DPC—2804天然气压缩机敲缸原因分析及处理方法

【摘要】本文主要介绍了dpc—2804天然气压缩机组，自投产以来针对压缩机动力缸敲缸问题影响机组正常运行，生产厂家和该站的技术人员，在现场做了大量的分析研究、现场试验和设备整改工作。

【关键词】压缩机 敲缸原因 分析处理

1 概述

DPC—2804天然气压缩机组，其主机部分由美国库伯能源公司生产，工艺附件由国内公司生产并整机组装。单台设计日输气量为15万方/日，投产后该型号机组存在主要问题就是动力缸经常发生敲缸现象，造成缸盖和缸体损坏，使压缩机无法工作。所谓敲缸：一是缸体内机械部件的损坏脱落，在缸体内相互碰撞而产生的异响。二是混合气体的吸入量超过该机组的额定吸入量，在缸内燃烧爆炸后产生的爆炸力，超过了其缸体内的额定压力而产生的异响，过大的爆炸力造成缸盖和缸体的损坏。通过拆卸后进行检查并没有机械部件的脱落，而是缸盖有裂隙。认定造成敲缸的原因是第二种情况。

2 DPC-2804压缩机工作原理

该机组是将发动机和压缩机安装在同一个工艺撬上，通过公用曲轴传递发动机的功率，发动机端称为动力端，压缩机端称为压缩端，动力端额定功率为630KW。发动机是二冲程设计，曲轴旋转一周时活塞完成上行和下行两个过程，它的压缩、爆炸、排气、进气按次序进行，由于这些过程是在活塞的两个冲程中完成所以称为二冲程发动机。当活塞移向缸盖方向移动时它首先关闭进气口，然后排气口。并吸入一定量的新鲜空气。此时将燃料气注入气缸中，活塞压缩该混合气，在外止点附近火花点燃混合气。

3 DPC-2804压缩机动力缸敲缸原因的分析和处理方法

3.1 温度传感器故障，造成温度数据显示偏差，对缸温的调整带来影响

压缩机的动力缸温度传感器，传输的温度数据不准确，最高偏差达到±14℃。缸温的高低反映的是该动力缸所做功率的大小，我们可以通过调整注气阀的开启度来调节燃料气的供给，达到控制其缸温的目的，使4个动力缸的温差达到最小值，确保它们均匀做功。

3.2 对燃料气供给系统可能引起敲缸原因进行分析和处理

3.2.1整改燃料气的供给系统

在使用湿气时燃气分离不彻底，燃气内夹带含烃的液相进入动力缸造成动力缸内燃烧不完全或爆燃现象，有可能造成动力缸敲缸现象。

3.2.2检查维修注气阀

装在动力缸盖上的注气阀，将燃料气直接注入到燃烧室中，长时间的工作阀芯密封面有可能积碳，它可以使阀芯关闭不严，从而在关闭状态下天然气泄漏进入缸内，造成爆燃而敲缸。在拆开注气阀后发现阀芯有积碳和烧损现象，为节约成本自己动手对阀芯进行研磨修复。

3.3 防冻液的泄漏引起缸内燃烧不正常而造成的敲缸

在机组运行过程中防冻液从缸盖密封处泄漏进入缸内也是造成敲缸的一个原因.如：现场发现2号压缩机组在349转/分正常加载工况运行时，开始有间断、轻微的敲缸声，检查发现第2、3号动力缸开始有防冻液渗漏，很快出现连续的敲缸并发现第2、3、4号动力缸的缸盖密封垫处漏出较大量的防冻液，卸载后仍在连续敲缸，最后采用手动停机。检查燃料气没有发现带液等异常现象，敲缸前的动力缸温度分别为：355、383、362、375℃，因连续敲缸而卸载停机。手动停机过程中的最高温度分别为：374、418、409、402℃，这说明防冻液已进入燃烧室，导致不正常燃烧而发生敲缸。

压缩机组从投产以来，由于诸多因素导致动力缸敲缸、缸盖垫渗漏防冻液及缸盖裂纹损坏等异常现象频繁发生，拆卸更换缸盖垫和缸盖次数太多，3年内三台机组共拆卸更换缸盖29次、拆卸更换缸体2次。特别是当有局部缸盖垫渗漏时更是对相关的一两个螺栓进行加力紧固，这可能导致缸盖、缸套密封面局部变形，螺栓丝扣磨损或失去弹性，甚至螺栓因超扭矩紧固而发生塑性变形，再按规定扭矩紧固后没有了原有的预紧力，从而导致缸盖和缸体水套孔密封失效，造成防冻液渗漏进入缸内引起爆燃敲缸。

3.4 合理调整工艺参数，确保压缩机在最佳工况下运行

厂家为了使机组能按技术协议规定的排气量（15万方/日）和排气压力（4.0Mpa）通过考核验收，当单台输气量达到14.6万方/日时，压缩端的实际载荷已达673KW（功率软件计算），而该机组在最佳工况下的动力端标定功率为630KW，功率的增大首先是提高了压缩机的转速，调速器控制机构加大了燃气的供给量，使动力端超负荷运行，从而造成敲缸。以下是利用压缩机功率计算软件，根据现场调整进气压力、转速、而得出的压缩端实际载荷（表1）。

通过以上数据我们可以看出，当进气压力在0.22-0.25Mpa之间调整，排气压力和转速不变时，输气量已达13.7-14.6万方/日，压缩端所需功率为632.7-673.1KW，已经超过动力端所能输出的630KW额定功率。因此可以看出要想使该机组达到设计排量15万方/日，动力端的输出动力显然不足。为此我们合理调整了进气压力，使进气压力控制在0.2-0.21之间，排气压力则根据冬季和夏季管网的供气压力而定，输气量为12.5-13.4万方/日，压缩端所需功率为562.6-619.3KW，均小于动力端所能输出的功率。同时合理的控制好动力端的缸温差，尽量缩小缸温差，使机组的4个动力缸做功均匀，将原厂设定的缸温差50℃报警停机更改为25℃报警停机。

4 实施效果分析

（1）对温度传感器的校验或更换，燃气分离器的更换和改进。这两个问题先后整改后，并没有使我们彻底的解决敲缸问题，它们只是引起压缩机动力缸敲缸的次要因素。

（2）对注气阀的维修保养和动力缸螺栓的更换、缸盖和缸体密封面的研磨起到了明显的效果，敲缸次数明显减少。

5 结论

通过对压缩机组运行参数的合理调整是解决问题的关键，任何机械设备都不可能长期处于超负荷状态下运行，为达到设计要求而增大排气量的同时，忽视了动力端所能输出的最大功率，是一种无视客观规律不切合实际的行为。只有依照客观规律结合机组实际运行工况，合理调整运行参数才是解决问题的根本。