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1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 2009?6? ?218? ? ?: 2009 - 04 - 20 ?: 100622971(2009) 0620061203 浅谈我国主要天然气长输管线压缩机使用情况 江 勇 1 ,陈 娟 2 ,张宝强 1 ,焦如义 1 (1 1中国石油天然气管道科学研究院,河北 廊坊065000; 21中国石油天然气管道局维抢修分公司,河北 廊坊065000) ?:介绍了常用压缩机在西气东输和陕京一线上的使用情况,并对不同管线
2、应用的压缩机型号、 运 行参数、 检测标准、 压缩机的维护保养以及在线监测系统等方面进行分析。 ?:压缩机;运行参数;维护保养 ?: TH457?:B 0 序言 压缩机是将驱动机的机械能传给气体,提高气 体的压力和速度,用来压缩和输送气体的机械。其 中,天然气压缩机在我国长输天然气管道运输中具 有广泛的应用,增压、 注气和传输都离不开它。常用 天然气压缩机有往复压缩机(如活塞式)和离心压 缩机。活塞压缩机是依靠容积的变化来压缩空气 的;离心压缩机指气体在压缩机中的运动是沿垂直 于压缩机轴的径向进行的,工作轮在旋转的过程中, 由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动,使 气体的压力得到提高,速度
3、也得到提高。随后在扩 压器中进一步把速度能转化为压力能,通过它可以 把气体的压力提高 1 。 目前,我国主要的在役天然气长输管道有西气 东输、 陕京线、 忠武线、 涩宁兰等管线,本文重点介绍 西气东输及陕京线常用压缩机的使用情况。 1 压缩机型号 目前,西气东输管道自投运以来,已建成投运 18座干线压气站,其中有12个压气站使用的都是 由NVOVO PIGNONE/GE(新比隆/GE)公司提供的 PGT 25 +燃气轮机动力机组和PCL800系列压缩机 组。GE公司为西气东输管道的增输总共提供了20 套PGT 25 +燃气轮机动力机组和24台PCL800系 列压缩机组。每套PGT25 +燃气轮
4、机都是GE飞机 发动机集团在美国俄亥俄州辛辛那提市制造的 LM2500 +燃气发生器与GE石油天然气集团在意 大利佛罗伦萨市制造的高速动力透平匹配组成。除 提供设备以外, GE的供货合同还包括提供机组的安 装、 调试和培训服务,以及为期12年的产品备件和 技术服务要求。 目前,陕京线包括应县站、 榆林站、 府谷站、 灵丘 站。应县压气站有3台压缩机组,采用德国西门子 公司ISB2643 - 2JW90 - Z型变频电机驱动美国德 莱塞兰公司CDP - 416型离心压缩机。榆林压气站 有5台压缩机组,其中有4台美国库伯公司16SGT 型燃气发动机驱动美国库伯公司的MH64型往复压 缩机;另外一台
5、由美国汉诺华公司成撬,美国卡特彼 勒公司G3612TALE型燃气发动机驱动美国库伯公 司MH64型往复压缩机。府谷压气站有3台压缩机 组,采用美国索拉公司金牛座60型燃气轮机驱动美 国德莱塞兰公司CDP - 416型离心压缩机。灵丘压 气站有两台压缩机组,采用美国索拉公司金牛座60 型燃气轮机驱动美国德莱塞兰公司CDP - 416型离 心压缩机。 2 运行参数及检测标准 压缩机主要检测的运行参数包括:进出口压力、 进出口温度、 流量和转速等。表1是西气东输使用 的PCL800系列离心压缩机的运行参数范围;表2 是陕京线-应县站CDP - 416型离心压缩机的运行 参数范围;表3是陕京线-应县站
6、辅助系统参数范 围;表4是压缩机测试所依据的标准。 16 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ ?1?- PCL800? 序号参数参数范围 1进口压力,MPa0. 58 2出口压力,MPa4. 3 4进口阀允许打开差压, kPa20. 7 5油箱加热器开,21 6油箱加热器关,26. 7 ?4? 燃气轮机 API616(Gas Turbine for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services ) 离心压
