新投产4CFA往复压缩机的结构特点与管理经验

胡少华

（中石化西北油田分公司特种工程管理中心，新疆轮台841600）

新投产4CFA往复压缩机的结构特点与管理经验

胡少华

（中石化西北油田分公司特种工程管理中心，新疆轮台841600）

介绍了4CFA往复压缩机的主要技术参数，分析4CFA系列压缩机的结构特点，总结了该压缩机新投产后的一系列管理经验，为后期新用户的管理提供参考。

往复压缩机；4CFA；结构特点；管理经验

1　引言

塔河油田现有成都压缩机厂生产的4CFA系列氮气压缩机2台，该压缩机于2014年3月正式投产使用，随着塔河油田的日益发展，大型设备的完好率将直接影响到油田正常生产，通过该压缩机接近半年的运行，笔者总结了一系列该压缩机现场管理方面的经验与压缩机管理人员相互交流学习，以共同提高压缩机管理水平。

2　4CFA压缩机主要技术参数

4CFA系列压缩机为对称平衡型活塞压缩机，主要由曲轴箱、中体、气缸、气阀、连杆、十字头、活塞、冷却系统及润滑系统组成。该压缩机采用移动撬装式设计，体积小便于移动与安装，其工作介质为氮气（纯度大于95%），4列6缸4级压缩。压缩机及压缩缸主要技术参数详见表1和表2。

表1　压缩机主要技术参数

3　4CFA往复压缩机的结构特点

4CFA往复压缩机是国内首台高速高压大排量压缩机组，与其他国内往复压缩机相比其主要区别在于活塞的结构，气缸的工作和冷却方式及气阀的结构布置方面，具体差异详见表3。

表2　压缩缸主要技术参数

3.1活塞杆的结构及特点

4CFA往复压缩机将传统的活塞杆和活塞采用一体锻造，材质为38CrMoAl，具有较高耐磨性和疲劳强度，结构简单、便于安装与拆卸，重量小，且各级活塞的活塞环及支撑环的数量也根据需要进行了调整。

3.2压缩缸的结构及冷却方式

4CFA往复压缩机压缩缸为自然冷却设计，具有较宽的气道，气流稳定效率高，工作表面经硬化处理，具有较好的耐磨性。Φ120和Φ85压缩缸组件结构与布置同国内其他往复压缩机大致相同，其Φ75～ Φ36压缩缸组件则为一体化设计，数量为2个，分布于曲轴的另一侧，位于同一侧两个的Φ75（Φ36）压缩缸组件公用一个3级（4级）进气缓冲罐，同时2个 Φ75压缩缸组件公用一个3级排气缓冲罐，而Φ36压缩缸组件则分别配置了2个串联球形排气缓冲罐。4CFA压缩机气缸组件结构图详见图1～3。

图1　4CFA压缩机Φ120压缩缸结构图

图2　4CFA压缩机Φ85压缩缸结构图

表3　4CFA系列往复式压缩机结构差异

图3　4CFA压缩机Φ75～Φ36压缩缸结构图

3.3气阀结构及布置

4CFA往复压缩机根据其排气量设置与之适应的气阀数，气阀均为网状阀，随着压缩机吸、排气进行有规律的开启和关闭，其中Φ120、Φ85及Φ75压缩缸气阀分布于气缸两侧，均为进、排气阀相互独立，而Φ36压缩缸气阀则为进、排气组合阀，且位于活塞轴向端。

3.4压缩机冷却系统

4CFA往复压缩机的冷却方式采用冷却液循环冷却及空冷，循环液冷却是一个由水泵、膨胀水箱、节温器及水管路组成的一个封闭密封系统，水箱上部安装有膨胀水箱，可向系统内加冷却液，也可由此向外排放系统产生的水蒸气主要为压缩机的油冷器及填料冷却；空冷器由一级、二级、三级、四级冷却管束箱、循环液管束箱等部件组成，用以冷却压缩的气体和循环冷却液，冷却管束采用列管式，外缠绕铝翘片，热交换面积大，冷却效率高，风量可以通过手动百叶窗进行调节，以控制排气温度。

4　4CFA往复压缩机管理经验

4.1积极开展压缩机动态监测

4CFA往复压缩机通过各种检测元件实时监控压缩机各项参数，其中9个压力监控点，11个温度监控点，一个注油器无流量监控点，4个液位监控点，一个油位监测点，一个低水位监测点，3个振动监测点。各监测点均设置有报警值和停机值以实现压缩机自我保护功能，但只停留在直接测量数据分析、人工经验及统计等被动保护阶段，这些信息往往依靠人工经验推理判断，具有不确定因素，并以概率的方式出现，不能准确诊断故障，还需要采取一些专用的仪器及技术手段对压缩机的运行状态进行定期监测，例如红外线测温仪，便携式测振仪，听诊棒等对气阀、气缸温度及声音，重要部件的振动进行额外的监测。对于新投产压缩机管理人员应制定合理的动态监测计划，定期分析各参数变化规律，为压缩机的预期保养提供理论基础；同时在条件允许的情况下还可引进先进的设备状态检测系统，通过红外线、超声波、振动传感、压力传感相结合等技术，在现有监测参数的基础上，通过先进的设备诊断方法，充分利用各部件振动、噪声等监测曲轴、连杆、十字头、活塞、气阀等重要部件的技术状态。

4.2压缩机油水润滑管理

往复压缩机广泛采用压力强制润滑，通过注油器或润滑油泵为润滑油路提供正压对压缩机大型运动部件摩擦副（主轴瓦、连杆瓦、十字头衬套等）及高压部件（气缸及填料等）进行润滑，其特点是润滑充分，能降低摩擦副表面的温度并清除附着在其表面的金属磨粒。

