【壓縮機(jī)網(wǎng)】［摘 要］：為了滿足LNG接收站冬季夏季外輸量峰谷差較大的工況，BOG增壓壓縮機(jī)已成為多數(shù)LNG接收站處理BOG （Ｂｏｉｌ?ＯｆｆＧａｓ蒸發(fā)氣）的關(guān)鍵設(shè)備，用于把BOG增壓到外輸管網(wǎng)壓力直接外輸，以解決LNG接收站氣化外輸量較小或零外輸工況的BOG處理問題。結(jié)合BOG增壓壓縮機(jī)在唐山LNG接收站的應(yīng)用情況，通過對BOG增壓壓縮機(jī)在投產(chǎn)、運行過程中出現(xiàn)的異常故障進(jìn)行分析，提出了完善設(shè)備可靠性的措施，給增壓壓縮機(jī)的管理及操作維護(hù)人員提供參考。
?。坳P(guān)鍵詞］：BOG增壓壓縮機(jī)；LNG接收站；故障分析；運行維護(hù)；鞏固措施
中圖分類號：ＴＨ４５７ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ
文章編號：１００６－２９７１（２０２１）０６－００５７－０４
?。薄OG增壓壓縮機(jī)建設(shè)理由及設(shè)備概況
由于LNG （液化天然氣）的超低溫特性，LNG接收站在運行期間會有一定量的BOG產(chǎn)生，原因主要包括以下幾點：LNG儲存過程中，儲罐與外界換熱、大氣壓變化、LNG儲罐內(nèi)潛液泵工作產(chǎn)生的熱量；低溫管道（如非卸船工況的卸船總管） 與設(shè)備（如備用的低壓泵、高壓泵） 保冷吸收的熱量；
LNG船接卸時，接卸系統(tǒng)預(yù)冷產(chǎn)生的熱量和LNG進(jìn)入儲罐后的體積置換；槽車裝車時LNG進(jìn)入槽車后的體積置換和熱車預(yù)冷產(chǎn)生的熱量等。BOG的產(chǎn)生會增大LNG儲罐的壓力，一般接收站采用節(jié)能環(huán)保的再冷凝工藝來處理BOG以維持LNG儲罐壓力平衡。再冷凝工藝是利用BOG壓縮機(jī)將蒸發(fā)氣壓縮到某一中間壓力后，與由低壓泵從儲罐送出的LNG在再冷凝器中充分混合，由于LNG加壓后
處于過冷狀態(tài)，可以使BOG再冷凝，冷凝后的LNG經(jīng)高壓泵加壓后氣化外輸。該工藝需要有一定的LNG外輸量作為冷卻劑，適用于有穩(wěn)定外輸?shù)幕刹僮鞯腖NG接收站；對于以調(diào)峰為主的LNG接收站，外輸量峰谷差可高達(dá)７０：１或更高，低谷時氣化外輸量可能低于再冷凝工藝需要的最低LNG外輸量（有時甚至為零），條件允許的接收站可以把壓縮至某一中間壓力的BOG直接外輸給當(dāng)?shù)赜脩魜砥胶夤迚海环駝t，接收站需要通過把BOG放火炬燃燒來維持LNG儲罐壓力的平衡。為適應(yīng)低谷時外輸氣量大幅減小的工況，減少或杜絕BOG放空燃燒，節(jié)約運行成本和減少碳排放，完善接收站工藝設(shè)施，唐山LNG接收站增設(shè)了BOG增壓外輸系統(tǒng)，蒸發(fā)氣在BOG壓縮機(jī)壓縮的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增壓至外輸管網(wǎng)壓力，實現(xiàn)BOG增壓外輸，即直接外輸工藝，滿足了在外輸氣量較低或零氣化外輸工況下接收站的安全平穩(wěn)運行。
唐山LNG接收站BOG增壓壓縮機(jī)采用ＭＷ －６７?６／（７－８５） －Ｘ型固定水冷對稱平衡四列三級無油潤滑活塞往復(fù)式壓縮機(jī)。設(shè)計遵循ＡＰＩ６１８
《石油、化工和氣體工業(yè)用往復(fù)壓縮機(jī)》、ＪＢ／Ｔ９１０５《大型往復(fù)活塞壓縮機(jī)技術(shù)條件》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。增壓壓縮機(jī)采用三級壓縮，四列三級無油潤滑，一級２個氣缸，二級和三級各一個氣缸。氣量調(diào)節(jié)采用無極氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。驅(qū)動機(jī)采用增安型無刷勵磁同步電動機(jī)，額定電壓６０００Ｖ，額定功率３４５０ｋＷ。
?。病≡鰤簤嚎s機(jī)異常故障及處理
