ＢＯＧ增压压缩机故障分析及处理.docx

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1、一、BoG增压压缩机建设理由及设备概况由于1NG（液化天然气）的超低温特性，1NG接收站在运行期间会有一定量的Bc）G产生，原因主要包括以下几点：1NG储存过程中，储罐与外界换热、大气压变化、1NG储罐内潜液泵工作产生的热量；低温管道（如非卸船工况的卸船总管）与设备（如备用的低压泵、高压泵）保冷吸收的热量；1NG船接卸时，接卸系统预冷产生的热量和1NG进入储罐后的体积置换；槽车装车时1NG进入槽车后的体积置换和热车预冷产生的热量等。BOG的产生会增大1NG储罐的压力，一般接收站采用节能环保的再冷凝工艺来处理BOG以维持1NG储罐压力平衡。再冷凝工艺是利用BOG压缩机将蒸发气压缩到某一中间压力后

2、，与由低压泵从储罐送出的1NG在再冷凝器中充分混合，由于1NG加压后处于过冷状态，可以使BOG再冷凝，冷凝后的1NG经高压泵加压后气化外输。该工艺需要有一定的1NG外输量作为冷却剂，适用于有稳定外输的基荷操作的1NG接收站；对于以调峰为主的1NG接收站力卜输量峰谷差可高达70:1或更高，低谷时气化外输量可能低于再冷凝工艺需要的最低1NG外输量（有时甚至为零），条件允许的接收站可以把压缩至某一中间压力的BC）G直接外输给当地用户来平衡罐压；否则，接收站需要通过把BOG放火炬燃烧来维持1NG储罐压力的平衡。为适应低谷时外输气量大幅减小的工况，减少或杜绝BOG放空燃烧，节约运行成本和减少碳排放，完善

3、接收站工艺设施，唐山1NG接收站增设了BOG增压外输系统，蒸发气在Be）G压缩机压缩的基础上,进一步增压至外输管网压力，实现BOG增压外输，即直接外输工艺，满足了在外输气量较低或零气化外输工况下接收站的安全平稳运行。唐山1NG接收站BOG增压压缩机采用MW-676/(7-85)-X型固定水冷对称平衡四列三级无油润滑活塞往复式压缩机。设计遵循API618石油、化工和气体工业用往复压缩机、JB/T9105大型往复活塞压缩机技术条件等相关标准规范的要求。增压压缩机采用三级压缩，四列三级无油润滑，一级2个气缸，二级和三级各一个气缸。气量调节采用无极气量调节系统。驱动机采用增安型无刷励磁同步电动机，额定

4、电压6000V,额定功率3450kWo二、增压压缩机异常故障及处理常见的往复压缩机故障类型是多方面的。在压缩机运行过程中，可能出现诸如气阀阀片碎裂或弹簧变形与破碎、活塞杆弯曲或断裂、活塞环磨损严重或断裂、气缸盖破裂、曲轴抱死或断裂、连杆断裂和变形、连杆螺栓断裂、烧瓦、电机线圈烧坏等故障。由于往复压缩机运动件较多，大多数还是机械性能故障。唐山1NG接收站增压压缩机于2015年6月建设施工完毕，截止撰文日期，累计运行时间达到28321h,基本实现了安全平稳运行，较好的解决了接收站在气化外输量较低和零气化外输工况下BOG处理问题。但在投运初期，陆续出现过一些意外故障，不同于往复压缩机常见故障类型，由

5、于发现及时、处理措施妥当，并未造成严重经济损失或安全事故，暂且称为异常故障。2.1关键零部件松动(1)压缩机一级后列气缸的活塞杆与十字头的连接液压螺母松动。液压螺母是先进的螺栓紧固系统，使用时应特别注意打压环节，确保达到所需压紧目的。增压压缩机组试运行期间，员工巡检时发现一级后列气缸的十字头位置有异常噪声，及时采取紧急停机措施，拆开隔离室盖板，检查发现活塞杆与十字头连接处的液压螺母松动，并造成活塞杆丝扣有些微偏磨。问题调查：施工队伍在施工过程中，液压螺母打压时出现液压压力不稳现象，但未及时引起重视，导致液压螺母安装压力不足，预紧力不足，导致在运行过程中发生松动。原因分析：安装液压螺母打压时出现

