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瑞华特装（天津）低温设备有限公司 301700
摘要：随着房地产园林景观技术的大力推广，天然气压缩机性能故障与规避方法问题不断的在天然气压缩机运行中出现，而在这其中新形势下天然气压缩机性能故障与规避方法的发展的效果，是直接关系到天然气压缩机工作的最后效果的关键因素之一。因此，本文主要就天然气压缩机性能故障与规避方法中起到的作用进行分析。
关键词：天然气；压缩机；性能故障
一、前言
如何做好新形势下天然气压缩机性能故障与规避方法的发展工作，为天然气压缩机性能故障与规避方法的发展实现可持续发展提供坚实的安全保障，是现在天然气压缩机性能故障与规避方法面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、压缩机分类
1、用于天然气的压缩机及使用范围作为天然气或油田伴生气用的压缩机常用型式包括活塞式、离心式和螺杆式三种。
（一）离心式压缩机用于进气流量为14.16～6660m3/min（850～399600m3/h），离心式压缩机的壳体分为水平剖分和垂直剖分两种形式。对于小流量的压缩机来说，水平剖分型可应用于压力在5.52～6.89MPa范围，而垂直剖分型的压缩机压力应用范围比水平剖分型的要高，如油田注气压缩机，其压力可以达到72.39MPa。
（二）螺杆式压缩机，分为干式螺杆压缩机和喷油润滑式螺杆压缩机两种。喷油螺杆压缩机的最高排出压力可达到5MPa。
（三）活塞式压缩机用于进气流量约为300m3/min（18000m3/h）以下，特别适用于小流量、高排出压力的场合。通常每一级的压缩比为3：1至4：1，更高的压比会引起它的容积效率和机械效率下降，还会造成压缩机的应力过大。另外，排气温度也限制了压缩比的提高，由于机械方面的原因，通常限制排气温度在176℃以下。
2、三种类型压缩机的优缺点
（一）活塞式压缩机
与回转式压缩机（螺杆式、离心式）相比，往复式压缩机的结构更为复杂，维修成本高。但是往复式压缩机的效率高，处理高压的能力强，正是由于它的两大优点，因此具有广泛的应用性，尤其是在高压和超高压时，它的优点表现得更为突出。
（二）螺杆式压缩机
运动部件少，取消了气阀、填料和活塞环这类易损件，节省了更换这些零部件的停工时间；不存在往复惯性力，因此允许压缩机在较高的转速下运行，压缩机结构紧凑；由于冷却润滑剂是连续流动的，允许的单级压缩比要高得多；减少或消除了流体（气体）的脉动，振动较小；可实现高转速和高压缩比，有助于最大限度地获得可用的生产功率。
（三）离心式压缩机
离心式压缩机具有输气量大、运行平稳、机组的外形尺寸小、重量轻、占地面积小、设备易损件少、使用期限长、维护保养工作量少、压缩的气体不会被润滑油污染等优点，所以对于那些要求气体流量大，气量波动幅度小，排气压力为中、低压的使用场合，很适宜选用离心式压缩机。
三、压缩机的常见故障
曲柄连杆机构和气缸是压缩机最主要的运动部件，该部件在工作时包含旋转运动和往复运动，因此，它才被称之为往复式压缩机。
1、天然气压缩机的适用性
（一）关于压比。在实际运用中往复式压缩机的压比必须保持在1∶2到1∶6之间，因为，高于此区间的压比会使压缩机的机械效率和热效率降低，从而导致较高的排气温度和机械应力。美国的压缩机权威汉隆（Hanlon Paul）把往复式压缩机的排气温度限制在180～205℃区间内。压缩机每级增压值不得超过7MPa，大型压缩机控制在20 MPa范围内，小型压缩机最高出口压力限制在40 MPa以下。
（一）级数与气缸。在假定压比相同的情况下，压缩天然气环节中的排气温度越高，越应该采取多级压缩。但考虑到固定余隙下气缸的压缩比和效率，往往把低压级调节到稍高的压比，则更有利于天然气压缩机的运行。