常見的往復(fù)壓縮機(jī)故障類型是多方面的。在壓縮機(jī)運行過程中，可能出現(xiàn)諸如氣閥閥片碎裂或彈簧變形與破碎、活塞桿彎曲或斷裂、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重或斷裂、氣缸蓋破裂、曲軸抱死或斷裂、連桿斷裂和變形、連桿螺栓斷裂、燒瓦、電機(jī)線圈燒壞等故障。由于往復(fù)壓縮機(jī)運動件較多，大多數(shù)還是機(jī)械性能故障［１］。唐山LNG接收站增壓壓縮機(jī)于２０１５年６月建設(shè)施工完畢，截止撰文日期，累計運行時間達(dá)到２８３２１ｈ，基本實現(xiàn)了安全平穩(wěn)運行，較好的解決了接收站在氣化外輸量較低和零氣化外輸工況下BOG處理問題。但在投運初期，陸續(xù)出現(xiàn)過一些意外故障，不同于往復(fù)壓縮機(jī)常見故障類型，由于發(fā)現(xiàn)及時、處理措施妥當(dāng)，并未造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失或安全事故，暫且稱為異常故障。
２.１ 關(guān)鍵零部件松動
?。ǎ保嚎s機(jī)一級后列氣缸的活塞桿與十字頭的連接液壓螺母松動。液壓螺母是先進(jìn)的螺栓緊固系統(tǒng)，使用時應(yīng)特別注意打壓環(huán)節(jié)，確保達(dá)到所需壓緊目的。
增壓壓縮機(jī)組試運行期間，員工巡檢時發(fā)現(xiàn)一級后列氣缸的十字頭位置有異常噪聲，及時采取緊急停機(jī)措施，拆開隔離室蓋板，檢查發(fā)現(xiàn)活塞桿與十字頭連接處的液壓螺母松動，并造成活塞桿絲扣有些微偏磨。問題調(diào)查：施工隊伍在施工過程中，液壓螺母打壓時出現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn)現(xiàn)象，但未及時引起重視，導(dǎo)致液壓螺母安裝壓力不足，預(yù)緊力不足，導(dǎo)致在運行過程中發(fā)生松動。原因分析：安裝液壓螺母打壓時出現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn)現(xiàn)象，可能是打壓泵有輕微泄漏，導(dǎo)致壓力穩(wěn)不??；或手動泵右邊的卸荷開關(guān)手柄沒有鎖緊；或?qū)Ψ庞徒宇^上面的放氣帽進(jìn)行放氣不徹底，殘留氣體具有可壓縮性，導(dǎo)致壓力不穩(wěn)。處理方法：拆卸液壓螺母，經(jīng)研磨絲扣處理后不影響繼續(xù)使用，重新嚴(yán)格按照液壓螺母操作規(guī)程進(jìn)行打壓操作，再次投用，此后此類故障未再次出現(xiàn)。
（２）增壓壓縮機(jī)三級活塞頂固定螺栓斷裂。活塞部件由活塞體、活塞桿、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)等構(gòu)成，活塞頂是活塞體的外部端面，承受工作流體的壓力，并與缸蓋、缸壁構(gòu)成壓縮容積，通過活塞的往復(fù)運動壓縮工藝氣體［２］。
增壓壓縮機(jī)運行期間，巡檢時聽到三級氣缸處發(fā)生異響，緊急停車、泄壓、置換、可燃?xì)怏w檢測合格后，拆卸三級氣缸缸蓋，發(fā)現(xiàn)氣缸內(nèi)有２根活塞頂固定螺栓斷裂，活塞頂和氣缸端蓋上均有明顯螺栓撞擊痕跡。原因分析：固定螺栓松動脫出撞擊到缸蓋上發(fā)生斷裂，斷裂的螺栓隨著活塞運動連續(xù)敲打缸蓋，發(fā)出異常聲響，并留下撞擊痕跡。檢查未斷裂的其它螺栓均有不同程度的松動。處理方法：更換損壞的螺栓，并利用扭力扳手按照要求緊固所有活塞頂固定螺栓后，重新投用，設(shè)備運行正常。隨后每運行一個月檢查一次活塞頂螺栓情況，連續(xù)檢查２個月未發(fā)現(xiàn)異常。說明螺栓松動并斷裂并非是由于運行過程的振動造成的，而應(yīng)該是出廠或運輸過程中螺栓未緊固到位或發(fā)生松動，
?。?２ 活塞環(huán)材質(zhì)的問題
增壓壓縮機(jī)運行約一個半月的時間，發(fā)現(xiàn)一級氣缸處有雜音，活塞桿下沉檢測報警，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)一級氣缸的活塞上的活塞環(huán)和支撐環(huán)磨損嚴(yán)重?；钊h(huán)的作用是密封、傳熱?；钊c氣缸之間的相對運動完成氣體吸氣、壓縮與排氣的循環(huán)過程，活塞環(huán)的密封是阻塞密封和節(jié)流密封的組合。支撐環(huán)將活塞包支在氣缸內(nèi)防止活塞與氣缸直接接觸，同時通過活塞環(huán)與支撐環(huán)將活塞的熱量傳遞給氣缸再經(jīng)循環(huán)冷卻水帶走［３］。
活塞環(huán)磨損過快，若不及時處理將導(dǎo)致壓縮機(jī)排量不足，效率降低、能耗增大，同時還可能導(dǎo)致活塞直接與氣缸摩擦，造成氣缸和活塞體的損壞［４］。所以往復(fù)壓縮機(jī)日常運行中應(yīng)加強(qiáng)對活塞環(huán)使用情況的關(guān)注，運行人員每２ｈ巡檢一次，投用
