胡少華

（中石化西北油田分公司特種工程管理中心，新疆輪臺841600）

新投產(chǎn)4CFA往復(fù)壓縮機的結(jié)構(gòu)特點與管理經(jīng)驗

胡少華

（中石化西北油田分公司特種工程管理中心，新疆輪臺841600）

介紹了4CFA往復(fù)壓縮機的主要技術(shù)參數(shù)，分析4CFA系列壓縮機的結(jié)構(gòu)特點，總結(jié)了該壓縮機新投產(chǎn)后的一系列管理經(jīng)驗，為后期新用戶的管理提供參考。

往復(fù)壓縮機；4CFA；結(jié)構(gòu)特點；管理經(jīng)驗

1　引言

塔河油田現(xiàn)有成都壓縮機廠生產(chǎn)的4CFA系列氮氣壓縮機2臺，該壓縮機于2014年3月正式投產(chǎn)使用，隨著塔河油田的日益發(fā)展，大型設(shè)備的完好率將直接影響到油田正常生產(chǎn)，通過該壓縮機接近半年的運行，筆者總結(jié)了一系列該壓縮機現(xiàn)場管理方面的經(jīng)驗與壓縮機管理人員相互交流學(xué)習(xí)，以共同提高壓縮機管理水平。

2　4CFA壓縮機主要技術(shù)參數(shù)

4CFA系列壓縮機為對稱平衡型活塞壓縮機，主要由曲軸箱、中體、氣缸、氣閥、連桿、十字頭、活塞、冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)組成。該壓縮機采用移動撬裝式設(shè)計，體積小便于移動與安裝，其工作介質(zhì)為氮氣（純度大于95%），4列6缸4級壓縮。壓縮機及壓縮缸主要技術(shù)參數(shù)詳見表1和表2。

表1　壓縮機主要技術(shù)參數(shù)

3　4CFA往復(fù)壓縮機的結(jié)構(gòu)特點

4CFA往復(fù)壓縮機是國內(nèi)首臺高速高壓大排量壓縮機組，與其他國內(nèi)往復(fù)壓縮機相比其主要區(qū)別在于活塞的結(jié)構(gòu)，氣缸的工作和冷卻方式及氣閥的結(jié)構(gòu)布置方面，具體差異詳見表3。

表2　壓縮缸主要技術(shù)參數(shù)

3.1活塞桿的結(jié)構(gòu)及特點

4CFA往復(fù)壓縮機將傳統(tǒng)的活塞桿和活塞采用一體鍛造，材質(zhì)為38CrMoAl，具有較高耐磨性和疲勞強度，結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝與拆卸，重量小，且各級活塞的活塞環(huán)及支撐環(huán)的數(shù)量也根據(jù)需要進(jìn)行了調(diào)整。

3.2壓縮缸的結(jié)構(gòu)及冷卻方式

4CFA往復(fù)壓縮機壓縮缸為自然冷卻設(shè)計，具有較寬的氣道，氣流穩(wěn)定效率高，工作表面經(jīng)硬化處理，具有較好的耐磨性。Φ120和Φ85壓縮缸組件結(jié)構(gòu)與布置同國內(nèi)其他往復(fù)壓縮機大致相同，其Φ75～ Φ36壓縮缸組件則為一體化設(shè)計，數(shù)量為2個，分布于曲軸的另一側(cè)，位于同一側(cè)兩個的Φ75（Φ36）壓縮缸組件公用一個3級（4級）進(jìn)氣緩沖罐，同時2個 Φ75壓縮缸組件公用一個3級排氣緩沖罐，而Φ36壓縮缸組件則分別配置了2個串聯(lián)球形排氣緩沖罐。4CFA壓縮機氣缸組件結(jié)構(gòu)圖詳見圖1～3。

圖1　4CFA壓縮機Φ120壓縮缸結(jié)構(gòu)圖

圖2　4CFA壓縮機Φ85壓縮缸結(jié)構(gòu)圖

表3　4CFA系列往復(fù)式壓縮機結(jié)構(gòu)差異

圖3　4CFA壓縮機Φ75～Φ36壓縮缸結(jié)構(gòu)圖

3.3氣閥結(jié)構(gòu)及布置

4CFA往復(fù)壓縮機根據(jù)其排氣量設(shè)置與之適應(yīng)的氣閥數(shù)，氣閥均為網(wǎng)狀閥，隨著壓縮機吸、排氣進(jìn)行有規(guī)律的開啟和關(guān)閉，其中Φ120、Φ85及Φ75壓縮缸氣閥分布于氣缸兩側(cè)，均為進(jìn)、排氣閥相互獨立，而Φ36壓縮缸氣閥則為進(jìn)、排氣組合閥，且位于活塞軸向端。

3.4壓縮機冷卻系統(tǒng)