6、液压压力不稳现象，可能是打压泵有轻微泄漏，导致压力稳不住；或手动泵右边的卸荷开关手柄没有锁紧；或对放油接头上面的放气帽进行放气不彻底，残留气体具有可压缩性，导致压力不稳。处理方法：拆卸液压螺母，经研磨丝扣处理后不影响继续使用，重新严格按照液压螺母操作规程进行打压操作，再次投用，此后此类故障未再次出现。(2)增压压缩机三级活塞顶固定螺栓断裂。活塞部件由活塞体、活塞杆、活塞环、导向环等构成，活塞顶是活塞体的外部端面，承受工作流体的压力，并与缸盖、缸壁构成压缩容积，通过活塞的往复运动压缩工艺气体。增压压缩机运行期间，巡检时听到三级气缸处发生异响，紧急停车、泄压、置换、可燃气体检测合格后，拆卸三级气缸

7、缸盖，发现气缸内有2根活塞顶固定螺栓断裂，活塞顶和气缸端盖上均有明显螺栓撞击痕迹。原因分析：固定螺栓松动脱出撞击到缸盖上发生断裂，断裂的螺栓随着活塞运动连续敲打缸盖，发出异常声响，并留下撞击痕迹。检查未断裂的其它螺栓均有不同程度的松动。处理方法：更换损坏的螺栓，并利用扭力扳手按照要求紧固所有活塞顶固定螺栓后，重新投用，设备运行正常。随后每运行一个月检查一次活塞顶螺栓情况，连续检查2个月未发现异常。说明螺栓松动并断裂并非是由于运行过程的振动造成的，而应该是出厂或运输过程中螺栓未紧固到位或发生松动，2.2 活塞环材质的问题增压压缩机运行约一个半月的时间，发现一级气缸处有杂音，活塞杆下沉检测报警，停

8、机检查发现一级气缸的活塞上的活塞环和支撑环磨损严重。活塞环的作用是密封、传热。活塞与气缸之间的相对运动完成气体吸气、压缩与排气的循环过程，活塞环的密封是阻塞密封和节流密封的组合。支撑环将活塞包支在气缸内防止活塞与气缸直接接触,同时通过活塞环与支撑环将活塞的热量传递给气缸再经循环冷却水带走。活塞环磨损过快，若不及时处理将导致压缩机排量不足，效率降低、能耗增大，同时还可能导致活塞直接与气缸摩擦，造成气缸和活塞体的损坏。所以往复压缩机日常运行中应加强对活塞环使用情况的关注，运行人员每2h巡检一次，投用初期每1个月停车检查一次，一年后每2个月停车检查一次，如发现温度上升、压力降低、活塞杆下沉检测有明显

9、变化等现象，应进行综合分析，必要时应停机对其检查。针对活塞环磨损较快的故障现象，通过排除法分别对活塞环的产品质量、安装质量，以及气缸温度、气体杂质、设备维护保养情况等因素进行分析，确定为活塞环产品质量问题。活塞环要求表面硬度高，耐压变形小，具有自润滑性并且耐磨，导热系数和摩擦因数较大，使用寿命长。本项目由于较多考虑了极限设计温度（-36.7。（：）因素，而导致添加填料配比失当，从而导致磨损较快。实际压缩机入口气体温度通常在-10到15。C之间，厂家据此重新调整配方，加工适合实际操作工况的的活塞环，现场更换后，活塞环的使用寿命提高到半年以上。2.3 冷却水系统的故障及隐患密封圈压偏。压缩机运行时