初期每１個月停車檢查一次，一年后每２個月停車檢查一次，如發(fā)現(xiàn)溫度上升、壓力降低、活塞桿下沉檢測有明顯變化等現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行綜合分析，必要時應(yīng)停機(jī)對其檢查。針對活塞環(huán)磨損較快的故障現(xiàn)象，通過排除法分別對活塞環(huán)的產(chǎn)品質(zhì)量、安裝質(zhì)量，以及氣缸溫度、氣體雜質(zhì)、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)情況等因素進(jìn)行分析，確定為活塞環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量問題?；钊h(huán)要求表面硬度高，耐壓變形小，具有自潤滑性并且耐磨，導(dǎo)熱系數(shù)和摩擦因數(shù)較大，使用壽命長。本項目由于較多考慮了極限設(shè)計溫度（－３６.７℃）因素，而導(dǎo)致添加填料配比失當(dāng)，從而導(dǎo)致磨損較快。實際壓縮機(jī)入口氣體溫度通常在－１０℃到１５℃之間，廠家據(jù)此重新調(diào)整配方，加工適合實際操作工況的的活塞環(huán)，現(xiàn)場更換后，活塞環(huán)的使用壽命提高到半年以上。
?。?３ 冷卻水系統(tǒng)的故障及隱患
密封圈壓偏。壓縮機(jī)運行時，巡檢發(fā)現(xiàn)冷卻水高位水箱有氣泡出現(xiàn)，隨即停機(jī)吹掃對氣缸冷卻水密封圈進(jìn)行拆開檢查，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)一級后列氣缸冷卻水密封圈壓偏導(dǎo)致氣體泄漏。更換新的密封圈并正確安裝后，問題得到解決。
碳鋼材質(zhì)銹蝕嚴(yán)重。冷卻水系統(tǒng)存在的另一個問題是，由于管道材質(zhì)使用了碳鋼材料，導(dǎo)致冷卻水在管道內(nèi)銹蝕而產(chǎn)生銹渣，循環(huán)進(jìn)入風(fēng)冷式換熱器，該換熱器采用了全焊式鋁制板式結(jié)構(gòu)，流通通徑小，容易堵塞而增大壓阻，造成冷卻水循環(huán)壓力
不足的情況，同時銹蝕對鋁制換熱器的腐蝕也很嚴(yán)重。隨后改使用低濃度氯離子的防凍液并更換了新的換熱器，腐蝕情況得到控制。
２.４ 振動較大隱患多
壓縮機(jī)振動大而出現(xiàn)的問題的情況較多，所幸巡檢發(fā)現(xiàn)及時，處理措施得當(dāng)，沒有造成重大損失。其中影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全的主要有：一級入口緩沖罐進(jìn)氣端管道的一根固定螺栓被拉斷，發(fā)現(xiàn)后進(jìn)行更換螺栓并緊固處理；一級氣缸支腿鋼板出現(xiàn)裂紋，停機(jī)后對其進(jìn)行了補(bǔ)焊；出現(xiàn)與介質(zhì)泄露相關(guān)的有：一級入口緩沖罐與氣缸連接短節(jié)下端發(fā)現(xiàn)裂紋，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后停機(jī)拆下短節(jié)，增加加強(qiáng)筋后回裝；一級入口緩沖罐和氣缸的連接短節(jié)上端法蘭接口處發(fā)現(xiàn)裂紋，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后停機(jī)采取補(bǔ)強(qiáng)焊接處理裂紋；二級和三級入口緩沖罐上的壓力表根閥后引壓管焊口處震裂出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，經(jīng)研究后，將壓力表的緩沖罐側(cè)面水平折垂直的安裝方式改變?yōu)轫敳看怪卑惭b方式，問題得到解決。
往復(fù)壓縮機(jī)產(chǎn)生的脈動氣流，流經(jīng)彎頭、閥門、變徑管等部位時將產(chǎn)生隨時間周期性變化的激振力，該激振力將觸發(fā)管系的機(jī)械振動響應(yīng)，因此通常認(rèn)為氣流脈動是管道在非機(jī)械外力作用下的內(nèi)因［５］。往復(fù)壓縮機(jī)產(chǎn)生的管道振動是多因素共同作用下產(chǎn)生的表觀現(xiàn)象。消振措施主要從減少氣流脈動和減少管道對振動的放大作用兩方面采取措施：（１）增加限流孔板，消減氣流脈動的影響。氣流脈動是造成管道振動的內(nèi)因，根據(jù)機(jī)組脈動分析報告，在管道或壓縮機(jī)緩沖罐入口安裝限流孔板，以消減氣流脈動的影響；（２） 增加防振管托或支架，以降低脈動氣流對管系的影響。
