油田天然气压缩机润滑油换型方法与实施

刘 帅

(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司 天津300457)

0 引 言

天然气压缩机是油气生产及加工企业的重要设备之一，设备运行时需要大量的润滑油，每个品牌的压缩机使用的润滑油也多是由厂家推荐，种类不一。我公司为了进一步提升设备的精细化管理，对公司范围内的压缩机润滑油的消耗与费用情况进行了普查，发现存在压缩机品牌和机型多样、润滑油消耗量大、润滑油品牌多、不同润滑油价格相差悬殊等问题，为选取价格便宜还能适用于绝大多数天然气压缩机的润滑油，进行了详细的方案研究和实践验证。

1 压缩机润滑系统简介

压缩机的润滑系统一般分为两大类且是相互独立的系统。一类是外部零部件的润滑，如压缩机的气缸、活塞、活塞环、活塞杆、排气阀、密封填料等。该系统可单独调节和分配各润滑点的给油量，设有独立的油泵、油箱、冷却器和过滤器等，使润滑油液得到充分冷却和过滤，从而长时间保持油液的清洁和相对恒定的油温。另一种润滑系统是内部零件的润滑，如压缩机曲轴箱中的零部件、曲柄销、曲柄轴承、连杆滑块、滑道、十字头等。采用多头注油器将润滑油强制注入到气缸及活塞杆的填料密封处。注油器是一个小型的柱塞泵，它的吸油柱塞是通过机械凸轮带动，当压缩机停止工作时，注油器也将随之停止供油。注油器的供油是间歇性的，通过调节柱塞的工作行程，可调节注油器每次的供油量。

2 润滑油的选型条件

压缩机润滑油的选择取决于压缩机的结构类型、工作参数(压缩比、排气压力和排气温度等)及被压缩气体的性质等多种因素。活塞式压缩机工作条件较为苛刻，对润滑油选择也较为严格。

天然气压缩机润滑油处于高温、高压及有冷凝水存在的环境，起着对气缸运动部件润滑、防锈抗腐蚀和密封作用。压缩机润滑油规格包括一般的理化指标和使用性能指标，理化指标如粘度、闪点、倾点、水分等主要靠基础油获得，性能指标如老化特性、液相锈蚀需要加入适当的添加剂来实现，因而天然气压缩机润滑油的选择条件较为严格。

3 润滑油统一换型的整体思路

3.1 前期调研

①收集压缩机及油品的基本信息。首先查阅设备使用说明书，对设备在用油品的生产厂家、油品名称以及油品的基本性能，例如粘度、倾点、闪点等理化性能指标进行收集。

②收集相关压缩机的运行速度、负荷、温度等工况参数。设备运行的相关参数为油品替代提供数据支持，从而避免了盲目代用、混用。

③统计油品的换油周期、换油指标、年消耗量。压缩机的换油周期、换油指标大多为厂家推荐，但当设备的运行工况发生变化后，换油周期也需要重新调整，统计油耗量及滑油成本，利于提高经济效益。

④调查润滑系统流程与润滑点。收集润滑系统的流程可以为油品检验评估确定良好的取样点，可以对系统中润滑油出现污染进行控制。了解润滑点，可以确定油液监测的内容，油品出现异常磨损时能找到对应的磨损部位。

3.2 评估监测

3.2.1 油品理化性能监测评估

对天然气压缩机原用油品、替代油品进行必要的理化性能监测，目的是推荐油品是否与在用油品质相当，能否满足替代的前提。

即使两种滑油的质量等级和粘度等级完全相同，但不同厂家生产的润滑油的化学成分(添加剂、基础油的提炼工艺)不一定完全一样，在替代原用油品前，为确保两者属性相似，并且能共存，不会发生化学性质的变化，不破坏原有粘度、闪点、倾点等属性，因此必须经过混溶实验后再作选择。在没有经过相容性试验的情况下，两种不同品牌的油绝对不允许混用替代。

