燃气压缩机常见故障及处理措施研究

张传江，王建鑫

（1.中国石油天然气集团有限公司吐哈油田公司油气生产服务中心；2.中国石油吐哈油田公司鄯善采油管理区基建设备中心，新疆 吐鲁番 838202）

在进行油气集输作业的过程中，压缩机属于非常重要的设备，其主要作用是对介质进行压缩以及增压处理，以此实现能源输送的基本目标，压缩机的组成相对较为复杂，在运行过程中可能会出现多种类型的故障问题，故障问题的出现不但影响油气集输作业的效率，还可能会对油气集输作业的安全性产生一定的影响。随着油气集输作业过程中压缩机数量的不断提升，维检修人员对压缩机故障进行处理的压力也在逐渐提升，通过对压缩机故障问题进行总结，才能采取合理的措施预防和解决故障问题。本次研究为了保障压缩机运行的安全性以及运行效率，从压缩机的运行机理出发，对故障特征进行简单分析，对常见的故障进行总结，了解不同类型故障出现的原因，以此制定合理的处理措施，为保障油气集输作业的顺利开展奠定基础。

1 燃气压缩机运行机理及故障特征分析

（1）运行机理。压缩机主要是在电动机的动力支持下运行，电动机主要与压缩机内部的连杆连接，电动机在运行以后，压缩机内部的连杆也将会处于运行状态，连杆将会带动活塞进行往复式的运行，在曲轴运行一周的基本前提下，活塞也将会进行一个周期的往复式运动，此时，压缩机可以完成吸气、压缩以及排气的过程。在压缩机吸气的过程中，其内部的活塞将会逐渐向左运动，此时，压缩机内的空间将会逐渐增加，压缩机内部的压力将会逐渐减小，在气缸中的压力低于进气压力时，在进气管道压力的作用下，进气管道位置处的进气阀将会逐渐顶开，大量的气体将会进入气缸中，在活塞运行至最左端位置以后，气缸中的容积也将会达到最大状态，此时，压缩机将会停止吸气作用，进气阀也将会逐渐关闭。在压缩机进行介质压缩作业的过程中，活塞将会逐渐向右运行，此时，气缸中的容积将会逐渐被压缩，气缸中的压力也将会逐渐升高，受到内部容积压缩的影响，气缸中的介质也将会逐渐被压缩。在压缩机进入排气阶段以后，活塞将会继续向右运行，如果气缸中的压力高于排气管道的压力，受到高强度压强的严重影响，排气阀将会被逐渐打开，大量的气体将会进入排气管道中，在活塞运行到最右端位置以后，排气阀将会关闭，此时，排气作业将会逐渐提升，然后活塞向左运行，再次进行吸气作业。通过对压缩机的运行机理进行分析可以发现，尽管压缩机运行的机理相对较为简单，但是，在整个运行过程中，需要大量零部件的同时参与，这表明压缩机内部的零部件数量也相对较高，大多数零部件处于连接状态，且都属于机械部件，任何类型的部件出现问题，都将会对压缩机的运行产生严重影响。

（2）故障特征。通过对压缩机进行结构分析发现，一方面，压缩机属于精密设备，其内部的零部件数量相对较多，且零部件之间的构成结构相对较为复杂，在压缩机运行的过程中，其故障问题也将会呈现多样化的基本特征，由于压缩机内部具有复杂性的基本特点，在同一个部件位置处可能会出现多种类型的故障问题，不同部件之间的故障问题具有关联性特点，因此，在压缩机出现故障问题后，对故障问题进行诊断和分析的难度相对较高，需要对压缩机内部的部件进行详细地划分，并充分了解不同零部件的运行机理，以此才能对故障问题进行合理的判断，在对故障问题进行识别和判断后，才能采取合理的措施对其进行治理。另一方面，在进行油气集输作业的过程中，由于该种类型的作业将会连续进行，因此，压缩机也会出现连续运行状态，该种设备的工作量相对较大，内部的易损件数量相对较多。事实上，可以将压缩机内部划分为多种类型的系统，且不同类型的系统之间处于协调运行状态，在设备运行过程中多种故障同时出现的现象也将会发生，在这种背景下，对故障问题进行识别和判断的难度进一步提升，需要对故障问题涉及的系统进行全面且详细的分析，了解不同故障之间的内在联系，并故障信息数据进行详细的整理，最终对故障问题进行准确的诊断，并制定合理的应对措施，确保压缩机可以长期处于稳定运行状态。