?。场〗Y(jié)語
BOG增壓壓縮機(jī)在接收站的應(yīng)用，雖然過程中出現(xiàn)了一些異常情況，但在運行操作人員、檢維修人員及廠家技術(shù)人員的共同努力下，保證了壓縮機(jī)的安全運行，滿足了LNG接收站BOG再增壓外輸?shù)男枨?。為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的要求，提高設(shè)備可靠性，滿足設(shè)備長周期平穩(wěn)運行，按照設(shè)備完整性管理需求，需要從設(shè)計、施工、運行、維護(hù)等環(huán)節(jié)共同發(fā)力：
?。ǎ保C(jī)組振動大造成壓縮機(jī)組及其配套管線問題出現(xiàn)較多，需要供貨商認(rèn)真做好壓縮機(jī)組整個撬體的脈動分析工作，在設(shè)計時采取有效措施減小振動。
?。ǎ玻┰O(shè)備在法蘭連接或管線焊接時堅決杜絕強(qiáng)拉硬拽，避免應(yīng)力集中，也是減少機(jī)組振動產(chǎn)生的關(guān)鍵。
?。ǎ常┰O(shè)計時需根據(jù)增壓壓縮機(jī)實際操作工況正確選擇活塞環(huán)與支撐環(huán)的材質(zhì)。
（４）為防止管材腐蝕，建議冷卻水系統(tǒng)全部采用不銹鋼材質(zhì)，同時用戶要注意冷卻水的含氯量，嚴(yán)格控制在廠家要求的范圍內(nèi)。
?。ǎ担┩队们罢J(rèn)真做好壓縮機(jī)機(jī)械運轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作。包括但不限于檢查機(jī)身、氣缸內(nèi)的清潔度；檢查各連接部件，保證螺栓擰緊牢固并鎖緊，避免出現(xiàn)密封墊圈壓偏、固定螺栓松動、液壓螺母打壓不足等人為失誤造成設(shè)備故障的發(fā)生。
?。ǎ叮┘?xì)化BOG增壓壓縮機(jī)巡檢內(nèi)容，加強(qiáng)巡檢力度，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患并處理。
?。ǎ罚┚?xì)操作，減少操作引起的異常振動。在設(shè)備運行期間，根據(jù)不同負(fù)荷工況，采取級間負(fù)荷合理匹配，配合對潤滑油系統(tǒng)和冷卻風(fēng)扇運行方式的控制，可以適當(dāng)減小機(jī)體振動。
?。ǎ福┒ㄆ谕C(jī)對壓縮機(jī)進(jìn)行針對性檢查保養(yǎng)，主要包括活塞間隙、活塞桿沉降、螺栓緊固程度、活塞環(huán)支撐環(huán)磨損情況、氮封完好情況等，能有效地避免大部分故障的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
?。郏保荨】椎卤颍鶑?fù)式壓縮機(jī)的維修方法及技巧［Ｎ］．山西青年報，２０１５．
［２］ 鄭喜忠．活塞式壓縮機(jī)活塞環(huán)過快磨損的分析及解決辦法［Ｊ］．低溫與特氣，２０１１，（２９－４）：２１－２３．
?。郏常荨?，李強(qiáng)．ＣＮＧ加氣母站往復(fù)式壓縮機(jī)活塞環(huán)磨損過快故障案例分析［Ｊ］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，２０１２，（３１－０１）：１２３－１２４．
［４］ 費文普．往復(fù)式壓縮機(jī)工藝管道振動分析及消減措施［Ｊ］．化機(jī)與設(shè)備，２０２０，（５）（１６１）．
作者簡介：尹瞳，女，助理工程師，本科，現(xiàn)于中石油京唐液化天然氣有限公司檢維修中心從事技術(shù)管理工作。
?。牛恚幔椋欤海椋睿瘢椋睿纾洌幔睿纾溃穑澹簦颍铮悖瑁椋睿幔悖铮恚悖?/p>
尹 瞳
?。ㄖ惺途┨埔夯烊粴庥邢薰?，河北唐山０６３０００）
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［３］ 劉濤，李強(qiáng)．ＣＮＧ加氣母站往復(fù)式壓縮機(jī)活塞環(huán)磨損過快故障案例分析［Ｊ］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，２０１２，（３１－０１）：１２３－１２４．
?。郏矗荨≠M文普．往復(fù)式壓縮機(jī)工藝管道振動分析及消減措施［Ｊ］．化機(jī)與設(shè)備，２０２０，（５）（１６１）．
作者簡介：尹瞳，女，助理工程師，本科，現(xiàn)于中石油京唐液化天然氣有限公司檢維修中心從事技術(shù)管理工作。