7、缩机 API617(CentrifugalCompressors for Petroleum,Chemical, and Gas Industry Services ) 往复压缩机 API618(Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services) 压缩机性能测试 AS ME PTC10(Performance TestCode on Compressors and Exhausters) 压缩机组维护保养规定HY/ZY- 17 - 03 - 2006 压气站润滑油管理规定HY/ZY- 17
8、- 04 - 2006 压缩机组运行紧急方案HY/ZY- 29 - 04 - 2006 3 压缩机维护保养 压气站压缩机的维护保养标准主要是根据压缩 机使用要求以及维护单位工作经验制定,一般对于 不同型号的压缩机有不同的行业标准与之对应。但 是,目前国内没有统一的标准。 压缩机维护一般分为4个步骤: (1)例行维护 保养 ; (2) 二级维护保养 ; (3) 三级维护保养 ; (4) 压 缩机组大修。 例行维护保养每天进行,由操作站巡检人员完 成;压缩机组连续运行4000 h左右进行二级维护保 养,连续运行8000 h左右进行三级维护保养,连续 运行2800040000 h左右进行大修。这些都
9、由专 业的维护保养单位完成。 在试机验收中,一级保养可靠性考核12 h,二级 保养可靠性考核24 h,三级保养可靠性考核36 h,大 修机组可靠性考核72 h,性能测试考核不少于4 h。 记录并收集运行参数,计算机组实际输出功率 和新机组验收功率进行比较,其误差在3%左右为 合格,否则查找原因直到合格为止。 检查机组有无异常报警,应当对保养后的数据 抓屏,与保养前的数据进行对比,得出保养结果,写 出总的验收报告。 4 在线监测系统 目前,所有的压气站都有很完善的在线监测和 控制系统,各压缩机组包括主系统、 润滑油系统、 密 封气系统、 冷却系统。主系统包括电机、 齿轮增速 箱、 压缩机的振动与
10、温度监测、 进出口压力等参数的 监测。 目前,压缩机产生故障多半是由于振动过大而 产生的,所以振动检测尤其重要。图1是应县压气 站机组对压缩机在线监测的数据采集点。其中TE 代表温度,VE代表振动, ZE代表轴向移动。表5是 应县压气站机组对温度信号、 轴向偏移信号和振动 信号的监测标准。一旦超过报警值,系统将会发出 报警。 图1 压缩机监控数据采集点 26 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ ?5? ? 序号参数名称参数代号报警值停机值 1离心压缩机
11、驱动端径向轴承温度ATE701 - A110oC121 2离心压缩机驱动端径向轴承温度BTE701 - B110121 3离心压缩机非驱动端径向轴承温度ATE702 - A110121 4离心压缩机非驱动端径向轴承温度BTE702 - B110121 5离心压缩机非驱动端推力轴承外侧温度ATE703 - A110121 6离心压缩机非驱动端推力轴承外侧温度BTE703 - B110121 7离心压缩机非驱动端推力轴承内侧温度ATE704 - A110121 8离心压缩机非驱动端推力轴承内侧温度BTE704 - B110121 9压缩机非驱动端推力轴承轴向偏移AZE703 - A250m390m
12、 10压缩机非驱动端推力轴承轴向偏移BZE703 - B250m390m 11压缩机非驱动端径向轴承X方向振动VE702 - X56m71m 12压缩机非驱动端径向轴承Y方向振动VE702 - Y56m71m 13压缩机驱动端径向轴承X方向振动VE701 - X56m71m 14压缩机驱动端径向轴承X方向振动VE701 - Y56m71m 5 总结 随着在役管线压缩机组使用时间的不断增加, 如何提高压缩机维检水平以及制定合理的维修管理 体系将是今后工作的重点。 ?: 1 郝点,魏统胜.压缩机手册M .北京.中国石化出版社, 2003. ?:江勇(1979 - ) ,男,安徽安庆人,硕士研究生,