（三）行程和转速。低功率的情况下工作站需要行程短、重量小、速度快的压缩机；高功率情况下一般采用行程长、重量大、速度慢的压缩机更合适。综上所述，如果出现与之情形不适应的情况，天然气压缩机就会在一定程度上发生故障。
2、压缩机常见故障与分类
按照故障的定义，往复压缩机的故障就是指它丧失了应达到的规定热力性能或机械功能。除了管理职责和人为因素外，天然气压缩机主要存在有热力性能故障、机械性故障和耦合故障。
（一）热力性故障表现为压缩机的温度、压力、排量等指标达不到或超越规定值。
（二）机械性故障表现为机器运行中的异常振动、噪声、摩擦过热等。
（三）耦合故障指除自身结构性故障（如气阀故障、部件磨损等）外，天然气压缩机还存在如管线气流脉动、机组喘振及共振等耦合故障模式。实际工作中，以上三种故障并非单独存在而是同构且共生性的，本文的重点是从热力性故障的角度来考察天然气压缩机的实际操作性。
四、天然气压缩机的常见故障特点
首先，天然气压缩机的故障具有多样性。作为一个精密而庞大的机器设备，天然气压缩机的结构十分复杂，零部件繁多，也导致其故障具有多样性。天然气压缩机的故障主要表现在零部件上，同一部件可能会发生多种故障，或者不同设备上的故障存在很大的关联性。这就使得其故障具有多样性，对于故障的诊断和判定十分困难，需要将设备的零部件进行详细划分，充分了解设备运行的状态，才能及时找出故障原因并解决。
其次，天然气压缩机的故障具有并发性。天然气压缩机的工作环境较为特殊，每天的工作量十分庞大，所以易损部件非常多，而由于设备的运行需要子系统的相互协调和配合，在相互干扰之下，往往会出现多个故障同时存在的现象，所谓的“牵一发而动全身”就是这种情况。在这种情况下，对于故障原因的诊断是非常困难的，需要认真细致地对每个故障所涉及的子系统以及其中的每个零件进行分析，了解故障的内在联系，之后对数据信息进行整理和归纳总结，寻找突破口，才能逐渐得出诊断结论。
五、主要影响因素及改善措施
压缩机故障和最小割集进行分析后，可以找出引起该压缩机失效的主要形式，从而获得相应的防护措施，其主要失效因素及相应的防护措施有：
1、机械振动天然气压缩机自身的机械振动，是造成他失效的重要因素之一。引起振动的原因有转子不平衡、轴承发热、基础不良等。对转子重量不平衡引起的振动应作平衡校正（最好是现场平衡），热影响比较小时，着眼于热影响的中间点作热平衡；而对于轴损坏和叶轮损坏，视具体情况修理零部件或更换零部件。轴承失应使用适量的润滑油或更换轴承，防止轴承失效。压缩机基础不良引起的振动也分为很多种，如安装水平面差，则用衬板进行调整.
2、温升过高天然气压缩机对气体做功以及本身运动机构摩擦产生的热量，一部分被冷却系统和润滑系统带走，另一部分被压缩机本身的其他零部件所吸收，导致温度过高。天然气压缩机最容易温度过高发部件就是四个动力缸，起防护措施就是加快冷却水的循环，将运动幅配合、填料密封配合等的设计适中，可以降低压缩机运行中各个部件的温度。
六、结束语
综上所述，本文所提到的天然气压缩机性能故障与规避方法，希望可以对天然气压缩机的使用提供相关的参考价值。随着天然气压缩机性能故障与规避方法的不断开展，并于天然气压缩机性能故障与规避方法，也将成为保障天然气压缩机安全运行的最终目标的重要工作。
参考文献：
[1] 张平，杨俊. 往复式天然气压缩机热力性能故障与规避[J]. 中国石油和化工标准与质量.2013（01）：258.
[2] 关延杰. 天然气压缩机性能故障与规避方法[J]. 科技创新与应用.2013（27）：129.
[3] 靳朝霞，高铭志. 天然气压缩机的选型和应用[J]. 石油和化工设备.2012（05）：23-25.