4CFA往復(fù)壓縮機的冷卻方式采用冷卻液循環(huán)冷卻及空冷，循環(huán)液冷卻是一個由水泵、膨脹水箱、節(jié)溫器及水管路組成的一個封閉密封系統(tǒng)，水箱上部安裝有膨脹水箱，可向系統(tǒng)內(nèi)加冷卻液，也可由此向外排放系統(tǒng)產(chǎn)生的水蒸氣主要為壓縮機的油冷器及填料冷卻；空冷器由一級、二級、三級、四級冷卻管束箱、循環(huán)液管束箱等部件組成，用以冷卻壓縮的氣體和循環(huán)冷卻液，冷卻管束采用列管式，外纏繞鋁翹片，熱交換面積大，冷卻效率高，風(fēng)量可以通過手動百葉窗進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制排氣溫度。

4　4CFA往復(fù)壓縮機管理經(jīng)驗

4.1積極開展壓縮機動態(tài)監(jiān)測

4CFA往復(fù)壓縮機通過各種檢測元件實時監(jiān)控壓縮機各項參數(shù)，其中9個壓力監(jiān)控點，11個溫度監(jiān)控點，一個注油器無流量監(jiān)控點，4個液位監(jiān)控點，一個油位監(jiān)測點，一個低水位監(jiān)測點，3個振動監(jiān)測點。各監(jiān)測點均設(shè)置有報警值和停機值以實現(xiàn)壓縮機自我保護(hù)功能，但只停留在直接測量數(shù)據(jù)分析、人工經(jīng)驗及統(tǒng)計等被動保護(hù)階段，這些信息往往依靠人工經(jīng)驗推理判斷，具有不確定因素，并以概率的方式出現(xiàn)，不能準(zhǔn)確診斷故障，還需要采取一些專用的儀器及技術(shù)手段對壓縮機的運行狀態(tài)進(jìn)行定期監(jiān)測，例如紅外線測溫儀，便攜式測振儀，聽診棒等對氣閥、氣缸溫度及聲音，重要部件的振動進(jìn)行額外的監(jiān)測。對于新投產(chǎn)壓縮機管理人員應(yīng)制定合理的動態(tài)監(jiān)測計劃，定期分析各參數(shù)變化規(guī)律，為壓縮機的預(yù)期保養(yǎng)提供理論基礎(chǔ)；同時在條件允許的情況下還可引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)，通過紅外線、超聲波、振動傳感、壓力傳感相結(jié)合等技術(shù)，在現(xiàn)有監(jiān)測參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的設(shè)備診斷方法，充分利用各部件振動、噪聲等監(jiān)測曲軸、連桿、十字頭、活塞、氣閥等重要部件的技術(shù)狀態(tài)。

4.2壓縮機油水潤滑管理

往復(fù)壓縮機廣泛采用壓力強制潤滑，通過注油器或潤滑油泵為潤滑油路提供正壓對壓縮機大型運動部件摩擦副（主軸瓦、連桿瓦、十字頭襯套等）及高壓部件（氣缸及填料等）進(jìn)行潤滑，其特點是潤滑充分，能降低摩擦副表面的溫度并清除附著在其表面的金屬磨粒。

首先，新投產(chǎn)使用的壓縮機應(yīng)按照其操作手冊要求使用規(guī)定或者同等潤滑油，在不確定油品類型時應(yīng)與壓縮機生產(chǎn)廠家聯(lián)系，核實油品的型號，同時在新油品到貨后應(yīng)及時進(jìn)行檢驗，確保油品質(zhì)量合格，加注或者更換油品時應(yīng)保證前后2種油品相同，加注或更換的是同等油品需對壓縮機潤滑系統(tǒng)清理干凈，防止因使用油品不當(dāng)、劣質(zhì)及參混導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。

其次，壓縮機在預(yù)潤滑和運行中一定要保證潤滑油壓力、溫度和液位在規(guī)定范圍內(nèi)，潤滑不足則會加速各摩擦副的磨損，而潤滑過度容易引起壓縮機氣道及氣閥積碳過多，使填料箱產(chǎn)生液壓效應(yīng)造成填料漏氣等。

再次，應(yīng)積極開展油液分析，潤滑油的衰敗長度會隨著壓縮機性能參數(shù)變化而變化，磨損微粒也會呈現(xiàn)出不同的特征，通過分析潤滑油中顆粒的形狀大小、數(shù)量及分布狀態(tài)，評價設(shè)備的磨損狀態(tài)，預(yù)測其發(fā)展趨勢。

4.3壓縮機維護(hù)保養(yǎng)管理

壓縮機的維護(hù)保養(yǎng)主要分為常規(guī)保養(yǎng)、預(yù)防保養(yǎng)及事后維修3種，常規(guī)保養(yǎng)主要是依據(jù)壓縮機操作手冊對壓縮機進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，是壓縮機維護(hù)保養(yǎng)工作的基礎(chǔ)，預(yù)防保養(yǎng)是建立在人工經(jīng)驗，動態(tài)監(jiān)測及油液分析的基礎(chǔ)上而制定的預(yù)防性保養(yǎng)，事后維修是壓縮機故障后的恢復(fù)性維修。