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【壓縮機(jī)網(wǎng)】［摘 要］：為了滿足LNG接收站冬季夏季外輸量峰谷差較大的工況，BOG增壓壓縮機(jī)已成為多數(shù)LNG接收站處理BOG （Ｂｏｉｌ?ＯｆｆＧａｓ蒸發(fā)氣）的關(guān)鍵設(shè)備，用于把BOG增壓到外輸管網(wǎng)壓力直接外輸，以解決LNG接收站氣化外輸量較小或零外輸工況的BOG處理問題。結(jié)合BOG增壓壓縮機(jī)在唐山LNG接收站的應(yīng)用情況，通過對BOG增壓壓縮機(jī)在投產(chǎn)、運行過程中出現(xiàn)的異常故障進(jìn)行分析，提出了完善設(shè)備可靠性的措施，給增壓壓縮機(jī)的管理及操作維護(hù)人員提供參考。
?。坳P(guān)鍵詞］：BOG增壓壓縮機(jī)；LNG接收站；故障分析；運行維護(hù)；鞏固措施
中圖分類號：ＴＨ４５７ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ
文章編號：１００６－２９７１（２０２１）０６－００５７－０４
?。薄OG增壓壓縮機(jī)建設(shè)理由及設(shè)備概況
由于LNG （液化天然氣）的超低溫特性，LNG接收站在運行期間會有一定量的BOG產(chǎn)生，原因主要包括以下幾點：LNG儲存過程中，儲罐與外界換熱、大氣壓變化、LNG儲罐內(nèi)潛液泵工作產(chǎn)生的熱量；低溫管道（如非卸船工況的卸船總管） 與設(shè)備（如備用的低壓泵、高壓泵） 保冷吸收的熱量；
LNG船接卸時，接卸系統(tǒng)預(yù)冷產(chǎn)生的熱量和LNG進(jìn)入儲罐后的體積置換；槽車裝車時LNG進(jìn)入槽車后的體積置換和熱車預(yù)冷產(chǎn)生的熱量等。BOG的產(chǎn)生會增大LNG儲罐的壓力，一般接收站采用節(jié)能環(huán)保的再冷凝工藝來處理BOG以維持LNG儲罐壓力平衡。再冷凝工藝是利用BOG壓縮機(jī)將蒸發(fā)氣壓縮到某一中間壓力后，與由低壓泵從儲罐送出的LNG在再冷凝器中充分混合，由于LNG加壓后
處于過冷狀態(tài)，可以使BOG再冷凝，冷凝后的LNG經(jīng)高壓泵加壓后氣化外輸。該工藝需要有一定的LNG外輸量作為冷卻劑，適用于有穩(wěn)定外輸?shù)幕刹僮鞯腖NG接收站；對于以調(diào)峰為主的LNG接收站，外輸量峰谷差可高達(dá)７０：１或更高，低谷時氣化外輸量可能低于再冷凝工藝需要的最低LNG外輸量（有時甚至為零），條件允許的接收站可以把壓縮至某一中間壓力的BOG直接外輸給當(dāng)?shù)赜脩魜砥胶夤迚海环駝t，接收站需要通過把BOG放火炬燃燒來維持LNG儲罐壓力的平衡。為適應(yīng)低谷時外輸氣量大幅減小的工況，減少或杜絕BOG放空燃燒，節(jié)約運行成本和減少碳排放，完善接收站工藝設(shè)施，唐山LNG接收站增設(shè)了BOG增壓外輸系統(tǒng)，蒸發(fā)氣在BOG壓縮機(jī)壓縮的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增壓至外輸管網(wǎng)壓力，實現(xiàn)BOG增壓外輸，即直接外輸工藝，滿足了在外輸氣量較低或零氣化外輸工況下接收站的安全平穩(wěn)運行。
唐山LNG接收站BOG增壓壓縮機(jī)采用ＭＷ －６７?６／（７－８５） －Ｘ型固定水冷對稱平衡四列三級無油潤滑活塞往復(fù)式壓縮機(jī)。設(shè)計遵循ＡＰＩ６１８
《石油、化工和氣體工業(yè)用往復(fù)壓縮機(jī)》、ＪＢ／Ｔ９１０５《大型往復(fù)活塞壓縮機(jī)技術(shù)條件》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。增壓壓縮機(jī)采用三級壓縮，四列三級無油潤滑，一級２個氣缸，二級和三級各一個氣缸。氣量調(diào)節(jié)采用無極氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。驅(qū)動機(jī)采用增安型無刷勵磁同步電動機(jī)，額定電壓６０００Ｖ，額定功率３４５０ｋＷ。
?。病≡鰤簤嚎s機(jī)異常故障及處理