摘要：随着房地产园林景观技术的大力推广，天然气压缩机性能故障与规避方法问题不断的在天然气压缩机运行中出现，而在这其中新形势下天然气压缩机性能故障与规避方法的发展的效果，是直接关系到天然气压缩机工作的最后效果的关键因素之一。因此，本文主要就天然气压缩机性能故障与规避方法中起到的作用进行分析。
关键词：天然气；压缩机；性能故障
一、前言
如何做好新形势下天然气压缩机性能故障与规避方法的发展工作，为天然气压缩机性能故障与规避方法的发展实现可持续发展提供坚实的安全保障，是现在天然气压缩机性能故障与规避方法面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、压缩机分类
1、用于天然气的压缩机及使用范围作为天然气或油田伴生气用的压缩机常用型式包括活塞式、离心式和螺杆式三种。
（一）离心式压缩机用于进气流量为14.16～6660m3/min（850～399600m3/h），离心式压缩机的壳体分为水平剖分和垂直剖分两种形式。对于小流量的压缩机来说，水平剖分型可应用于压力在5.52～6.89MPa范围，而垂直剖分型的压缩机压力应用范围比水平剖分型的要高，如油田注气压缩机，其压力可以达到72.39MPa。
（二）螺杆式压缩机，分为干式螺杆压缩机和喷油润滑式螺杆压缩机两种。喷油螺杆压缩机的最高排出压力可达到5MPa。
（三）活塞式压缩机用于进气流量约为300m3/min（18000m3/h）以下，特别适用于小流量、高排出压力的场合。通常每一级的压缩比为3：1至4：1，更高的压比会引起它的容积效率和机械效率下降，还会造成压缩机的应力过大。另外，排气温度也限制了压缩比的提高，由于机械方面的原因，通常限制排气温度在176℃以下。
2、三种类型压缩机的优缺点
（一）活塞式压缩机
与回转式压缩机（螺杆式、离心式）相比，往复式压缩机的结构更为复杂，维修成本高。但是往复式压缩机的效率高，处理高压的能力强，正是由于它的两大优点，因此具有广泛的应用性，尤其是在高压和超高压时，它的优点表现得更为突出。
（二）螺杆式压缩机
运动部件少，取消了气阀、填料和活塞环这类易损件，节省了更换这些零部件的停工时间；不存在往复惯性力，因此允许压缩机在较高的转速下运行，压缩机结构紧凑；由于冷却润滑剂是连续流动的，允许的单级压缩比要高得多；减少或消除了流体（气体）的脉动，振动较小；可实现高转速和高压缩比，有助于最大限度地获得可用的生产功率。
（三）离心式压缩机
离心式压缩机具有输气量大、运行平稳、机组的外形尺寸小、重量轻、占地面积小、设备易损件少、使用期限长、维护保养工作量少、压缩的气体不会被润滑油污染等优点，所以对于那些要求气体流量大，气量波动幅度小，排气压力为中、低压的使用场合，很适宜选用离心式压缩机。
三、压缩机的常见故障
曲柄连杆机构和气缸是压缩机最主要的运动部件，该部件在工作时包含旋转运动和往复运动，因此，它才被称之为往复式压缩机。
1、天然气压缩机的适用性
（一）关于压比。在实际运用中往复式压缩机的压比必须保持在1∶2到1∶6之间，因为，高于此区间的压比会使压缩机的机械效率和热效率降低，从而导致较高的排气温度和机械应力。美国的压缩机权威汉隆（Hanlon Paul）把往复式压缩机的排气温度限制在180～205℃区间内。压缩机每级增压值不得超过7MPa，大型压缩机控制在20 MPa范围内，小型压缩机最高出口压力限制在40 MPa以下。
（一）级数与气缸。在假定压比相同的情况下，压缩天然气环节中的排气温度越高，越应该采取多级压缩。但考虑到固定余隙下气缸的压缩比和效率，往往把低压级调节到稍高的压比，则更有利于天然气压缩机的运行。
