【壓縮機網】1、引言

 

　　蘇里格氣田4座天然氣處理廠是整個蘇里格氣田的核心，天然氣壓縮機又是該廠心臟。天然氣壓縮機一旦出現問題，往往會導致天然氣處理裝置停產、輸氣管道停運、火災爆炸、環境污染、人員傷亡等重大事故的發生。因此深入開展天然氣處理廠往復壓縮機組運行過程中風險因素識別，強化現場管理，控制和消減各類風險隱患，確保天然氣處理廠增壓站壓縮機組的安全運行顯的尤為重要。

 

　　2、天然氣壓縮機組的組成

 

　　機組（如圖1）主要由：發動機、壓縮機、壓力容器、燃料氣系統、自控系統、冷卻系統、潤滑系統、啟動系統等組成。這些設備通過連接組合成一個整體，壓縮機設有敏銳的傳感報警停機裝置。一旦某個系統出現異常，傳感器將感應到的信號發送到ECM當中，由ECM對接收到的數據和系統設定參數進行對比分析，最后發出報警或者停機信號，迫使設備停止運行，從而保證了設備安全。

 

 

　　發動機通過聯軸器和壓縮機相連，帶動壓縮機組作往復活塞式運動從而實現對氣體的壓縮，其中壓力容器主要起到過濾、洗滌和緩沖作用。自控系統作為整個系統的監控和信息傳輸，確保了整個系統能夠安全運行。冷卻系統主要采用了防凍液完成對發動機、壓縮機需要冷卻的部位進行降溫，以保證整個系統溫度在正常范圍。整個系統能否正常運行主要的就是潤滑是否良好，如果潤滑不良將造成設備內部嚴重磨損，甚至抱軸。啟動系統作為設備運行的初始動力，也是影響設備能否順利啟動并運行的原因之一?？傊?，壓縮機組所有系統都是缺一不可的，內部結構協調一致才能保證整個系統安全平穩運行。

 

　　3、天然氣壓縮機組運行過程風險識別

 

　　目前，蘇里格氣田檢查天然氣處理廠4座，天然氣處理能力180×108m3/a，4座天然氣處理廠共有美國漢諾華公司生產的往復式天然氣壓縮機27臺。天然氣壓縮機作為4座天然氣處理廠關鍵核心設備，其作用是給天然氣增壓。

 

　　因天然氣具有易燃、易爆的特性，其主要風險是天然氣泄漏和空氣進入壓縮系統引起的燃爆風險，以及超壓引起的物理性爆炸。當壓縮機潤滑油出現供油量不足、曲軸箱中的油面高度降低時，會引起潤滑不良，油溫升高，導致燒瓦、卡活塞等事故。如果加的過多，運轉時會有過多的機油竄入燃燒室，造成積碳，還會使設備不能正常工作。

 

　　另外，水質的達標與否對壓縮機組的安全運行有著長期的影響，水質不良將造成機身、缸體、管道等的腐蝕和堵塞，嚴重時還會導致設備報廢。

 

　　下面按照增壓站天然氣壓縮機生產過程設備設施、環境及人員活動，對其中可能存在的危險進行識別。

 

　　3.1 增壓站生產設備設施及環境

 

　?。?）增壓站的核心設備是天然氣壓縮機及附帶燃氣發動機、空冷器等；

 

　　（2）附屬設備有：為增壓站壓縮機大修安裝天車、消防水管線及消火栓、可燃氣檢測儀、視頻監控攝像頭、照明設施、軸流風機等其他輔助設施；

 

　?。?）廠房采用彩鋼瓦鋼梁棚室結構；

 

　?。?）增壓站設備維護可能使用到的設備，施工單位使用的發電機、起重機、運輸車輛；專業維修用的電焊機、氣焊；外來參觀人員攜帶的照相機、攝像機等。

 

　　3.2 增壓站人員及主要工作活動

 

　?。?）增壓站固有的生產值班和管理人員，外來檢查參觀人員，進場施工人員，專業維檢修作業人員，新來員工或實習人員及外來設備調試人員等；

 

　　（2）主要的工作活動包括：崗位巡檢、流程切換、設備啟（停） 機操作；設備維護、定期檢查、維檢修作業；滅火、搶險救災等。

 

　　3.3 增壓站天然氣壓縮機風險識別

 

　　3.3.1天然氣壓縮機系統火災

 

　　天然氣泄漏和原動機產生電火花（明火） 是壓縮機發生火災、爆炸事故的重要原因。壓縮機系統火災危險性表現為以下幾個方面：

 

　?。?）易形成爆炸性混合物

 