首先，新投产使用的压缩机应按照其操作手册要求使用规定或者同等润滑油，在不确定油品类型时应与压缩机生产厂家联系，核实油品的型号，同时在新油品到货后应及时进行检验，确保油品质量合格，加注或者更换油品时应保证前后2种油品相同，加注或更换的是同等油品需对压缩机润滑系统清理干净，防止因使用油品不当、劣质及参混导致重大事故的发生。

其次，压缩机在预润滑和运行中一定要保证润滑油压力、温度和液位在规定范围内，润滑不足则会加速各摩擦副的磨损，而润滑过度容易引起压缩机气道及气阀积碳过多，使填料箱产生液压效应造成填料漏气等。

再次，应积极开展油液分析，润滑油的衰败长度会随着压缩机性能参数变化而变化，磨损微粒也会呈现出不同的特征，通过分析润滑油中颗粒的形状大小、数量及分布状态，评价设备的磨损状态，预测其发展趋势。

4.3压缩机维护保养管理

压缩机的维护保养主要分为常规保养、预防保养及事后维修3种，常规保养主要是依据压缩机操作手册对压缩机进行定期维护保养，是压缩机维护保养工作的基础，预防保养是建立在人工经验，动态监测及油液分析的基础上而制定的预防性保养，事后维修是压缩机故障后的恢复性维修。

新压缩机一般采取定期保养、结合预防保养、尽量减少事后维修的方式进行，应根据实际生产情况制定切实有效的定期保养规程，并按时保养到位；其次充分利用状态监测及油液分析开展预防保养，通过定期维护保养与预防保养相结合，减少恢复性维修，达到压缩机维护保养及时、有效的目的，最后在保养作业完成后应认真做好保养记录，交接班时应对压缩机保养内容及存在的问题交接清楚，便于接班人员了解压缩机的技术状况。

4.4压缩机备品、备件及工具管理

备品、备件管理是压缩机日常管理的重要组成部分。建立健全的压缩机备品、备件管理，主要包括落实备品、备件的规格型号、单台压缩机使用数量，制定合理的储备数额，需求计划的上报，物资到货验收及存储等。由于往复压缩机配件生产周期长，且不可替代性，故压缩机管理人员在新压缩机投产使用后，应及时与上级物资管理部门沟通，并有预见性提前上报需求计划，确保备品、备件供应渠道通畅，备品、备件到货后应组织相关专业人员进行检验，确保合格后方能接收，并按照备品、备件的要求正确存储，避免因不合格或存储不当造成损坏，同时要建立备品、备件消耗台账，摸清其消耗规律，为合理制定需求计划提供基础。

压缩机组备品、备件及随机工具专用工具应以场站就近原则储备，并指定专人定点保管，专用工具严禁借作他用或未按规定使用，避免其人为损坏，同时应按照压缩机操作手册及时配备齐全自备工具。

4.5加强管理人员技能水平

4CFA往复压缩机与普通往复压缩机在结构性能等方面存在一定差异，管理人员只有充分了解压缩机的各项参数及性能指标，才能及时发现并处理压缩机故障，同时避免压缩机在维护保养过程中，因人为原因造成的2次故障。因此对压缩机管理人员提出以下要求：

（1）加强自主学习意识，提高自学能力，充分利用各种学习资料或者培训，全面掌握压缩机各项性能参数及运行特点，为后期压缩机操作、维护保养及故障处理提供理论基础；

（2）注重理论与实践相结合，只有多深入现场才能将理论知识应用到日常维护保养及故障处理中，也有助于培养独立的故障判断及处理能力，同时也可用现场实际经验加深理论知识的理解，达到理论与实践经验共同进步的目的；

（3）善于学会总结，对于压缩机每次出现的问题不能停留在机组恢复上，应该更深层次的探索故障产生的原因，并提出长远可行的方案，这才是保障压缩机安全平稳运行的长久之计。

5　结语

本文简要概括了4CFA往复压缩机主要技术参数，通过与国内其他压缩机的对比，总结了4CFA系列往复压缩机与国内其他压缩机存在的差异，列举一系列该压缩机现场管理经验，为后期该压缩机管理提供了理论依据，有利于该压缩机新增用户快速掌握其相关性能参数，并为新用户对该压缩机管理提供了可参考性的建议。

［1］李彩霞，杨建刚，朱瑞.大型往复式压缩机故障分析及预防措施［J］.压缩机技术，2012，（1）：54-57.

［2］吴晓栋.往复式压缩机常见故障及原因分析［J］.科技创业家，2013，（13）：72.

［3］刘卫华，郁永章.往复压缩机故障诊断方法的研究［J］.压缩机技术，2001，（1）：3-5.

Structure Characteristics and Management Experience of 4CFA Reciprocating Compressor in First Use

HU Shao-hua
（Special Engineering Management Center，Northwest Oilfield Company，SINOPEC，Luntai 841600，China）

This paper introduces the main technical parameters of 4CFA reciprocating compressor，analyzes the structural features about this compressor，finally，summarizes a series of management experience on the compressor in first use，which provides reference for the management of new users about this compressor.

reciprocating compressor；4CFA；structure characteristic；management experience

TH457

B

1006-2971（2015）02-0057-04

胡少华（1986-），男，助理工程师，2010年毕业于长江大学机械设计制造及其自动化专业，现主要从事石油化工行业设备现场管理工作。

2014-10-10