（三）行程和转速。低功率的情况下工作站需要行程短、重量小、速度快的压缩机；高功率情况下一般采用行程长、重量大、速度慢的压缩机更合适。综上所述，如果出现与之情形不适应的情况，天然气压缩机就会在一定程度上发生故障。
2、压缩机常见故障与分类
按照故障的定义，往复压缩机的故障就是指它丧失了应达到的规定热力性能或机械功能。除了管理职责和人为因素外，天然气压缩机主要存在有热力性能故障、机械性故障和耦合故障。
（一）热力性故障表现为压缩机的温度、压力、排量等指标达不到或超越规定值。
（二）机械性故障表现为机器运行中的异常振动、噪声、摩擦过热等。
（三）耦合故障指除自身结构性故障（如气阀故障、部件磨损等）外，天然气压缩机还存在如管线气流脉动、机组喘振及共振等耦合故障模式。实际工作中，以上三种故障并非单独存在而是同构且共生性的，本文的重点是从热力性故障的角度来考察天然气压缩机的实际操作性。
四、天然气压缩机的常见故障特点
首先，天然气压缩机的故障具有多样性。作为一个精密而庞大的机器设备，天然气压缩机的结构十分复杂，零部件繁多，也导致其故障具有多样性。天然气压缩机的故障主要表现在零部件上，同一部件可能会发生多种故障，或者不同设备上的故障存在很大的关联性。这就使得其故障具有多样性，对于故障的诊断和判定十分困难，需要将设备的零部件进行详细划分，充分了解设备运行的状态，才能及时找出故障原因并解决。
其次，天然气压缩机的故障具有并发性。天然气压缩机的工作环境较为特殊，每天的工作量十分庞大，所以易损部件非常多，而由于设备的运行需要子系统的相互协调和配合，在相互干扰之下，往往会出现多个故障同时存在的现象，所谓的“牵一发而动全身”就是这种情况。在这种情况下，对于故障原因的诊断是非常困难的，需要认真细致地对每个故障所涉及的子系统以及其中的每个零件进行分析，了解故障的内在联系，之后对数据信息进行整理和归纳总结，寻找突破口，才能逐渐得出诊断结论。
五、主要影响因素及改善措施
压缩机故障和最小割集进行分析后，可以找出引起该压缩机失效的主要形式，从而获得相应的防护措施，其主要失效因素及相应的防护措施有：
1、机械振动天然气压缩机自身的机械振动，是造成他失效的重要因素之一。引起振动的原因有转子不平衡、轴承发热、基础不良等。对转子重量不平衡引起的振动应作平衡校正（最好是现场平衡），热影响比较小时，着眼于热影响的中间点作热平衡；而对于轴损坏和叶轮损坏，视具体情况修理零部件或更换零部件。轴承失应使用适量的润滑油或更换轴承，防止轴承失效。压缩机基础不良引起的振动也分为很多种，如安装水平面差，则用衬板进行调整.
2、温升过高天然气压缩机对气体做功以及本身运动机构摩擦产生的热量，一部分被冷却系统和润滑系统带走，另一部分被压缩机本身的其他零部件所吸收，导致温度过高。天然气压缩机最容易温度过高发部件就是四个动力缸，起防护措施就是加快冷却水的循环，将运动幅配合、填料密封配合等的设计适中，可以降低压缩机运行中各个部件的温度。
六、结束语
综上所述，本文所提到的天然气压缩机性能故障与规避方法，希望可以对天然气压缩机的使用提供相关的参考价值。随着天然气压缩机性能故障与规避方法的不断开展，并于天然气压缩机性能故障与规避方法，也将成为保障天然气压缩机安全运行的最终目标的重要工作。
参考文献：
[1] 张平，杨俊. 往复式天然气压缩机热力性能故障与规避[J]. 中国石油和化工标准与质量.2013（01）：258.
[2] 关延杰. 天然气压缩机性能故障与规避方法[J]. 科技创新与应用.2013（27）：129.
[3] 靳朝霞，高铭志. 天然气压缩机的选型和应用[J]. 石油和化工设备.2012（05）：23-25.