常見的往復(fù)壓縮機(jī)故障類型是多方面的。在壓縮機(jī)運行過程中，可能出現(xiàn)諸如氣閥閥片碎裂或彈簧變形與破碎、活塞桿彎曲或斷裂、活塞環(huán)磨損嚴(yán)重或斷裂、氣缸蓋破裂、曲軸抱死或斷裂、連桿斷裂和變形、連桿螺栓斷裂、燒瓦、電機(jī)線圈燒壞等故障。由于往復(fù)壓縮機(jī)運動件較多，大多數(shù)還是機(jī)械性能故障［１］。唐山LNG接收站增壓壓縮機(jī)于２０１５年６月建設(shè)施工完畢，截止撰文日期，累計運行時間達(dá)到２８３２１ｈ，基本實現(xiàn)了安全平穩(wěn)運行，較好的解決了接收站在氣化外輸量較低和零氣化外輸工況下BOG處理問題。但在投運初期，陸續(xù)出現(xiàn)過一些意外故障，不同于往復(fù)壓縮機(jī)常見故障類型，由于發(fā)現(xiàn)及時、處理措施妥當(dāng)，并未造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失或安全事故，暫且稱為異常故障。
２.１ 關(guān)鍵零部件松動
?。ǎ保嚎s機(jī)一級后列氣缸的活塞桿與十字頭的連接液壓螺母松動。液壓螺母是先進(jìn)的螺栓緊固系統(tǒng)，使用時應(yīng)特別注意打壓環(huán)節(jié)，確保達(dá)到所需壓緊目的。
增壓壓縮機(jī)組試運行期間，員工巡檢時發(fā)現(xiàn)一級后列氣缸的十字頭位置有異常噪聲，及時采取緊急停機(jī)措施，拆開隔離室蓋板，檢查發(fā)現(xiàn)活塞桿與十字頭連接處的液壓螺母松動，并造成活塞桿絲扣有些微偏磨。問題調(diào)查：施工隊伍在施工過程中，液壓螺母打壓時出現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn)現(xiàn)象，但未及時引起重視，導(dǎo)致液壓螺母安裝壓力不足，預(yù)緊力不足，導(dǎo)致在運行過程中發(fā)生松動。原因分析：安裝液壓螺母打壓時出現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn)現(xiàn)象，可能是打壓泵有輕微泄漏，導(dǎo)致壓力穩(wěn)不??；或手動泵右邊的卸荷開關(guān)手柄沒有鎖緊；或?qū)Ψ庞徒宇^上面的放氣帽進(jìn)行放氣不徹底，殘留氣體具有可壓縮性，導(dǎo)致壓力不穩(wěn)。處理方法：拆卸液壓螺母，經(jīng)研磨絲扣處理后不影響繼續(xù)使用，重新嚴(yán)格按照液壓螺母操作規(guī)程進(jìn)行打壓操作，再次投用，此后此類故障未再次出現(xiàn)。
（２）增壓壓縮機(jī)三級活塞頂固定螺栓斷裂。活塞部件由活塞體、活塞桿、活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)等構(gòu)成，活塞頂是活塞體的外部端面，承受工作流體的壓力，并與缸蓋、缸壁構(gòu)成壓縮容積，通過活塞的往復(fù)運動壓縮工藝氣體［２］。
增壓壓縮機(jī)運行期間，巡檢時聽到三級氣缸處發(fā)生異響，緊急停車、泄壓、置換、可燃?xì)怏w檢測合格后，拆卸三級氣缸缸蓋，發(fā)現(xiàn)氣缸內(nèi)有２根活塞頂固定螺栓斷裂，活塞頂和氣缸端蓋上均有明顯螺栓撞擊痕跡。原因分析：固定螺栓松動脫出撞擊到缸蓋上發(fā)生斷裂，斷裂的螺栓隨著活塞運動連續(xù)敲打缸蓋，發(fā)出異常聲響，并留下撞擊痕跡。檢查未斷裂的其它螺栓均有不同程度的松動。處理方法：更換損壞的螺栓，并利用扭力扳手按照要求緊固所有活塞頂固定螺栓后，重新投用，設(shè)備運行正常。隨后每運行一個月檢查一次活塞頂螺栓情況，連續(xù)檢查２個月未發(fā)現(xiàn)異常。說明螺栓松動并斷裂并非是由于運行過程的振動造成的，而應(yīng)該是出廠或運輸過程中螺栓未緊固到位或發(fā)生松動，
?。?２ 活塞環(huán)材質(zhì)的問題
增壓壓縮機(jī)運行約一個半月的時間，發(fā)現(xiàn)一級氣缸處有雜音，活塞桿下沉檢測報警，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)一級氣缸的活塞上的活塞環(huán)和支撐環(huán)磨損嚴(yán)重?；钊h(huán)的作用是密封、傳熱?；钊c氣缸之間的相對運動完成氣體吸氣、壓縮與排氣的循環(huán)過程，活塞環(huán)的密封是阻塞密封和節(jié)流密封的組合。支撐環(huán)將活塞包支在氣缸內(nèi)防止活塞與氣缸直接接觸，同時通過活塞環(huán)與支撐環(huán)將活塞的熱量傳遞給氣缸再經(jīng)循環(huán)冷卻水帶走［３］。
活塞環(huán)磨損過快，若不及時處理將導(dǎo)致壓縮機(jī)排量不足，效率降低、能耗增大，同時還可能導(dǎo)致活塞直接與氣缸摩擦，造成氣缸和活塞體的損壞［４］。所以往復(fù)壓縮機(jī)日常運行中應(yīng)加強(qiáng)對活塞環(huán)使用情況的關(guān)注，運行人員每２ｈ巡檢一次，投用