3.2.2 油品相容性混溶试验监测

油品相容性混溶试验监测比例如表1所示。

表1 润滑油混溶监测比例Tab.1 Lubricant miscibility monitoring ratio

3.3 现场换油

在确定了代用油品后，油品替代的实施操作，遵循以下几个步骤：

①首先启动系统，让设备运转1～2h后停机，再将系统中的油放掉。这样有利于系统中的杂质、悬浮物排出。

②清洗滑油系统，开始清洗前应对润滑系统做全面的检查，在设备说明书上如有提示应严格遵守。首先，人工清除注油口附近所涂的防锈漆、沙尘等物质，用替代油清洗系统。

③更换滤芯，重新加入选定油品，在运行4、24、48、72h后分别取样化验，查看油品有无异常变化，若无异常磨合，可继续运行。

④压缩机换油后，连续监测压缩机的振动、润滑油压力、机组运行温度、滑油品质等数据，发现问题及时分析，制定改进方案。

3.4 效果评估

对更换润滑油的天然气压缩机效果进行总体评估，对搜集的相关信息和数据进行分析，做出相应的经济性评价和适应性评价。经济性评价，换油后节省的润滑油费用；适应性评价，换油后润滑油监测数据是否平稳，设备运行是否安全可靠。

4 实 践

4.1 油性能指标对比分析

本文列举了16个计划替换的油品中的3个与替换油品进行性能指标对比，检测结果见表2、图1。

结论性说明：通过性能检测，拟选定的替代油品和原用油品各项指标基本接近，可以替代使用。

4.2 混溶实验

本文列举了其中一种油品与替代油品的混溶实验，将A型与D型的滑油按9∶1、7∶3、5∶5、3∶7、1∶9的体积比混溶检测，检测结果见表3。

表2 性能检测对比Tab.2 Performance test comparison

图1 ABCD型4种润滑油的红外光谱图Fig.1 Infrared spectrum of four kinds of lubricants

表3 混溶试验对比Tab.3 Comparison of miscible tests

A型与D型滑油按不同比例混合后，在100℃恒温24h后，样品无分层，无油泥，沉淀物析出。

在不同混溶比例下，各项检测数据基本介于混合前两者之间，且随着D的增加，各项检测数据也更加接近D型的检测结果，符合正常情况下油品混溶的变化规律。

结论性说明：混溶试验结果表明，A与D型相容，可以混合使用。

4.3 效果评估

4.3.1 经济性评价

下表对原用滑油和替代油的单位成本进行了统计分析，D型润滑油价格较原用滑油的成本明显较低，3个厂区设备的年度用油费用大幅降低，每年仅3个厂区的设备即可节约50%以上费用，经济效益明显，经营成本降低，达到了预期目标(表4)。

表4 费用对比Tab.4 Cost comparison

4.3.2 适应性评价

为了做好适应性评价，各厂区对换油前后每台压缩机的振动、润滑油压力、机组运行温度、滑油品质等运行参数进行长时间(2000h)的跟踪记录，并对滑油品质定期进行(100、200、500、1000、2000h)取样化验，从记录的数据和化验报告来看，机组运行相对稳定、状态良好，期间并未出现因润滑油问题而引发的设备问题，达到了预期目标。

4.3.3 结论

通过效果评估来看，说明天然气压缩机润滑油优化统一的实施，可以满足机组对运行润滑的需求，达到了预期目标。可以大幅度降低润滑油的费用，减少润滑油的品种，减少库存积压与现场储存量，从而节约了工作场地、运输频次，利于实现物资集中采购、集中管理、集中分配。

5 结 语

随着国际油价的大幅波动，石油企业面临着降本的巨大压力，急需设备管理人员从新技术、新方法寻求突破。目前我们使用在各类设备上的润滑油品种多达330种，特别是部分润滑油需要进口，采购周期长、费用高。实施进口润滑油优化统一、以国产油替代，不论是从技术研究和开发管理方面，还是从设备润滑油优化方面还要继续做很多工作。此次天然气压缩机润滑油优化统一是设备管理思路的成功实践，具有一定的推广价值。