2 燃气压缩机常见故障问题分析

（1）热力故障。热力性能故障属于压缩机运行过程中的常见故障问题，这种类型的故障问题与其他故障问题存在明显的区别，热力性能故障只有在压缩机运行的状态下才会出现，其他故障问题在压缩机停止运行的前提下也有可能会出现。在压缩机的排气量无法达到相关要求的基本前提下，其排气温度以及排气压力与运行要求之间都将会存在一定的差异性，设备的运行效率将会大幅降低，此时，压缩机出现故障问题的概率将会大幅提升，甚至会出现压缩机无法正常工作的现象。通过对压缩机的运行数据以及维检修人员的经验进行总结发现，压缩机在运行的过程中可能会出现排气压力不足的问题，该种类型的问题主要是由于气阀或者活塞环故障所引起，事实上，气阀对于压缩机的运行十分关键，但是气阀属于易损部件，在压缩机内部出现压力异常问题以后，气阀可能会出现损坏现象，此时，压缩机内部的温度将会逐渐升高，压缩机的运行状态将会出现一定的变化，如果压缩机内部的温度长期处于较高的状态，压缩机内部的零部件受到温度的影响也将会出现一定的损坏问题。在进行油气集输作业的过程中，其介质并没有经过全面的处理，介质中腐蚀性物质的含量相对较高，导致压缩机内部的介质具有一定的腐蚀性，其腐蚀速率与温度具有很强的联系，随着温度的逐渐升高，介质的腐蚀速率也将会提升，同时，压缩机内部的零部件主要是由金属材料构成，在零部件腐蚀较为严重的前提下，出现故障问题的概率将会大幅提升。

（2）机械故障。如果在压缩机运行的过程中出现不正常的声音，压缩机的振动问题相对较为严重，设备运行过程中的震颤速率逐渐升高，则说明压缩机出现了机械故障问题，引发机械故障问题的原因相对较多，且这属于一种十分常见的故障问题，气阀、利油器以及活塞等部件的损坏都可能会引发机械故障问题，通过进行大量的维检修实践发现，在出现机械故障问题以后，采用气阀诊断方法可以快速对故障位置进行判断和识别。在压缩机运行的过程中，活塞杆可以发挥连接不同零部件的作用，但是活塞杆属于金属部件，且运行过程中受到的压力相对较大，其出现断裂或者裂纹等问题的概率相对较高，在出现机械故障问题后，压缩机内部零部件的运行将会受到严重的阻碍作用。润滑油属于引发机械故障的重要因素，为了全面保障压缩机长期处于高效的运行状态，防止设备内部的零部件出现严重的摩擦问题，需要在压缩机内添加一定量的润滑油，如果选择的润滑油存在问题，其性能以及质量不满足相关要求，润滑油不但无法实现提高设备运行效率的目标，还将无法对设备内的零部件起到保护作用，润滑油问题轻则可能会引发设备机械故障，重则可能会导致设备停机无法运行。由于压缩机长期处于连续运行状态，外界空气中的粉尘或者异物也可能会进入压缩机中，使得压缩机内部的环境遭受严重的破坏，在粉尘或者异物吸附在运动部件位置处以后，运动部件的摩擦力将会逐渐提升，这些部件将会遭受严重的摩擦损耗，这也将会对压缩机的运行产生重要影响。