初期每１個月停車檢查一次，一年后每２個月停車檢查一次，如發(fā)現(xiàn)溫度上升、壓力降低、活塞桿下沉檢測有明顯變化等現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行綜合分析，必要時應(yīng)停機(jī)對其檢查。針對活塞環(huán)磨損較快的故障現(xiàn)象，通過排除法分別對活塞環(huán)的產(chǎn)品質(zhì)量、安裝質(zhì)量，以及氣缸溫度、氣體雜質(zhì)、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)情況等因素進(jìn)行分析，確定為活塞環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量問題?；钊h(huán)要求表面硬度高，耐壓變形小，具有自潤滑性并且耐磨，導(dǎo)熱系數(shù)和摩擦因數(shù)較大，使用壽命長。本項目由于較多考慮了極限設(shè)計溫度（－３６.７℃）因素，而導(dǎo)致添加填料配比失當(dāng)，從而導(dǎo)致磨損較快。實際壓縮機(jī)入口氣體溫度通常在－１０℃到１５℃之間，廠家據(jù)此重新調(diào)整配方，加工適合實際操作工況的的活塞環(huán)，現(xiàn)場更換后，活塞環(huán)的使用壽命提高到半年以上。
?。?３ 冷卻水系統(tǒng)的故障及隱患
密封圈壓偏。壓縮機(jī)運行時，巡檢發(fā)現(xiàn)冷卻水高位水箱有氣泡出現(xiàn)，隨即停機(jī)吹掃對氣缸冷卻水密封圈進(jìn)行拆開檢查，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)一級后列氣缸冷卻水密封圈壓偏導(dǎo)致氣體泄漏。更換新的密封圈并正確安裝后，問題得到解決。
碳鋼材質(zhì)銹蝕嚴(yán)重。冷卻水系統(tǒng)存在的另一個問題是，由于管道材質(zhì)使用了碳鋼材料，導(dǎo)致冷卻水在管道內(nèi)銹蝕而產(chǎn)生銹渣，循環(huán)進(jìn)入風(fēng)冷式換熱器，該換熱器采用了全焊式鋁制板式結(jié)構(gòu)，流通通徑小，容易堵塞而增大壓阻，造成冷卻水循環(huán)壓力
不足的情況，同時銹蝕對鋁制換熱器的腐蝕也很嚴(yán)重。隨后改使用低濃度氯離子的防凍液并更換了新的換熱器，腐蝕情況得到控制。
２.４ 振動較大隱患多
壓縮機(jī)振動大而出現(xiàn)的問題的情況較多，所幸巡檢發(fā)現(xiàn)及時，處理措施得當(dāng)，沒有造成重大損失。其中影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全的主要有：一級入口緩沖罐進(jìn)氣端管道的一根固定螺栓被拉斷，發(fā)現(xiàn)后進(jìn)行更換螺栓并緊固處理；一級氣缸支腿鋼板出現(xiàn)裂紋，停機(jī)后對其進(jìn)行了補(bǔ)焊；出現(xiàn)與介質(zhì)泄露相關(guān)的有：一級入口緩沖罐與氣缸連接短節(jié)下端發(fā)現(xiàn)裂紋，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后停機(jī)拆下短節(jié)，增加加強(qiáng)筋后回裝；一級入口緩沖罐和氣缸的連接短節(jié)上端法蘭接口處發(fā)現(xiàn)裂紋，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后停機(jī)采取補(bǔ)強(qiáng)焊接處理裂紋；二級和三級入口緩沖罐上的壓力表根閥后引壓管焊口處震裂出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，經(jīng)研究后，將壓力表的緩沖罐側(cè)面水平折垂直的安裝方式改變?yōu)轫敳看怪卑惭b方式，問題得到解決。
往復(fù)壓縮機(jī)產(chǎn)生的脈動氣流，流經(jīng)彎頭、閥門、變徑管等部位時將產(chǎn)生隨時間周期性變化的激振力，該激振力將觸發(fā)管系的機(jī)械振動響應(yīng)，因此通常認(rèn)為氣流脈動是管道在非機(jī)械外力作用下的內(nèi)因［５］。往復(fù)壓縮機(jī)產(chǎn)生的管道振動是多因素共同作用下產(chǎn)生的表觀現(xiàn)象。消振措施主要從減少氣流脈動和減少管道對振動的放大作用兩方面采取措施：（１）增加限流孔板，消減氣流脈動的影響。氣流脈動是造成管道振動的內(nèi)因，根據(jù)機(jī)組脈動分析報告，在管道或壓縮機(jī)緩沖罐入口安裝限流孔板，以消減氣流脈動的影響；（２） 增加防振管托或支架，以降低脈動氣流對管系的影響。
