【壓縮機網】大型往復式天然氣壓縮機是利用活塞在氣缸內做往復運動來壓縮天然氣，以提高氣體壓力并輸送具有一定壓力氣體的機械，是海上采油平臺以及陸地處理廠的關鍵設備之一，具有熱效率高、運行穩定、適用壓力范圍廣等諸多優點，主要用于天然氣回注、外輸、燃氣透平燃料提壓供給，在油氣生產過程中發揮著重要作用。

　　目前，國內如中石油、中石化，中海油等相關石油產煉企業往復式壓縮機設備型號品牌眾多，大多數為國外進口機組，常規年檢的配件費用十分昂貴。隨著壓縮機本身及生產環境的服役年限增加以及技術工藝的更新，近年來壓縮機故障率頻繁，同時大型往復式壓縮機的維修保養所需的技術含量較高，工作量較大，對維保人員的自身素養要求也較高，這也增加了維保工作量及工作難度。此類壓縮機在采購定價及采購周期方面也存在不穩定的情況，容易造成維修保養工作不能按照計劃時間實施，給設備運行帶來隱患。為了解決上述問題，以及預防未來往復式壓縮機配件維修不穩定的不利局面，需要對往復式壓縮機配件國產化技術進行研究與替代應用。

　　大型往復式天然氣壓縮機填料密封結構包擴氣封和油封兩部分。其中，氣封部分大多是由4組BT型密封環構成的，每組2個BT型密封環；第4組密封環前有漏氣回收口，但BT密封環起不到漏氣密封效果，導致實際參與密封的密封環只有3組，而一般生產環節，壓縮機排氣壓力13公斤處于臨界狀態，很容易失效，進而引發氣缸內壓縮氣體泄漏至曲軸箱內，容易造成潤滑油乳化，成為設備運行的安全隱患。另外，油封部分的刮油盒設置在填料總成的固定法蘭內，刮油環刮下的潤滑油先是聚積在盒內，然后平流至回油孔，回油孔設置在固定法蘭的端面上且直徑較小，經常會出現回油不及時的問題，潤滑油進入填料盒而加快油量消耗。

　　通過對壓縮機年檢件和大修故障件的設計核算方法、材料選型、制造工藝、檢驗方法等技術體系進行研究，可掌握備件國產化的技術路線，實現壓縮機年檢件和大修故障件的完全國產化。在現有供貨采購現狀的基礎上，降低采購成本（對比進口件），且技術性能不低于進口備件，最終擺脫國外技術壟斷，擁有自己的核心技術。

　　往復式天然氣壓縮機至今已有百年歷史，在設計計算、結構參數優化、性能預測以及制造工藝等方面已日趨完善，特別是采用多級壓縮可以獲得比回轉式壓縮機高得多的壓縮比。往復式天然氣壓縮機是石油化工、機械制造等行業廣泛應用的設備之一，具有適用壓力范圍廣、效率高、適用性較強等優點。現代工業的發展，對壓縮機的可靠性和經濟性提出了更高的要求。

　　國外壓縮機市場的整機生產、專業技術及配件加工制造水平等超過國內水平，市場幾乎被國外公司壟斷，且各大壓縮機廠家針對自己的品牌在世界各地設置代理點，進行配件銷售和技術支持等售后服務。國外往復式壓縮機以其高效、穩定、環保等優點在市場上占據著重要地位。隨著技術不斷進步和全球化的加速，國外企業在一段時間內會繼續鞏固領先優勢，并擴大市場份額。

　　目前，國內往復式壓縮機市場規模不斷擴大，技術水平和產品質量穩步提升。與此同時，節能環保和智能化已成為行業未來發展的重要方向。未來國內往復式壓縮機將更加注重產品創新、技術進步和品牌建設。國內壓縮機廠家多年來通過引進、消化吸收再創新等，可以完成高精度、高強度、復雜零件的全鏈條加工，實現進口備件國產化的條件業已成熟。