（3）弹簧片故障。在压缩机运行的过程中，弹簧片主要可以发挥缓冲作用，以此防止因阀片的运转速度过快引发损伤问题，同时，该种类型的部件还可以降低设备内的冲击力度，防止设备出现严重的振动问题，如果弹簧片出现损坏问题，可能会导致阀片无法正常使用。弹簧片出现故障问题的原因相对较多，事实上，由于弹簧片将会长期受到应力的影响，其出现损坏问题属于正常现象，因此，需要定期对该种部件进行检查，并及时对其进行更换，防止因弹簧片故障引发其他类型的故障问题。

3 燃气压缩机常见故障处理措施

（1）完善压缩机检修技术。完善压缩机检修技术，定期对压缩机进行维护和保养是防止出现故障问题的重要措施，对于部分压缩机故障而言，需要在压缩机停机状态下对其进行维修，此时，油气集输作业必然会受到严重影响，针对该种类型的问题，通过定期对压缩机进行保养的方式，可以在故障问题未扩大化前解决问题，以此避免故障问题急剧恶化。首先，对于压缩机的连接部位而言，一般都是使用螺栓进行固定，在压缩机长期运行的过程中，可能会出现一定的振动问题，此时，螺栓可能会逐渐松弛，在螺栓无法发挥作用的前提下，受到压缩机振动的影响，其内部的零部件可能会遭受到一定的损坏，因此，需要定期对螺栓位置处进行维护和检查，对存在问题的螺栓进行及时的更换，对部分螺栓进行紧固处理。对于重要位置处的螺栓而言，及时出现问题通过肉眼也难以进行观测和检查，因此，可以引入磁粉检测的措施，查看这些位置处是否存在严重的故障问题，在条件允许的前提下，可以定期对螺栓进行更换。事实上，为了保障压缩机的安全性，大多数企业已经制定了压缩机维护保养措施，在压缩机实际运行的过程中，需要对这些措施进行全面落实，以此防止出现严重的故障问题。

（2）做好压缩机定期检测工作。定期检测是发现压缩机故障问题的重要措施，目前，大多数压缩机已经与自动控制系统相互连接，通过合理应用自动控制系统，可以对压缩机的运行温度以及压力进行检查，在出现温度和压力异常问题后，可以及时发出预警，尽管自动控制系统的功能相对较为完善，但是这种类型使用过程中仍然存在一定的缺陷问题，未来需要对该种类型的系统进行完善和优化。由于压缩机大多数故障问题出现于其内部，通过外观观察的方式无法发现故障问题，在出现故障问题后，对故障问题进行定位的难度也相对较高，在这种背景下，需要引入专用的检测设备，定期对经常出现故障问题的位置进行检查，对设备内部的示功图进行合理的绘制，并结合设备的相关图纸资料，对故障问题进行诊断和识别。在进行设备定期检测的过程中，还需要做好数据资料的记录工作，以便在出现故障问题后，可以根据历次检测的数据资料对故障问题进行识别和判断。

（3）强化压缩机润滑处理。润滑油在压缩机运行的过程中发挥了重要作用，其不但可以防止重要零部件出现严重的磨损问题，还可以对这些零部件进行合理的保护，在零部件的表面形成油膜，将腐蚀性介质与部件金属相互隔离，因此，要防止出现严重的零部件腐蚀问题。在强化润滑处理方面，首先，需要对润滑油进行合理的选择，确保润滑油的质量满足设备运行的基本要求，可以在实验室条件下对润滑油的性能进行检测，以此对润滑油的类型进行合理的优选，同时，对设备内润滑油的温度进行检测，一般情况下，在温度相对较高前提下，润滑油可能会出现失效问题，因此，在设备内润滑油温度异常的前提下，需要及时对润滑油进行更换，确保润滑油的温度以及液位均满足相关要求，确保润滑油可以在保障压缩机安全运行的过程中发挥重要作用。

4 结语

压缩机属于油气集输作业过程中的重要设备，尽管压缩机的运行机理相对较为简单，但是其内部的构成相对较为复杂，零部件的数量相对较多，任何零部件出现问题，都将会引发压缩机故障，最终对油气集输作业的进行产生影响，因此，需要采取合理的预防以及故障处理措施，全面确保压缩机处于正常运行状态。