13、工程师,主 要从事管道施工设备设计工作。 (上接第60页) (1)降低涡旋压缩机的加工成本,主要是涡旋 盘的加工。即寻找具有良好性能的型线,涡旋压缩 机的设计研究建立在提高涡旋压缩机整机特性基础 上对表征涡旋型线本质特征的涡旋型线的形函数本 身-通用涡旋型线进行多学科协同优化设计研究。 (2)研究新的环保型制冷剂对涡旋压缩机结构 的新要求。 (3)增大涡旋压缩机的功率范围,拓宽其应用 领域,特别是研究其变频特性以及在涡旋压缩机的 应用。 (4)不使用润滑油,可有效防止涡旋压缩机的 对空气的污染,进而提高空气压缩的质量,对无油润 滑涡旋压缩机进行深入研究。 4 结论 纵观压缩机发展历程,我们可以
14、看出从第1代 往复压缩机到第2代的回转式压缩机再到第3代的 容积式压缩机,相对来说无论是从结构、 效率、 空气 压缩质量、 噪声等性能方面一代比一代综合性能更 加优越,就现阶段流行的涡旋压缩机来说,在最基本 的型线优化中向通用涡旋型线方向发展,在制冷剂 方面寻找环保。高效的新型制冷剂,将更加先进的 变频技术应用到涡旋压缩机,研究应用不使用润滑 油以提高涡旋转压缩机对空气的压缩质量等等方面 的研究。上述这些研究都是基于整机性能上的分化 研究,最终目的也是提高整机性能。 我国空调制冷压缩机技术核心主要掌握在美 国、 日本、 韩国等国家手中,我们应从节能降耗和环 保两方面入手,努力提升产品的综合性能
15、,力图为提 高国民经济的发展质量和构建和谐社会作出贡献。 ?: 1 李连生.流体机械及压缩机技术的现状与发展J .通用机械, 2003 (9) : 2 - 4. 2 魏钟南.世界压缩机发展趋势 J .制冷技术, 2001 (1) : 48 - 53. 3 李超,赵荣珍,刘振全,等.涡旋式空气压缩机润滑系统的研究 J .润滑与密封, 2004, 164 (7) : 104 - 105. 4 陈进,王立存,李世六.通用涡旋型线理论研究与深入分析 J .机械工程学报, 2006, 42 (5) : 11 - 15. 5 王立存,陈进,李世六,何景熙.基于泛函的涡旋型线共轭啮合 研究J .机械工程学报
16、,2007, (3) : 50 - 53. 6 朱明善,王鑫.制冷剂的过去、 现状和未来J .制冷学报, 2002 (1) : 14 - 20. 7 L. Wang Y . Zhao L. Li G . Bu P. Shu Research on oil2free her metic refrigeration scroll compressor Proceedings of the Institution ofMe2 chanical Engineers . PartA, Journal of power and energy, (0957 - 6509) ,Volume 221, Issu
17、e 7, 2007, Pages 1049 - 56. 8 The Alliance for Responsible Atmospheric Policy, HCFCs, The Proven Solution, 2000, 11. 9 Hiroshi Hasegawa,MitsuhiroIkoma. Experimental and Theoretical Study of Hermetic CO2Scroll CompressorA . Preliminary Pro2 ceedings of the 4th II R2Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids at Purdue, 2000: 347 - 353. ?:张贤明(1955 - ) ,男,研究员,硕士生导师,重庆工商大学 机械工程学院院长,重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工 程研究中心副主任,全国分离机械专业委员会副主任委员,中国机 械工程 董事, 流体机械 编委, 环境科学与技术 理事,国家人事 部西部开发顾问,国务院特贴专家。长期从事废油综合利用、 节能、 节油、 环保研究,主持国家及省部级项目30多项,开发了200多种规 格型号的油处理产品,获12项国家专利,发表论文90多篇。 36