　　一．往復式天然氣壓縮機備件技術路線

　　企業根據工況的不同，開展進口壓縮機備件的技術研究，對現場壓縮機生產運行數據進行采集，包含：

　　（1）備件安裝尺寸以及在機組上的布置；

　　（2）壓縮氣體介質中的組分研究分析數據；

　　（3）機組運行參數的采集，包括各級進排氣溫度和壓力、以及排氣量等數據；

　　（4）針對各機組型號、工況的不同進行統計分析，篩選配件通用性較強的機組進行分析研制，最終確定國產化機組的品牌和機型。

　　根據分析結果，最終確定國產化配件包括：壓縮機進排氣閥、活塞環、支撐環、氣密封及總成、油密封及總成、進排氣閥密封、閥蓋密封、邊蓋密封等。

　　1.往復式天然氣壓縮機配件材料分析

　　（1）對進口材料作成分分析，確定進口材料的主要成分及含量，包括但不限于對零件的化學元素、硬度、表面粗糙度、力學性能、金相組織測試；

　　（2）對進口材料作物理實驗檢測，得到材料的主要性能參數；

　　（3）根據微譜分析出的材料配比，混合成國產配件材料，并經檢測保持和進口件同等性能參數。

　　2.往復式天然氣壓縮機樣件試制技術選型

　　精確測繪進口壓縮機進排氣閥、活塞環、支撐環、氣密封及總成、油密封及總成、進排氣閥密封、閥蓋密封、邊蓋密封配件的外形尺寸以及內部結構。可通過以下五項技術選型：

　　（1）根據機組實際的氣體工況計算氣體絕熱指數值和氣體常數值，在同等壓力和溫度條件下氣體不同流動性能差異；

　　（2）配件安裝尺寸設計以及通流面積設計；

　　（3）根據氣缸直徑、機組轉速、閥隙面積，計算出閥隙、環隙等配件速度模型；

　　（4）通過氣質中含液體和顆粒物多的狀況，對比進口材料，進行國產化選材；

　　（5）結合國家行業和廠家標準規范進行加工、熱處理工藝研究，滿足國產化生產現場使用要求。

　　3.往復式天然氣壓縮機配件裝機驗證

　　對國產配件的安裝要求和進口件一樣，進行性能測試、密封性考核。根據壓縮機技術要求進行8000h測試，測試階段監測機組各項參數，運行3000h后對國產配件進行抽檢。在機組各級工作壓力和初始參數一致的前提下，其國產化配件的使用壽命考核不低于進口配件。

　　二．往復式天然氣壓縮機研究內容

　　通過提供一種往復式天然氣壓縮機填料密封結構，來進行初步探討，這種結構不僅能有效避免壓縮氣體泄漏至曲軸箱內，還可保證壓縮機組長期穩定的安全運行。

　　1.實施方案：采用的填料密封結構包括氣封部分和油封部分。氣封部分包括主密封組件以及設置在主密封組件后方的漏氣密封環，漏氣密封環設置在漏氣密封填料盒內，漏氣密封填料盒設置在固定法蘭內部，油封部分包括刮油環。在固定法蘭靠近曲軸箱的一側固接有刮油盒，刮油盒底部是回油出口，刮油環設置在刮油盒內。

　　2.特點：在主密封組件的前方設有減壓密封環，減壓密封環設置在減壓密封填料盒內；主密封組件包括4道密封，每道密封包括2個BT密封圈和2個金屬阻流環；氣封部分的漏氣回收口設置在主密封組件第四道密封的后方；固定法蘭上設有與上述漏氣密封填料盒連通的充氮口，在盒內充氮氣可以防止泄漏氣體進入曲軸箱，增強氣封效果。

　　3.通過在主密封組件后方設置漏氣密封環，加強了氣封效果，能夠有效避免壓縮氣體泄漏至曲軸箱內；通過將刮油盒固接在固定法蘭的一側并將回油口設置在刮油盒底部，可使刮油環刮下的潤滑油順暢地回流至曲軸箱，進而避免潤滑油進入氣封的填料箱。同時通過采取增設減壓環，將漏氣回收口設置在主密封組件第四道密封的后方和向漏氣密封填料盒內充氮等措施，大大提高氣封效果，延長密封結構的使用壽命，能夠保證壓縮機組長期穩定的安全運行。

　　結語

　　通過調研收集現場實際情況以及對壓縮機年檢件和大修件故障件的設計核算方法、材料選型、制造工藝、檢驗方法等技術體系進行研究，分別選擇海上和陸地終端兩種工況，對原配件進行測繪、材料分析、性能研究，制定配件加工、熱處理工藝等分析。在掌握備件國產化的技術路線，實現壓縮機年檢和大修故障件的完全國產化，現有供貨采購現狀的基礎上，降低采辦成本，并在技術性能上不低于進口備件，最終擺脫國外壟斷，使得國產備件在同等工況下的使用性能和壽命達到進口配件水平，逐步替代進口配件，擁有自己的核心技術。

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