10、，巡检发现冷却水高位水箱有气泡出现，随即停机吹扫对气缸冷却水密封圈进行拆开检查，发现压缩机一级后列气缸冷却水密封圈压偏导致气体泄漏。更换新的密封圈并正确安装后，问题得到解决。碳钢材质锈蚀严重。冷却水系统存在的另一个问题是，由于管道材质使用了碳钢材料，导致冷却水在管道内锈蚀而产生锈渣，循环进入风冷式换热器，该换热器采用了全焊式铝制板式结构，流通通径小，容易堵塞而增大压阻，造成冷却水循环压力不足的情况，同时锈蚀对铝制换热器的腐蚀也很严重。随后改使用低浓度氯离子的防冻液并更换了新的换热器，腐蚀情况得到控制。2.4 振动较大隐患多压缩机振动大而出现的问题的情况较多，所幸巡检发现及时，处理措施得当,没有

11、造成重大损失。其中影响结构稳定与安全的主要有：一级入口缓冲罐进气端管道的一根固定螺栓被拉断，发现后进行更换螺栓并紧固处理；一级气缸支腿钢板出现裂纹，停机后对其进行了补焊；出现与介质泄露相关的有：一级入口缓冲罐与气缸连接短节下端发现裂纹，出现漏气现象，发现后停机拆下短节，增加加强筋后回装；一级入口缓冲罐和气缸的连接短节上端法兰接口处发现裂纹，出现漏气现象，发现后停机采取补强焊接处理裂纹；二级和三级入口缓冲罐上的压力表根阀后引压管焊口处震裂出现漏气现象，经研究后，将压力表的缓冲罐侧面水平折垂直的安装方式改变为顶部垂直安装方式，问题得到解决。往复压缩机产生的脉动气流，流经弯头、阀门、变径管等部位时将

12、产生随时间周期性变化的激振力，该激振力将触发管系的机械振动响应，因此通常认为气流脉动是管道在非机械外力作用下的内因。往复压缩机产生的管道振动是多因素共同作用下产生的表观现象。消振措施主要从减少气流脉动和减少管道对振动的放大作用两方面采取措施：(1)增加限流孔板，消减气流脉动的影响。气流脉动是造成管道振动的内因，根据机组脉动分析报告，在管道或压缩机缓冲罐入口安装限流孔板，以消减气流脉动的影响；(2)增加防振管托或支架，以降低脉动气流对管系的影响。三、结语BoG增压压缩机在接收站的应用，虽然过程中出现了一些异常情况，但在运行操作人员、检维修人员及厂家技术人员的共同努力下，保证了压缩机的安全运行，满

13、足了1NG接收站BOG再增压外输的需求。为实现高质量发展的要求，提高设备可靠性，满足设备长周期平稳运行，按照设备完整性管理需求，需要从设计、施工、运行、维护等环节共同发力：(1)机组振动大造成压缩机组及其配套管线问题出现较多，需要供货商认真做好压缩机组整个撬体的脉动分析工作，在设计时采取有效措施减小振动。(2)设备在法兰连接或管线焊接时坚决杜绝强拉硬拽，避免应力集中，也是减少机组振动产生的关键。(3)设计时需根据增压压缩机实际操作工况正确选择活塞环与支撑环的材质。(4)为防止管材腐蚀，建议冷却水系统全部采用不锈钢材质，同时用户要注意冷却水的含氯量，严格控制在厂家要求的范围内。(5)投用前认真做好压缩机机械运转前的准备工作。包括但不限于检查机身、气缸内的清洁度；检查各连接部件，保证螺栓拧紧牢固并锁紧，避免出现密封垫圈压偏、固定螺栓松动、液压螺母打压不足等人为失误造成设备故障的发生。(6)细化BOG增压压缩机巡检内容，加强巡检力度，及时发现事故隐患并处理。(7)精细操作，减少操作引起的异常振动。在设备运行期间，根据不同负荷工况，采取级间负荷合理匹配，配合对润滑油系统和冷却风扇运行方式的控制，可以适当减小机体振动。(8)定期停机对压缩机进行针对性检查保养，主要包括活塞间隙、活塞杆沉降、螺栓紧固程度、活塞环支撑环磨损情况、氮封完好情况等，能有效地避免大部分故障的发生。