　　天然氣通過缸體連接處、吸排氣閥門、軸封處、設備和管道的法蘭、焊口和密封等缺陷部位泄漏，設備局部腐蝕穿孔、疲勞斷裂或壓縮機房通風不良，油氣積聚，以及上游來物料較臟或過濾器未及時清理，使過濾器憋卡，尤其泄漏，導致高壓天然氣噴出，與空氣形成爆炸性氣體混合物，遇火源引起空間的爆炸或火災。

 

　?。?）點火源

 

　　違章作業（如使用明火、非防爆工具），不按規定穿戴防靜電工作服、工作鞋等；壓縮機裝置未采取防靜電措施或防靜電措施有缺陷等；防爆燈具、開關、電氣設施選型錯誤或接線不符合規范。內燃機驅動壓縮機，內燃機排氣管未設隔熱層，出口處無防火罩；當排氣管穿過屋頂時，其管口距離屋頂高度不夠；當穿過側墻時，排氣方向朝向散發油氣或有爆炸性危險的場所。

　?。?）設備內溫度超高

 

　　天然氣經壓縮后溫度會迅速提高，如果設備內冷卻系統不能有效地運行，會使潤滑油黏度降低，失去潤滑作用，使設備的運行部件摩擦加劇，進一步造成設備內溫度超高；同時高溫能使冷卻水（冷卻液） 發生聚合、分解以致自燃引起火災。

 

　?。?）誤操作

 

　　操作人員會因受心理、生理或情緒等方面的影響出現操作失誤。例如壓縮機裝置啟運前，未置換工藝流程內的空氣；壓縮機發生事故需緊急停車時，操作人員因緊張而未能及時關閉進氣閥，也會造成供氣設備的超壓，最終導致爆。另外，壓縮機的出口被人為關閉或未及時清洗的異物堵塞都有可能造成憋壓，導致壓縮機發生物理性爆炸。

 

　?。?）設備缺陷

 

　　設備缺陷或故障產生于設計、制造、安裝、運行和檢修等各個環節，主要是由于材質及制造工藝不良所致。例如安全閥堵塞或損壞而失靈，超壓部分得不到及時泄放導致的爆炸；壓力或溫度顯示儀表出現讀數差錯或顯示失真時引發的誤操作導致的爆炸；壓縮機的受壓部件機械強度本身不符合要求或因水濁、腐蝕性介質等腐蝕，使其強度下降，在正常的操作壓力下也能夠引發物理性爆炸。

 

　　3.3.2機械傷害

 

　　壓縮機聯軸器裸露，造成機械傷害。

 

　　3.3.3噪聲

 

　　在壓縮機房中壓縮機等高速運轉設備運行時產生較大機械噪聲；這些噪聲在90～118dB(A)，屬于強噪聲。噪聲除損害聽覺器官外，對神經系統、心血管系統亦有不良影響。長時間接觸，能使人頭痛頭暈、易疲勞、心慌亂、記憶力減退、失眠多夢、神經衰弱。對心血管系統影響，表現為心跳加速、心律不齊，并影響脂肪代謝，使膽固醇增高、冠心病發病率增多。

 

　　3.3.4潤滑

 

　　潤滑是機組良好運行的重要保障，一旦潤滑不良將導致重大故障發生，例如：由于潤滑不良造成十字頭磨損或者發動機連桿故障。大部分機械故障都是由于潤滑不良造成的，所以只要保證了機組能夠在良好的潤滑條件下運行就會避免大部分故障發生。為了降低由于潤滑導致故障發生，首先要從監控潤滑油質量來控制，所以設備潤滑是設備管理的一項重點工作。

 

　　3.3.5溫度

 

　　機組在啟運和加載前，發動機和壓縮機的潤滑油溫度、發動機和壓縮機軸承溫度都是非常重要的因素，尤其是在冬季生產當中，保證各項溫度也就能夠減少大部分故障發生。例如，壓縮機要求潤滑油溫度達到30℃時才能夠加載，所以操作員工必須待溫度達到30℃時才能進行加載操作，否則將影響機組壽命甚至導致機組嚴重故障發生。

 

　　4 風險控制消減措施

 

　　4.1 設計安裝符合要求

 

　　（a）天然氣壓縮機宜露天或棚式布置；（b）天然氣壓縮機棚或封閉式廠房的頂部應采取通風措施；（c）天然氣壓縮機廠房的樓板，宜部分采用箅子板；（d）壓縮機廠房內應設有可燃氣體報警裝置；（e）壓縮機設備基礎、基座堅固完整；（f）地腳螺栓及各部連接螺栓滿扣、齊整、緊固；（g）設備接地電阻小于10Ω。

 

　　4.2 附件及輔助系統齊全

 

