DPC-2803压缩机典型故障分析及对策

刘建国

摘要：本文通过分析苏里格气田DPC-2803压缩机运行中的典型故障，通过分析其原因，找出分析依据，提出整改措施，降低故障发生率，进而减少故障带来的生产影响，并得出结论、提出建议。

关键词：压缩机;故障;DPC-2803;苏里格气田

概况

DPC-2803压缩机是低速重型固定式天然气压缩机组，该压缩机组的动力部分和压缩机部分为对称平衡布置，动力缸的动力通过十字头和曲轴连杆机构传递给压缩机缸作功。该机组的主要作用是对单井来气进行集中增压后进入集气干线，提高外输压力增产气量，降低井口及干管压力、增加气井生产压差、提高气井携液能力并在冬季生产中降低系统压力、防止管线冻堵具有重要的作用。而压缩机常常因为某些原因发生故障，影响气田生产安全，同时也会影响气田产量，所以压缩机运行状况是否良好是气田开采生产过程中的重要事项。

1 集气站压缩机典型故障分析

天然气压缩机主机主要由机体、曲轴、中体、气缸、十字头、活塞、活塞杆和气阀等组成。在日常生产中由于操作或检修维护不当，造成压缩机故障。以下就压缩机主机几种典型故障着重分析并提出解决方法。

2 十字头和滑道磨损

十字头是连接连杆和活塞杆的零件，它把连杆的平面运动转化为活塞杆的往复运动，在工作中承受着活塞力、连杆力和侧向力等力的作用。十字头常见故障为十字头及滑道磨损，其引起的原因是多種多样的，如：动力缸十字头与滑道之间间隙过小，十字头膨胀间隙不够，导致十字头与滑道粘黏，造成十字头或者滑道的损坏。（冷车状态间隙：动力缸十字头与滑道间隙在0.28—0.37mm之间），有杂质或防冻液进入润滑造成润滑不良造成十字头磨损，环境温度较低时未充分暖机，在机组没有均匀升温的情况下，迅速加载，造成动力缸十字头升温较快，而十字头滑道升温较慢，十字头体积膨胀，十字头间隙迅速减小，导致十字头无法有效润滑，十字头与滑道磨损拉伤等，在这里我们尤其要注意冬季启机时必须启用该系统预润滑泵给润滑油预加热，待油温升至20摄氏度时停止工作，此时方可启动机组。此后按照操作规程必须充分暖机（怠速300r/min无负荷暖机）及停机热传递，待油温高于30摄氏度，水温高于54摄氏度时方可轻载运行并逐渐加载。

2.1 预防措施

针对上述十字头和滑道磨损主要有以下预防措施：

（1）做好润滑油检测工作;

（2）严格按冬季启机操作规程，做好启机前的预润滑及空载暖机，严禁野蛮操作;

3 活塞积碳

检修压缩机组的动力缸活塞及活塞组件时，常发现缸盖、活塞冠内、活塞环及环槽内、火花塞上有很多积碳。积碳对发动机的使用寿命、功率、零部件有很大危害，因此了解积碳成因、清除及预防措施很有必要。活塞积碳形成的原因主要包括三个方面。一是动力缸内燃烧不充分，二是润滑有馏分重，温度高，油量大。三是刮油环密封性不好，造成过量的润滑油进入动力缸内参与燃烧。四是燃料气带液带杂质。

3.1 危害及预防措施

由于积碳在燃烧室内形成高温颗粒，使混合气提前点火，造成动力缸爆震。积碳脱落形成外来磨料，使摩擦表面受到机械损伤。积碳形成在活塞环与环槽之间，减小了活塞环间隙，降低了活塞环的灵敏度，发生粘连现象，造成活塞环密失去弹性，甚至折断活塞环而拉缸。积碳沉积在火花塞电极之间，会使火花塞发生短路引起功率下降和燃气消耗量增大。在平时检修时一般手工刮除法和柴油清洗两种配合使用，同时检查活塞加强筋有无断裂，巴氏合金脱落情况，活塞杆直径。预防主要有燃料气要干净，尽量减少带液，带杂质。润滑油油品要符合技术规范，润滑油油品中的灰分含量高是形成积碳的首要因素，如果油品不合适，长期运行将引起一系列问题。润滑油要适当油量过大或刮油环漏油会导致过量润滑油参与燃烧，同样可以导致积碳。

