解体，如果存在失磨损和失效的情况，要结合实际情况将间隙超差进行更换，对于损坏的密封结构直接更换新的。重点检查上下相邻的隔板中间分面区域的密封胶结构，如果密封的效果无法达到理想要求，更换新的。另外，检查平衡管运行顺畅情况，如果存在堵塞的情况，平衡盘运行期间负压腔当中的压力无法快速有效的排除，平衡盘运行的功能效果就会受损，要对堵塞问题进行及时的解决。

　　2.2.3、轴位移程度较大

　　当发生轴位移的程度比较大的情况，一般都是由于压缩机装置存在喘振的情况，喘振会让进油口与出油口区域的压力值产生较大的波动，转子轴向运动的稳定性就无法保持，因而要在压缩机装置运行生产期间对喘振进行防控。对轴装置的负荷进行测量，如果负荷超出标准值，证明各个结构运行期间压力水平没有控制在规范水平，要对装置运行工艺进行合理调控，强化装置结构运行稳定性。对密封结构进行检查，如果存在问题要及时更换新的密封结构。如果出现位移盘跳动幅度过大的情况，要对位移盘进行合理的加工和调整。

　　2.3、振动的原因和剞劂措施

　　2.3.1、离心压缩机振动的原因分析

　　离心压缩机振动的原因多种多样，大体分为机械、仪表、工艺操作等部分原因，下面将工作中遇到的具有代表性的振动原因总结如下，供大家参考。

　　(1) 离心式压缩机转子动不平衡。转子不平衡是由于转子的几何中心和转子的质量中心不重合导致。如转子结构或转子叶轮损坏。动不平衡分为原始不平衡、渐发性不平衡、突发性不平衡3种。

　　(2) 主动轴与从动轴不对中。离心式压缩机组不对中会造成剧烈振动，有基础沉降的原因、有联轴器的原因、也有原始设备安装精度低的原因。不对中可分为垂直不对中和水平不对中。

　　(3) 离心式压缩机永久性转子弯曲。转子永久性弯曲后运转时会造成剧烈振动，一般提现为一倍频严重增加。一般情况下，对于长期停运的压缩机，没有按照规定按时盘车会造成转子的永久性弯曲。

　　(4) 压缩机前后径向轴承瓦间隙过大、瓦块损坏、瓦体内进入异物。

　　(5) 仪表振动探头输送假信号造成离心压缩机振动过大。

　　2.3.2、离心压缩机振动故障的处理办法

　　离心式压缩机的振动故障包括突发性的和运行中逐渐加大的，处理振动故障时要区别对待。

　　(1) 离心式压缩机转子存在动不平衡时，首先对对转子进行除垢、然后做动平衡，消除转子的不平衡量；对于运行时突发的转子不平衡，压缩机停车处理，更换新转子并检查清理流隔板道异物；对于转子损坏的直接更换转子。

　　(2) 对于主动轴与从动轴不对中的情况，要重新找正，参照图纸原始对中曲线，将对中值恢复到合格的范围内。

　　(3) 离心式压缩机永久性转子弯曲时，转子一旦发生弯曲是不可修复的，一般情况下不做修复而是直接更换新的转子。

　　(4) 对于压缩机前后径向轴承瓦间隙过大或瓦块损坏的情况，调整瓦间隙到规定值、瓦块损坏的直接更换处理。对于瓦体内进入异物时，要严格清理整个润滑系统，重点检查处理油过滤器到轴瓦这段的管路部分。

　　(5) 仪表振动探头输送假信号造成离心压缩机振动过大时，检查并处理问题可能出现的各个环节，包括仪表探头、前置器、数据线等。

　　2.4、轴承箱问题处理措施

　　对于一些可能会出现的原因要进行多次的检查，对于轴承箱高速轴联轴器，要反复进行勘测，对于轴承之间的间隙和距离，要及时作出调整。对于轴承箱底的脚螺栓要做出加固，不断将相关设备之间的距离进行调整。定期进行磨片，联轴器的更换，确保它的底座完全贯穿螺杆。如果在检查过程当中没有发现特别明显的问题，就需要在实际调整中进行关注，如在运行过程中，它的时间振动层次不断加大，整个轴向振动，最大只能达到11.5mm/s。

　　2.5、加强设备维修保养力度

　　企业一定要将企业的实际需求和生产进行相结合，对压缩机的设备维修和保养程度进行加强。

　　首先，要对压缩机中不同零部件具备的特点进行充分了解，要将相关的保养工作做到位。而且可以利用现在的技术或者人工作出监测工作，将一些故障，及时进行解决。

　　其次，在日常工作当中，压缩机要定期进行监测，通过文章中提到的三种诊断方式，对可能出现的故障原因进行预测。准确的找到故障存在的位置，并且及时制定对应的措施。这不仅能够将财力物力的消耗进行降低，而且整个工作的实际效率也会得到提升。最后要对相关仪器的安全作出管理，不断的招聘相关专业性的技术人才，对设备进行定期的巡查之外要检查设备保养是否到位？维修状况是否达标。而且可以将实际的管理效果进行优化，将对应设备具备的功能发挥到极致。

　　2.6、异响的原因和处理

　　天然气管道压缩机出现异响是发生频率最高的一种故障问题，首先，工作人员在进行异响排查的时候可以根据导致天然气管道压缩机出现异响的原因进行排查工作。天然气管道压缩机内的活塞和缸盖是导致天然气管道压缩机出现异响最常见的原因，主要是因为天然气管道压缩机内部缝隙过大，导致活塞和缸盖在天然气管道压缩机进行运转的时候相互碰撞，因此针对这一问题，工作人员需要对过大的缝隙进行及时调整，避免活塞和缸盖之间再次发生碰撞出现异响。其次就是活塞杆出现松动也是导致天然气管道压缩机出现异响的主要原因之一，工作人员要定期对活塞杆进行排查，一旦发现活塞杆出现松动，就要将松动的活塞杆螺丝帽进行调整，避免活塞杆再次出现松动。最后就是如果天然气管道压缩机内部进入异物，那么在天然气管道压缩机运转过程中异物和内部结构发生碰撞也会导致天然气管道压缩机出现异响，因此工作人员在进行故障排查的时候一定要对压缩机进行全面清查，避免压缩机内部出现异物，发现异物就要及时清理，从而解决天然气管道压缩机出现异响的问题。

　　3、结语

　　因为压缩机在天然气运输中有着重要地位，在实际管理中应该注重做好相关故障处理工作，降低故障出现的概率，提高机组的利用率，保证输气的高效平稳，满足人们的需求。