乙烯压缩机组转子弯曲故障诊断
董永芳++李阿伟++孙培晓
[摘 要]压气站离心式压缩机是油田输气系统的核心设备。近年来，离心机工艺系统出现异常，运行一直不够平稳，特别是三段出口压力、温度偏高。三段出口压力、温度有较大幅度的攀升。三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa，出口温度由135℃升至146℃，经分析压力、温度异常原因是来气夹带油滴、管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒等杂质因温度、压力的变化，在压缩机流道内积聚结垢，造成流道堵塞。针对存在问题，本文分析了操作异常的原因并且提出了改进对策。
[关键词]油田输气系统；压气站；离心式压缩机；压力；温度；异常；对策
中图分类号：U970 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0017-01
离心式压缩机装置则属于速度型空气压缩机装置的一类分支，其最显著的特性在于空气压缩机运行过程中所产生的主气流是沿径向方向移动的，这也就决定了离心式压缩机在检修与管理过程中的特殊性。某离心压缩机设计的额定输气能力为100×104m3/d。根据生产实际需要与鼓风机厂合作进行改造，改造后的压缩机处理规模为55×104m3/d，改造以来运行基本平稳，正常情况下每年检修一次。但近年来，离心机工艺系统出现异常，运行一直不够平稳，特别是三段出口压力、温度偏高。三段出口压力、温度有较大幅度的攀升。三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa，出口温度由135℃升至146℃，经分析压力、温度异常原因是来气夹带油滴、管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒等杂质因温度、压力的变化，在压缩机流道内积聚结垢，造成流道堵塞。
1 压气站目前的系统工艺流程。伴生气进站后，经低压机增压、高压机增压后进入深冷装置分离出轻质油和液化气后外输。
（见图1）
2 压缩机组操作异常原因
三段出口压力由1.3MPa升至1.55MPa；出口温度由135℃升至146℃。针对这种情况，进行了如下处理：（1）确认压力、温度数值变化的准确性：仪表人员分别两次对压力、温度一次表和压变、温变进行校核，发现温变数据偏高2℃、压变偏高0.02 MPa。均在测量误差范围内。测量各段出口管线壳体温度，发现三段出口温度为130℃（DCS显示温度为145.5℃）；四段出口管线壳体温度为110℃（DCS显示温度为121.6℃），压力、温度的上升趋势应该是真实的。（2）从振动趋势分析：高压机转子吸入端（西侧）X3111、X3112的振动值较试车时，由30？m升至40？m，经常出现X3111、X3112振动值不稳（在36-46？m之间波动），每次大约持续2小时，然后又稳定在38-40？m左右，现X3111，X3112振动值与往年同期相比大幅上升，为往年同期的2-3倍。根据离心机故障诊断系统S8000诊断分析，该处动平衡不良。（3）从工艺流程上分析高压机工作状况：PVC-206回流阀工作良好，未发生泄漏，各分离器工况良好，液位真实、排液良好。各段外部流程无内漏现象。为维持离心机正常运行，压气站暂时采取了降压运行的方案，出口压力控制在2.35～2.4MPa之间，流量控制在15000～15500m3/h之间，机瓦振动、三段出口压力、温度上升趋势得到缓解，参数基本保持稳定。（4） 压缩机三段（高压一段）压力升高的原因分析。根据上述情况分析，离心机三段是中间级，其压力、温度升高而四段出口压力未升高的主要原因是四段流道堵塞，排气不畅。由于流量不变，导致其压力上升，压比增大、温度上升。结垢的原因是来气夹带杂质（管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒、液滴）等因压缩机内温度、压力的变化，在流道内积聚结垢，产生的结垢难以被气流带走，越积累越多所致，根据现场调研，压缩机四段都存在结垢现象，第三段和第四段结垢较严重。根据三月检修的情况看，这种情况很可能已经发生。 压缩机内部结垢的取样分析：对压缩内部的结垢自然干燥后的的样品进行了分析，样品的粒径分布可以看出，粒径分布的峰值在600μm，最大粒径近2000μm。根据《油气集输设计规范》中重力式分离器设计选型的计算公式对目前分离器的分离能力校核，目前的分离器可以分离出粒径大于400μm的液滴和粒径大于200μm的固体颗粒，分离效果是比较差的。因此为保证压缩机的平稳运行，需要提高入口分离器的分离效果。
3 旋风分离器的改造
旋流板式气液分离器的主体为一圆柱形筒体，上部和下部均有一段锥体，在筒体中部放置的锥形旋流板是除液的关键部件。旋流板由许多按一定仰角倾斜的叶片放置一圈，当气流穿过叶片间隙时就成为旋转气流，气流中夹带的液滴在惯性的作用下以一定的仰角射出而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，从而达到气液分离的目的。该类型分离器一般可分离气体中5-75μm直径的液滴。其优点是压力降小，不易堵塞。在油田油气处理中常用的分离器方式有离心（旋流）分离、重力沉降分离，惯性分离，过滤分离。根据工程的实际情况及分离器的适应性、选择旋流分离器和重力分离器较适合本工程，因此选择两种方案进行对比研究。方案一：在现在的立式分离器（DF100）后增加一台多管旋流分离器；方案二：把目前运行的立式分离器（DF100）更换为卧式分离器。通过对分离效果、操作弹性空间、工程投资进行对比，方案一的分离效果好于方案二，且工程总投资低，因此推荐方案一：在现有的立式分离器（DF100）后串联一台旋风分离器，将伴生气中夹带的油污、杂质进行更好的分离，确保离心式压缩机的安全运行。
4 结束语
压气站承担着油田天然气生产、集输及轻烃生产任务，离心式压缩机作为压气站的核心设备，它的运转是否正常直接关系到生产任务的完成与否。近年来，离心机工艺系统出现异常。经分析压力、温度异常的原因是来气夹带油滴、管线内的腐蚀产物、加药剂的颗粒等杂质因温度、压力的变化，在压缩机流道内积聚结垢，造成流道堵塞。未解决这个问题，经过论证，在现有立式分离器后串联一台旋风分离器，将伴生气中夹带的油污、杂质进行更好的分离，确保离心式压缩机的安全运行。
参考文獻
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