4 气阀故障

气阀在压缩机的进气排气通道上起单向阀的作用。进气阀在吸气冲程中打开，让气体进入气缸，而在压缩冲程中关闭，以防止气体倒流回进气通道。排气阀在压缩冲程中打开，被压缩的气体从气缸排出，而在吸气冲程中关闭，防止排气道内的压缩机气体返回气缸。

在日常生产运行中，经常出现的故障为气阀损坏，其中进气阀损坏的频率要远高于排气阀，进气阀故障主要由气阀螺钉断裂为主，其故障现象主要表现为：压缩机缸排气温度升高。由热力学知排气温度为Td=Tsɛkl（k-1）式中Ts为吸气温度，ɛ压力比，k为压缩指数，由公式可知，如进、排气阀损坏，造成漏气，会使Ts增加从而造成排气温度增加。其主要原因是在吸气过程中，使得由活塞压出气缸且温度已有升高的天然气，没有经过冷却，又有部分重新窜回到气缸内，在再一次压缩时又一次使该天然气温度再一次升温，这样循环反复，会使气缸的排气温度不断上升。

经过分析其主要原因应归结为产气量不大的集气站，机组压力机组压力一般不会超过1.0MPa，在外输压力相对较高的情况下，机组的压力比会随之升高，气阀的开启与关闭强度会随之升高，导致气阀螺钉损坏。其次单井多采用排水采气助产，工艺气中带有粘性液体，会粘结在气阀蘑菇以及阀面之上，使得开启难度提高，在气阀蘑菇与弹簧开启的幅度难以保持一致的的情况下，就会导致气阀面受力不均匀，导致气阀与螺钉的损坏。

4.1 预防及处理方法

在日常巡检中因注意排气温度的变化，如果某压缩缸的排较另一缸温度有所升高，因用测温枪检查气阀盖温度，确定损坏气阀的位置，停机检查，更换相应的坏损零配件，清洗气阀上的附着物，排出排气缓冲罐内积液，调节压缩机余隙，检查缓冲罐进口锥形滤网，清除堵塞物，必要时更换锥形滤网。预防措施：及时排液，对气阀螺钉区分安装，不可混装，及时更换损坏零件，避免磨损其他零配件。

（1）启动球阀关闭不严，内漏造成启动气不断进入马达内，最终将驱动头推出，导致驱动头齿轮及滚针轴承损坏;

（2）未定期清理过滤器及保养马达内部齿轮。

5 结论及建议

从目前来看通过上述方法可以适当延长DPC-2803压缩机组配件的磨损周期，其经济性评价还有待于进一步考察。在集气站生产中，天然气压缩机是核心设备，在日常管理、保养和维修过程中因一定要善于总结经验，细致深入的分析其故障原因，进而增强压缩机的操作与维护水平。文章通过对DPC-2803压缩机所出现的典型故障进行了研究与分析，提出针对性的改进措施，希望增强压缩机的管理水平，推动DPC-2803压缩机的正常运行，以期待有所帮助。

参考文献：

[1]  DPC2803天然气压缩机组操作手册

[2]  李德禄.油气田用往复活塞式天然气压缩机组使用与维护.北京.石油工业出版社，2014.6

[3]  伍春江.往复式压缩机常见故障分析及解决方法.乌审旗.第三采气厂，2017.3

[4]  陈可坚.活塞式天然气压缩机使用与维护.北京.石油工业出版社，2012.8