　?。╝）壓縮機和動力機間的傳動設施采用三角皮帶或防護式聯軸器；

 

　?。╞）多級壓縮的壓縮機各段間，應設置冷卻和氣液分離設備；

 

　?。╟）壓力、流量、溫度、液位等二次儀表變送器應每年校驗一次；

 

　　（d）各級分離器液位控制和高低液位報警及放空等設施完好；

 

　　（e）有關的安全閥、壓力表安全附齊全可靠、定期校驗。

 

　　4.3 防止和消除火花的措施可靠

 

　　（a）當采用內燃機驅動時，內燃機排氣管有隔熱層，出口處安裝防火罩；

 

　?。╞）當采用燃氣發動機或燃氣輪機驅動時，原動機的排氣管出口引至室外安全地帶；

 

　　（c）壓縮機爆炸危險區域內的電器設施采用防爆電器；

 

　　（d）接線盒、導管和儀表設備的安裝符合防爆要求。

 

　　4.4 防泄漏、抽空措施完備

 

　?。╝）壓縮機進氣管道，有防止產生負壓的措施；（b）軸封填料定期更換，確保無泄漏；（c）啟動、停車安全連鎖系統（壓縮機進出口天然氣壓力、溫度，潤滑油油壓、溫度，冷卻液壓力、溫度，壓縮機振動，分離器液位等）靈敏可靠；（d）投運新安裝或檢修完的壓縮機前，應對機組、管道、容器、裝置系統進行氮氣置換，檢測合格。

 

　　4.5 安全防護措施到位

 

　?。╝）壓縮機天然氣管線宜地上鋪設，設有定期檢測厚度的檢視點；

 

　　（b）壓縮機聯軸器、空冷器等運轉部分設有防護罩；

 

　?。╟）潤滑油系統、封油系統、冷卻系統、氣體密封、平衡管等暢通好用，無泄漏。潤滑油、冷卻液選用符合要求；

 

　?。╠）壓縮機運行參數（溫度、壓力、轉速等），各部軸承、十字頭溫度正常；

 

　　（e）壓縮機運轉平穩無雜音，機體及管系振幅在允許范圍內；

 

　　（f）壓縮機棚采取了降噪處理，崗位人員進出壓縮機房佩戴隔音耳罩。

 

　　4.6 維護保養符合規定

 

　?。╝）設備說明書、配件目錄、設備結構圖及易損配件圖齊全；

 

　?。╞）潤滑油定期分析記錄、定期狀態監測記錄、維保記錄等設備檔案齊全；

 

　?。╟）壓縮機的日常維護保養按照生產廠家提供的設備說明書實施。

 

　　4.7 各項管理制度健全，措施落實到位

 

　?。╝）天然氣壓縮機本體及附帶各類設備資料齊全完整，各類維保、大修記錄填寫認真規范；（b）崗位人員經過培訓，持證上崗（壓力容器操作證），能按照崗位標準作業程序啟（停）壓縮機，勝任天然氣壓縮機維修保養現場監護工作；（c）壓縮機建立定期驗漏、緊固地腳螺栓、防雷接地檢測、可燃氣體報警儀標定、壓縮機附帶壓力容器定期檢測、震動檢測、壓縮機連鎖報警停機、安全附件定期校驗、油品檢測、視頻監控、維護保養制度，措施落實到位；（d）維保單位資質能力、手續齊全，簽訂安全合同、維保協議，維保合同履行到位；（e）制定具體維保人員管理制度，經安全培訓、業務技能考試合格；（f）新壓縮機投運，應進行氮氣置換，經檢測氧氣濃度低于2%，方可進氣調試；（g）根據不同層面員工需求，制定全年壓縮機培訓計劃，按計劃開展培訓；（h）建立外來人員、維保人員管理制度，進入增壓站所有人員勞保齊全，戴隔音耳罩；（i）應急消防器材配置到位，定期檢查，處理廠消防通道暢通，應急門完好，應急庫物資儲備充足，就近處理廠消防隊隨時處于待命狀態；（j）軸流風機、窗戶等通風設施完好，視頻監控攝像頭能全部覆蓋增壓站每臺壓縮機，中控室DCS 操作平臺能實現壓縮機遠程停機；（k）開展了增壓站風險辨識，制定詳細的天然氣壓縮機房火災、爆炸應急預案，并定期開展演練。

 

　　5 、結論

 

　　在蘇里格氣田跨越式發展過程中，天然氣處理廠是整個蘇里格氣田的核心，因此加強處理廠天然氣壓縮機安全管理，確保關鍵核心設備正常運轉，是保障蘇里格氣田安全生產的重要環節。只有保障健康、安全環境，才能實現和諧、穩定的發展目標。