压缩机温度参数分析

压缩机温度参数分析

骆朋 王新民

陕西省天然气股份有限公司

随着天然气在能源结构中的比重日益提高，安全平稳输送至关重要。压缩机作为天然气管道输送的重要设备，安全平稳运行至关重要。本文以天然气场站电驱往复式压缩机为例，重点分析压缩机运行中各个温度参数对机组运行的影响，以及通过监测温度参数的变化及时发现设备故障和变化趋势，提出预防性解决措施，确保机组运行正常。

关键词：电驱往复式压缩机 温度参数 分析 预防措施

本站电驱往复式压缩机为两列对称布置，一级压缩，电机功率1800KW,进气压力1.3-2.1Mpa,排气压力3.6-3.9Mpa,排量96.4万方/天。压缩机在运行过程中，温度是一项重要的参数指标，通过监测温度，分析各个监测点温度变化趋势，可以分析预判压缩机运行状态是否平稳，以便及时采取措施，保证安全平稳运行。本文重点从压缩机气缸排气温度、气阀阀盖温度、电机轴承温度以及终排温度进行论述。

1. 气缸排气温度

气体受到压缩，气体温度会升高，压缩比越大或气缸冷却效果不好，则排气温度越高。对于气缸内部润滑的压缩机，排气温度过高会使润滑油运动粘度达不到要求，润滑效果变差，严重的会使润滑油挥发组分在气阀、管道内形成积碳，造成安全事故，所以往复式压缩机气缸温度一般控制在160℃以下，比润滑油闪点低30-50℃。气缸排气温度监测点在气缸下侧，两列各一个。气缸排气温度是检查压缩机运行是否正常运转的一个重要参数，如果在运行过程中排气温度异常升高，如果工况稳定，则可能是气阀、活塞环等易损件故障所导致。如果排气阀故障，在压缩机吸气过程中，因排气阀泄漏导致高温高压气体进入气缸与吸入低压低温气体混合，导致排气温度也随之升高。对于双作用活塞式压缩机，活塞环失效同样也会导致高压气体窜入低压侧，导致排气温度升高，不同的是如果活塞环失效，会导致对应的该列所有排气阀阀盖温度升高。

正常情况下两列温度差在6℃之内为正常，超过则需检查排气阀阀盖温度。

表一：正常情况下两列排气温度：

表二:异常情况下两列排气温度：

从表一可以看出当压缩机运转正常时，两列的排气温度差值在合理范围内波动变化，从表二中可以发现两列的排气温度随着时间变化差值逐渐增大，这时我们就需要进一步检查气阀，排查故障点。

2. 气阀阀盖温度

压缩机1列上有4个进气阀和4个排气阀，进、排气阀都是两个为一组，通过同组对应气阀阀盖的温度监测，可以发现气阀的完好情况，压缩机组本体没有对气阀阀盖温度监测仪表，需要值班人员每天定时用测温枪进行人工测量记录。

表三：正常情况下气阀阀盖温度

表四：异常情况下气阀阀盖温度

表五:异常情况下两列排气温度：

表四为气阀阀盖手动测量温度，表中标黄部分明显可以看出对应的一组进气阀阀盖温度差值已超出正常范围，但从表五中我们发现同一时间两列排气温度数值仍在正常范围之内波动变化，所以当进气阀损坏时，我们从排气温度上不能及时发现故障，要通过监测阀盖温度才能准确发现。表六是对进气阀3维修后监测的阀盖温度。

三、电机轴承温度

眉县站管道压缩机驱动电机功率1800kw，额定电流129.3A。在电机的驱动端和非驱动端轴承各有一个测温点。防爆电机运行时轴承外圈温度不应超过95度，且滚动轴承允许温升不大于60度。防爆电机轴承温度升高常见原因有： （一）加油量不当，应当按照要求定期给轴承加油。加油量过多或过少都不合适，加油太多会导致轴承发热，太少则轴承响，起不到润滑作用，同样发热，所以要求适量。一般规定加油量2级时为轴承室的1/2，4级及以上为2/3，但实际上可操作性差，现场大多是根据具体情况与经验而定，有时要经过多次反复。轴承正常加油后有时也会出现温度高的情况，这时现象为温度持续不断上升，到达某点后(一般在比正常运行温度高10℃~15℃左右)就会维持不变，然后会逐渐下降。

