改善环境对设备运行的不良影响

张书利

（吐哈油田分公司三塘湖采油厂，新疆 哈密 839008）

在天然气的采集和轻烃回收的过程中，设备在工艺流程中的作用越来越重要。由于天然气的加工特性和市场需求，需要设备达到“高质量、全负荷”的运行状态。但天然气采集地点大多是在野外，环境比较恶劣，温度、风沙等因素对设备运转的影响很大，所以改善设备运行环境的工作很重要。

一、红台集气站设备概述

红台集气站共有原料气压缩机五台、闪蒸气压缩机两台、氨制冷压缩机两台。根据现有的生产工艺——原料气集中增压、氨辅助制冷低温分离等的要求，需运行原料气压缩机两台，闪蒸汽、氨制冷压缩机各一台，其生产运行过程如图1所示。

图1 红台集气站工艺流程简图

红台集气站日产气64万m3，这种情况下任一台机组停机都会造成重大经济损失。从图1可以看出，原料气压缩机停机会导致低压井所产天然气无法进站而造成大量原料气放空，不仅造成巨大的资源浪费，而且污染环境（停机1h损失气量3 400m3，直接经济损失7 300元）；闪蒸气压缩机停机会造成凝析油闪蒸罐中闪蒸出的天然气无法回收，每天造成10 000m3的损失，直接经济损失490元；氨制冷压缩机停机不仅造成凝析油产量大幅下降，而且直接影响外输天然气管线的安全，产生重大安全隐患，尤其在冬季，这种影响尤为突出，有可能造成外输管线冻堵，严重影响下游的生产和安全（停机1h损失气量750m3，直接经济损失1 730元）；空气压缩机是仪表风系统的心脏，一旦停机会造成自控系统故障，控制阀门失灵，严重影响安全生产，有可能造成停机（停机1h损失气量27 000m3，直接经济损失62 100元）。

同时对2007年8月～2008年7月间设备的非正常停机次数进行统计，总数为34次，分析结果如表1所示，可见环境温度对设备运行的影响之大。

表1 设备故障停机频次统计

二、温度对设备运行的影响

1.环境温度过高对设备的影响及对策

（1）环境温度过高对设备的影响。以空压机为例，该设备主要是为工艺流程的启动仪表阀提供合适的气源压力。该机组在机房内每天长时间运转，由于空冷器的热交换及机组自身发热会造成室内温度明显升高。夏季机房内的温度一般都在65℃以上，造成吸气温度高，再加上压缩所产生的热量就很容易导致排气温度高而停机。高温运行状态下的润滑油通过温控阀后按设定值进入空冷器，但如果温度过高，空冷器的换热效果不足以使润滑油冷却到正常范围内，这样首先会提高轴承等被润滑件的温度，例如机壳和转子副的温度，而其温度过高不仅影响排气温度，而且会增大二者之间的摩擦，从而减短机组寿命。进入主机腔内用于冷却压缩空气的润滑油温过高则达不到预期的冷却效果，造成排温过高、润滑油过稀，从而影响主机吸气和排气腔之间的密封而造成内泄漏。

2007年8月～2008年7月间中空压机共停机七次，除去停电和机械故障造成的三次停机外，其他非正常停机都是由于排温过高造成的。为保证设备不因高温运行而损坏部件，该空压机停机温度设定值为110℃，而7～9月间是气温最高的三个月，在12：00～16：00机组排温一般在100℃以上，凌晨6：00～8：00也能达到90℃以上。在这种高温运行的状况下空压机非常容易出现停机现象。

（2）采取措施

①强制通风，在空压机房增加一个轴流风机，增大室内空气的流通量，以达到降低室内温度的效果。

②更换设定温度，设定较高的温控阀。

③定期清洗空冷器翅片，降低污垢对散热功能的影响，保持空冷器有良好的换热效果。

④为防止润滑油过热导致的黏度降低甚至变质的情况，更换了黏度更高的的润滑油。

⑤将空气干燥塔的排气管延伸至室外，避免热空气在室内循环。

⑥开门窗通风，降低室内温度。

（3）效果分析。采取措施后，在中午14：00通过观察，得出数据如表2所示。

表2 措施前后效果对比

从表2中看出，温度对设备运行的影响较大，通过采取一些适当的措施，取得了明显的效果。

2.环境温度过低对设备的影响

（1）温度过低对设备运行的影响。室外环境温度过低直接影响压缩机、空压机等的润滑油温度，润滑油温过低会增加油品的黏稠度，使注油器的注油量减少，出现无油流停机。经调查原料气压缩机在2007年8月～2008年7月共停机19次，其中由于环境温度影响所致的故障停机七次，全部发生在2007年11月～2008年1月间。

（2）采取措施：

①在设备上容易发生冻堵的管线和零件上缠绕电伴热线及在设备安全阀、气动球阀等处加装保温措施，如毛毡、石棉等，在原料气压缩机百叶窗全关的状态下还在其外盖上一层毛毡保温。

②更换了较大功率的油加热器，保证启动时的润滑油温度。

③更换黏温特性好的润滑油，尽量避免无油流停机。该压缩机所用润滑油为NGM40，40℃时运动黏度仅为141mm3/s，倾点为-18℃，黏度指数为97。现更换为黏度指数在120～140的VHVI类润滑油。

（3）效果分析。实施以上措施后，冬季原料气压缩机停机减少为两次，有了明显的效果。

三、风沙对设备运行的影响

红台地处新疆的百里风区，1年有2/3时间是大风天气，而且年平均降水量仅有25.2mm，所以植被比较贫乏，大风便会带起大量的沙砾和粉尘，这些沙砾、粉尘进入设备的润滑系统使设备的磨损加大，从而减短设备的使用寿命；进入电机会严重磨损轴承，减短电机寿命；进入泵体会磨损轴承和机械密封；进入介质会造成介质变质，从而影响后续流程。以乙二醇循环柱塞泵为例，该泵为室外运行，受风沙影响非常明显。其正常检查维修周期为500h，但实际一般运行250～350h，便会出现渗漏现象。

1.原因分析

柱塞在盘根里做往复直线运动，当柱塞运动到上止点时，柱塞的大部分裸露在盘根盒外，沙砾及其他杂物吸附在柱塞上后，柱塞向下止点运动，将小的沙砾及杂物带入盘根造成磨损，当磨损到一定程度时就会造成渗漏。

2.采取措施

（1）该泵每运行200h清理一次柱塞、盘根，并且在泵箱上加装一个透明密封盖板，减少沙尘进入。

（2）增加柱塞的硬度，提高抗磨损性能。现在所用的柱塞材料为45#钢，最高硬度50HRC左右，建议更换材料为8CR13MOV，硬度可以达到58HRC，并且具有良好的抗磨损性能。

（3）改变泵箱结构，将泵箱和密封盖板之间的连接方式改为螺栓连接，增强密封效果。

（4）使用密封效果较好的材料制作盘根，减小磨损。现选用2248芳纶复合盘根，其技术参数见表3。

表3 2201合成石墨盘根与2248芳纶复合盘根技术参数比较表

（5）对设备的润滑油作定期检测，发生杂质超标的情况要及时更换润滑油。定期清洗各设备的润滑油过滤器，防止沙砾磨损被润滑件，延长设备寿命。

3.效果分析

采取以上措施后，该泵检查维修周期由措施前的250～350h提高到450～500h，效果明显。