?。场〗Y(jié)語
BOG增壓壓縮機(jī)在接收站的應(yīng)用，雖然過程中出現(xiàn)了一些異常情況，但在運行操作人員、檢維修人員及廠家技術(shù)人員的共同努力下，保證了壓縮機(jī)的安全運行，滿足了LNG接收站BOG再增壓外輸?shù)男枨?。為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的要求，提高設(shè)備可靠性，滿足設(shè)備長周期平穩(wěn)運行，按照設(shè)備完整性管理需求，需要從設(shè)計、施工、運行、維護(hù)等環(huán)節(jié)共同發(fā)力：
?。ǎ保C(jī)組振動大造成壓縮機(jī)組及其配套管線問題出現(xiàn)較多，需要供貨商認(rèn)真做好壓縮機(jī)組整個撬體的脈動分析工作，在設(shè)計時采取有效措施減小振動。
?。ǎ玻┰O(shè)備在法蘭連接或管線焊接時堅決杜絕強(qiáng)拉硬拽，避免應(yīng)力集中，也是減少機(jī)組振動產(chǎn)生的關(guān)鍵。
?。ǎ常┰O(shè)計時需根據(jù)增壓壓縮機(jī)實際操作工況正確選擇活塞環(huán)與支撐環(huán)的材質(zhì)。
（４）為防止管材腐蝕，建議冷卻水系統(tǒng)全部采用不銹鋼材質(zhì)，同時用戶要注意冷卻水的含氯量，嚴(yán)格控制在廠家要求的范圍內(nèi)。
?。ǎ担┩队们罢J(rèn)真做好壓縮機(jī)機(jī)械運轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作。包括但不限于檢查機(jī)身、氣缸內(nèi)的清潔度；檢查各連接部件，保證螺栓擰緊牢固并鎖緊，避免出現(xiàn)密封墊圈壓偏、固定螺栓松動、液壓螺母打壓不足等人為失誤造成設(shè)備故障的發(fā)生。
?。ǎ叮┘?xì)化BOG增壓壓縮機(jī)巡檢內(nèi)容，加強(qiáng)巡檢力度，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患并處理。
?。ǎ罚┚?xì)操作，減少操作引起的異常振動。在設(shè)備運行期間，根據(jù)不同負(fù)荷工況，采取級間負(fù)荷合理匹配，配合對潤滑油系統(tǒng)和冷卻風(fēng)扇運行方式的控制，可以適當(dāng)減小機(jī)體振動。
?。ǎ福┒ㄆ谕C(jī)對壓縮機(jī)進(jìn)行針對性檢查保養(yǎng)，主要包括活塞間隙、活塞桿沉降、螺栓緊固程度、活塞環(huán)支撐環(huán)磨損情況、氮封完好情況等，能有效地避免大部分故障的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
?。郏保荨】椎卤颍鶑?fù)式壓縮機(jī)的維修方法及技巧［Ｎ］．山西青年報，２０１５．
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?。郏常荨?，李強(qiáng)．ＣＮＧ加氣母站往復(fù)式壓縮機(jī)活塞環(huán)磨損過快故障案例分析［Ｊ］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，２０１２，（３１－０１）：１２３－１２４．
［４］ 費文普．往復(fù)式壓縮機(jī)工藝管道振動分析及消減措施［Ｊ］．化機(jī)與設(shè)備，２０２０，（５）（１６１）．
作者簡介：尹瞳，女，助理工程師，本科，現(xiàn)于中石油京唐液化天然氣有限公司檢維修中心從事技術(shù)管理工作。
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尹 瞳
?。ㄖ惺途┨埔夯烊粴庥邢薰?，河北唐山０６３０００）
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［３］ 劉濤，李強(qiáng)．ＣＮＧ加氣母站往復(fù)式壓縮機(jī)活塞環(huán)磨損過快故障案例分析［Ｊ］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)，２０１２，（３１－０１）：１２３－１２４．
?。郏矗荨≠M文普．往復(fù)式壓縮機(jī)工藝管道振動分析及消減措施［Ｊ］．化機(jī)與設(shè)備，２０２０，（５）（１６１）．
作者簡介：尹瞳，女，助理工程師，本科，現(xiàn)于中石油京唐液化天然氣有限公司檢維修中心從事技術(shù)管理工作。
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