长输管道离心式压缩机异常停机原因与处理策略

王志伟

（沈阳鼓风机集团股份有限公司，沈阳 110869）

离心式压缩机工作系统比较复杂，因此影响其工作稳定性的因素较多。如果没有做好压缩机的相关维护工作，则会经常发生停机事故。为了有效减轻停机事故所造成的影响，很多企业会采用备用压缩机组的方式，但提高了生产成本。

1 长输管道离心压缩机组的结构与运行原理

某段天然气长输管道离心压缩机组含有4台GE新比隆公司BCL355型离心式压缩机。该离心压缩机组的主要由压缩机、齿轮箱、润滑系统、干密封系统、控制系统、变频设备以及循环水等[1]构成。机组结构相对复杂，且对机组整体的稳定性要求非常高。压缩机组主体结构如图1所示。

图1 GE BCL355型压缩机组主体结构

在压缩机组实际运行过程中，电动机带动压缩机组主轴叶轮进行转动。此时，管道中的天然气在离心力的作用下被输送到扩压器，从而使叶轮中间地带天然气变得稀薄，吸引吸气室的气体快速通入叶轮位置[2]。随着叶轮的快速转动，气体不断被压缩到扩压器，进而实现气体的高速、持续流入。该压缩机组自2013年投入使用到目前为止，累计出现异常停机故障16次，具体情况如表1所示。

表1 压缩机组异常停机情况统计表

2 长输管道离心压缩机异常停机的主要原因

压缩机停机事故可以分为保压停机和停机放空。保压停机过程中往往不会放空其中的天然气。如果放空压缩机停止运行，其中的天然气处于放空状态。

造成保压停机的因素往往较多，主要涉及以下7方面。第一，机组振动超过了设定值，造成压缩机保压停机。第二，机组轴向发生较大的位移，造成机组保压停机。第三，机组轴承温度超过了设定值，造成保压停机现象。第四，机组润滑系统的润滑油压力低于设定值，造成保压停机。第五，仪表风压力低于设定值，造成保压停机现象。第六，热旁通阀导通，造成机组保压停机。第七，SCADA系统产生了保压停机信号[3]。

压缩机实际运行过程中发生放空停机的概率较低，通常和放空压力和相关按钮有关。在设备运行过程中，旁通阀异常打开会对设备造成严重伤害。故障检测器检测到系统出现严重故障，如3个检测开关导通了2个时，机组会进行紧急停机。为了避免发生更大的事故，压缩机会放空停机。放空停机的主要原因包括以下几个方面。第一，干气密封一次放空压力超过高联锁时会放空停机。第二，如果系统认为按下了放空按钮，也会造成放空停机。第三，如果探测器探测到大量可燃气体泄漏，会进行放空停机。第四，机组电控柜出现故障，也会造成放空停机。

3 离心压缩机异常停机问题的有效对策分析

3.1 机械系统导致的故障停机对策分析

离心式压缩机的内部机械结构比较复杂，其中任何一个环节出现问题，都会影响机组的正常运行。一旦压缩机驱动端出现严重的轴向位移和径向位移，压缩机转子在运行过程中就会出现较为严重的振动和发热。若温度超出系统所设定的值，就会造成压缩机停机。为了有效解决以上问题，相关人员应定期维护检修压缩机本体，及时发现机械结构的故障和问题，并及时进行处理。定期检查重要部件的磨损程度、变形情况以及位移情况，及时发现问题并进行调整和更换，避免其在运行过程中出现问题。

3.2 自控系统导致的故障停机对策分析

当前离心式压缩机依靠自控系统进行控制。一旦自控系统出现问题，很容易导致系统出现停机事故。自控系统的故障很多源于逻辑故障和逻辑元件损坏。为了有效避免此类问题，应该在逻辑程序使用前全面审查程序的正确性，并做好程序运行仿真工作，及时发现其中的逻辑问题进行纠正。为了避免由于逻辑故障导致的停机，相关人员应定期检查电路情况，及时更换故障的电子元件，已保证电路处于正常运行状态[4]。

3.3 电力系统问题导致的停机事故对策分析

如果外电网发生故障，压缩机系统会立即停机。为了有效避免该情况的发生，系统可以采用双线路供电模式，一旦检测到其中一组线路发生故障，可以及时进行切换，以保证压缩机的连续运转。此外，企业电力管理部门应该及时掌握上游变电情况，做好线路的切换工作，保证压缩机系统的正常供电。

3.4 工艺系统和辅助系统问题造成的停机现象对策分析

如果安全阀误动作，会直接导致停机。安全阀误动作主要由压力检测器件发生故障造成。因此，应定期检查该器件的实际工作情况，并定期进行更换。系统在必要时可以安装电子压力检测件。电子压力检测器件采用传感器并联的形式，其中一组传感器异常并不会影响检测结果，大大提高了安全阀压力检测的可靠性，可有效避免误动作的发生。此外，可以采用一次放空回路与站内放空管路隔离的方式，以彻底杜绝该类问题的发生。

3.5 加强整机维护

维护是提升离心式压缩机整体性能的重要基础。维护工作不是简单的流程，而是科学、合理的系统布局。从离心式压缩机维护工作开展角度出发，加强设备环节的维护尤为重要。第一，过滤器维护。过滤器是离心式压缩机的重要组成部分，主要以清洗和检查为主，保证过滤器无灰尘和无杂质。检查的重要性在于发觉问题和安全隐患，通过及时有效检查判断过滤器是否存在损坏现象，进而降低其故障率。第二，加强齿式联轴器的维护。齿式联轴器对离心式压缩机稳定运行影响较大，其维护重点在于齿式联轴器润滑油的检测。定期、定时检查其内部润滑装置，如发现缺油、漏油等情况，应第一时间进行处理，保障齿轮不会因缺乏润滑而造成严重磨损。第三，加强周围环境的优化处理。通过整体规划、集中防范、协调处理的方式，将周边环境对设备的影响降至最低[5]。

4 结语

离心式压缩机在天然气管道运输过程中起着关键作用，一旦出现异常停机状况，将严重影响天然气的正常输送。因此，工作人员需要提升对压缩机异常停机问题的重视程度，加强日常巡检，深入了解引发异常停机故障的原因，并采取有效措施对其进行防控，从而尽可能降低出现异常停机状况的几率，推动天然气行业健康发展。