（二）加注油脂不符合要求或被污染时，也会造成温度升高。润滑油脂选用不当，不易形成均匀的润滑油膜，无法减少轴承内部摩擦及磨损，润滑不足，轴承温度升高。当不同型号的油脂混合时，可能会发生化学反应，造成油脂变质、结块，降低润滑效果。油脂受污染也会使轴承温度升高，加油脂过程中落入灰尘，造成油脂污染，导致轴承箱内部油脂劣化破坏轴承润滑，温度升高。

（三）联轴器不对中，造成电机振动过大，轴承温度升高；

（四）轴承质量问题或运行时间过长没有进行检查保养，造成轴承磨损严重，运行时温度升高。

四、终排温度

压缩机终排温度监测点在排气分离器，是指压缩后经过冷却风机输往下游管道的气体最终温度。根据威莫斯公式： Q=5033.11×D^(8/3)×((Ph^2-Pk^2)÷(Z×△×T×))^0.5

Q--天然气在标准状况下的体积流量m³/d;D--内径 cm;

Ph--输气管道计算管段或压缩机站的起点压力Mpa;

Pk--输气管道计算管段或压缩机站的终点压力MPa;

Z--天然气压缩性系数;△--天然气相对密度;

L输气管计算段的长度或压缩机站的间距km。

管道输气量取决于管径、管长、温度、相对密度、起点和终点压力，在其他条件不变的情况下温度对输气量的影响为：Q₁/Q₂= ,即管线的输气量与温度的平方根成反比，温度越低，输气能力越大。其次，在非高压情况下，温度升高气体粘度增大，温度降低粘度减小，气体流速增大，提高管道输气量。

天然气经管道压缩机压缩后通过空冷器冷却输往下游管道，场站设置两台空冷器，控制逻辑为A机在终排温度达25℃启动，下降到6℃停机，B机在终排温度达到45℃时启动，终排温度下降到25℃时B机停止运行。在运行过程中发现在排气温度超过40℃时，受制于下游管道管径，终排压力升高接机报警值，直接影响管道输送效率。通过将B空冷器启机温度调整为30℃，控制压缩机终排温度在30℃以下，经过简单计算：Q₁/Q₂= _==1.014，即提高了输气能力1.4%，又确保终排压力在安全范围内运行。

五、结论

综上所述，为了确保压缩机组安全运行，温度参数在限值以内，在日常运行过程中要做到以下几点：

1. 值班过程中要加强巡检，关注机组温度参数变化，对运行参数进行横向和纵向对比，发现问题及时处理解决；

2. 运行中定期排污，观察分离器前后差压，超过限值及时开启检查滤芯，有破损及时更换，确保气质干净，无杂质；

3. 选用符合标准润滑油，定期检查压缩机组润滑油位、油压、注油量，确保润滑良好，减少设备磨损；

4. 电机定期加注合格、清洁的润滑脂，加注时间按照规定和实际运行情况综合分析，加注量根据规定和经验合理确定。

（五）定期组织行全面检查保养，合理备用机组易损件。

作者简介：

骆朋，男，1981年，2001年7月毕业于陕西石油化工学校，2002年3月进入陕西省天然气股份有限公司，先后在杨凌分公司兴平站、眉县站任职站长职务，2021年9月进入杨凌分公司安环办工作，从事安全管理工作，2021年通过注册安全工程师考试。

王新民，男，1971年，2002年3月进入陕西省天然气股份有限公司，先后在陕西省天然气股份有限公司杨凌分公司咸阳，永乐分输站担任输气站站长，负责场站安全生产管理工作。2015年9月进入杨凌分公司生产办工作，担任生产技术办公室主任，从事安全生产管理工作，2019年评为助理工程师。