新壓縮機一般采取定期保養(yǎng)、結(jié)合預(yù)防保養(yǎng)、盡量減少事后維修的方式進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)情況制定切實有效的定期保養(yǎng)規(guī)程，并按時保養(yǎng)到位；其次充分利用狀態(tài)監(jiān)測及油液分析開展預(yù)防保養(yǎng)，通過定期維護(hù)保養(yǎng)與預(yù)防保養(yǎng)相結(jié)合，減少恢復(fù)性維修，達(dá)到壓縮機維護(hù)保養(yǎng)及時、有效的目的，最后在保養(yǎng)作業(yè)完成后應(yīng)認(rèn)真做好保養(yǎng)記錄，交接班時應(yīng)對壓縮機保養(yǎng)內(nèi)容及存在的問題交接清楚，便于接班人員了解壓縮機的技術(shù)狀況。

4.4壓縮機備品、備件及工具管理

備品、備件管理是壓縮機日常管理的重要組成部分。建立健全的壓縮機備品、備件管理，主要包括落實備品、備件的規(guī)格型號、單臺壓縮機使用數(shù)量，制定合理的儲備數(shù)額，需求計劃的上報，物資到貨驗收及存儲等。由于往復(fù)壓縮機配件生產(chǎn)周期長，且不可替代性，故壓縮機管理人員在新壓縮機投產(chǎn)使用后，應(yīng)及時與上級物資管理部門溝通，并有預(yù)見性提前上報需求計劃，確保備品、備件供應(yīng)渠道通暢，備品、備件到貨后應(yīng)組織相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行檢驗，確保合格后方能接收，并按照備品、備件的要求正確存儲，避免因不合格或存儲不當(dāng)造成損壞，同時要建立備品、備件消耗臺賬，摸清其消耗規(guī)律，為合理制定需求計劃提供基礎(chǔ)。

壓縮機組備品、備件及隨機工具專用工具應(yīng)以場站就近原則儲備，并指定專人定點保管，專用工具嚴(yán)禁借作他用或未按規(guī)定使用，避免其人為損壞，同時應(yīng)按照壓縮機操作手冊及時配備齊全自備工具。

4.5加強管理人員技能水平

4CFA往復(fù)壓縮機與普通往復(fù)壓縮機在結(jié)構(gòu)性能等方面存在一定差異，管理人員只有充分了解壓縮機的各項參數(shù)及性能指標(biāo)，才能及時發(fā)現(xiàn)并處理壓縮機故障，同時避免壓縮機在維護(hù)保養(yǎng)過程中，因人為原因造成的2次故障。因此對壓縮機管理人員提出以下要求：

（1）加強自主學(xué)習(xí)意識，提高自學(xué)能力，充分利用各種學(xué)習(xí)資料或者培訓(xùn)，全面掌握壓縮機各項性能參數(shù)及運行特點，為后期壓縮機操作、維護(hù)保養(yǎng)及故障處理提供理論基礎(chǔ)；

（2）注重理論與實踐相結(jié)合，只有多深入現(xiàn)場才能將理論知識應(yīng)用到日常維護(hù)保養(yǎng)及故障處理中，也有助于培養(yǎng)獨立的故障判斷及處理能力，同時也可用現(xiàn)場實際經(jīng)驗加深理論知識的理解，達(dá)到理論與實踐經(jīng)驗共同進(jìn)步的目的；

（3）善于學(xué)會總結(jié)，對于壓縮機每次出現(xiàn)的問題不能停留在機組恢復(fù)上，應(yīng)該更深層次的探索故障產(chǎn)生的原因，并提出長遠(yuǎn)可行的方案，這才是保障壓縮機安全平穩(wěn)運行的長久之計。

5　結(jié)語

本文簡要概括了4CFA往復(fù)壓縮機主要技術(shù)參數(shù)，通過與國內(nèi)其他壓縮機的對比，總結(jié)了4CFA系列往復(fù)壓縮機與國內(nèi)其他壓縮機存在的差異，列舉一系列該壓縮機現(xiàn)場管理經(jīng)驗，為后期該壓縮機管理提供了理論依據(jù)，有利于該壓縮機新增用戶快速掌握其相關(guān)性能參數(shù)，并為新用戶對該壓縮機管理提供了可參考性的建議。

［1］李彩霞，楊建剛，朱瑞.大型往復(fù)式壓縮機故障分析及預(yù)防措施［J］.壓縮機技術(shù)，2012，（1）：54-57.

［2］吳曉棟.往復(fù)式壓縮機常見故障及原因分析［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（13）：72.

［3］劉衛(wèi)華，郁永章.往復(fù)壓縮機故障診斷方法的研究［J］.壓縮機技術(shù)，2001，（1）：3-5.

Structure Characteristics and Management Experience of 4CFA Reciprocating Compressor in First Use

HU Shao-hua
（Special Engineering Management Center，Northwest Oilfield Company，SINOPEC，Luntai 841600，China）

This paper introduces the main technical parameters of 4CFA reciprocating compressor，analyzes the structural features about this compressor，finally，summarizes a series of management experience on the compressor in first use，which provides reference for the management of new users about this compressor.

reciprocating compressor；4CFA；structure characteristic；management experience

TH457

B

1006-2971（2015）02-0057-04

胡少華（1986-），男，助理工程師，2010年畢業(yè)于長江大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)主要從事石油化工行業(yè)設(shè)備現(xiàn)場管理工作。

2014-10-10