【壓縮機(jī)網(wǎng)】大型往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)是利用活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(jī)械，是海上采油平臺(tái)以及陸地處理廠的關(guān)鍵設(shè)備之一，具有熱效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、適用壓力范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，主要用于天然氣回注、外輸、燃?xì)馔钙饺剂咸釅汗┙o，在油氣生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用。

　　目前，國(guó)內(nèi)如中石油、中石化，中海油等相關(guān)石油產(chǎn)煉企業(yè)往復(fù)式壓縮機(jī)設(shè)備型號(hào)品牌眾多，大多數(shù)為國(guó)外進(jìn)口機(jī)組，常規(guī)年檢的配件費(fèi)用十分昂貴。隨著壓縮機(jī)本身及生產(chǎn)環(huán)境的服役年限增加以及技術(shù)工藝的更新，近年來壓縮機(jī)故障率頻繁，同時(shí)大型往復(fù)式壓縮機(jī)的維修保養(yǎng)所需的技術(shù)含量較高，工作量較大，對(duì)維保人員的自身素養(yǎng)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(jī)在采購定價(jià)及采購周期方面也存在不穩(wěn)定的情況，容易造成維修保養(yǎng)工作不能按照計(jì)劃時(shí)間實(shí)施，給設(shè)備運(yùn)行帶來隱患。為了解決上述問題，以及預(yù)防未來往復(fù)式壓縮機(jī)配件維修不穩(wěn)定的不利局面，需要對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)配件國(guó)產(chǎn)化技術(shù)進(jìn)行研究與替代應(yīng)用。

　　大型往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)填料密封結(jié)構(gòu)包擴(kuò)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(huán)構(gòu)成的，每組2個(gè)BT型密封環(huán)；第4組密封環(huán)前有漏氣回收口，但BT密封環(huán)起不到漏氣密封效果，導(dǎo)致實(shí)際參與密封的密封環(huán)只有3組，而一般生產(chǎn)環(huán)節(jié)，壓縮機(jī)排氣壓力13公斤處于臨界狀態(tài)，很容易失效，進(jìn)而引發(fā)氣缸內(nèi)壓縮氣體泄漏至曲軸箱內(nèi)，容易造成潤(rùn)滑油乳化，成為設(shè)備運(yùn)行的安全隱患。另外，油封部分的刮油盒設(shè)置在填料總成的固定法蘭內(nèi)，刮油環(huán)刮下的潤(rùn)滑油先是聚積在盒內(nèi)，然后平流至回油孔，回油孔設(shè)置在固定法蘭的端面上且直徑較小，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)回油不及時(shí)的問題，潤(rùn)滑油進(jìn)入填料盒而加快油量消耗。

　　通過對(duì)壓縮機(jī)年檢件和大修故障件的設(shè)計(jì)核算方法、材料選型、制造工藝、檢驗(yàn)方法等技術(shù)體系進(jìn)行研究，可掌握備件國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)年檢件和大修故障件的完全國(guó)產(chǎn)化。在現(xiàn)有供貨采購現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，降低采購成本（對(duì)比進(jìn)口件），且技術(shù)性能不低于進(jìn)口備件，最終擺脫國(guó)外技術(shù)壟斷，擁有自己的核心技術(shù)。

　　往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)至今已有百年歷史，在設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、性能預(yù)測(cè)以及制造工藝等方面已日趨完善，特別是采用多級(jí)壓縮可以獲得比回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)高得多的壓縮比。往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)是石油化工、機(jī)械制造等行業(yè)廣泛應(yīng)用的設(shè)備之一，具有適用壓力范圍廣、效率高、適用性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)壓縮機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。

　　國(guó)外壓縮機(jī)市場(chǎng)的整機(jī)生產(chǎn)、專業(yè)技術(shù)及配件加工制造水平等超過國(guó)內(nèi)水平，市場(chǎng)幾乎被國(guó)外公司壟斷，且各大壓縮機(jī)廠家針對(duì)自己的品牌在世界各地設(shè)置代理點(diǎn)，進(jìn)行配件銷售和技術(shù)支持等售后服務(wù)。國(guó)外往復(fù)式壓縮機(jī)以其高效、穩(wěn)定、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)在市場(chǎng)上占據(jù)著重要地位。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和全球化的加速，國(guó)外企業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)繼續(xù)鞏固領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，并擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

　　目前，國(guó)內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升。與此同時(shí)，節(jié)能環(huán)保和智能化已成為行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。未來國(guó)內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)將更加注重產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步和品牌建設(shè)。國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)廠家多年來通過引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng)新等，可以完成高精度、高強(qiáng)度、復(fù)雜零件的全鏈條加工，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口備件國(guó)產(chǎn)化的條件業(yè)已成熟。

　　一．往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)備件技術(shù)路線

　　企業(yè)根據(jù)工況的不同，開展進(jìn)口壓縮機(jī)備件的技術(shù)研究，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓縮機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，包含：

　　（1）備件安裝尺寸以及在機(jī)組上的布置；

　　（2）壓縮氣體介質(zhì)中的組分研究分析數(shù)據(jù)；

　　（3）機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的采集，包括各級(jí)進(jìn)排氣溫度和壓力、以及排氣量等數(shù)據(jù)；

　　（4）針對(duì)各機(jī)組型號(hào)、工況的不同進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，篩選配件通用性較強(qiáng)的機(jī)組進(jìn)行分析研制，最終確定國(guó)產(chǎn)化機(jī)組的品牌和機(jī)型。

　　根據(jù)分析結(jié)果，最終確定國(guó)產(chǎn)化配件包括：壓縮機(jī)進(jìn)排氣閥、活塞環(huán)、支撐環(huán)、氣密封及總成、油密封及總成、進(jìn)排氣閥密封、閥蓋密封、邊蓋密封等。

　　1.往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)配件材料分析

　　（1）對(duì)進(jìn)口材料作成分分析，確定進(jìn)口材料的主要成分及含量，包括但不限于對(duì)零件的化學(xué)元素、硬度、表面粗糙度、力學(xué)性能、金相組織測(cè)試；

　　（2）對(duì)進(jìn)口材料作物理實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，得到材料的主要性能參數(shù)；

　　（3）根據(jù)微譜分析出的材料配比，混合成國(guó)產(chǎn)配件材料，并經(jīng)檢測(cè)保持和進(jìn)口件同等性能參數(shù)。

　　2.往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)樣件試制技術(shù)選型

　　精確測(cè)繪進(jìn)口壓縮機(jī)進(jìn)排氣閥、活塞環(huán)、支撐環(huán)、氣密封及總成、油密封及總成、進(jìn)排氣閥密封、閥蓋密封、邊蓋密封配件的外形尺寸以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。可通過以下五項(xiàng)技術(shù)選型：

　　（1）根據(jù)機(jī)組實(shí)際的氣體工況計(jì)算氣體絕熱指數(shù)值和氣體常數(shù)值，在同等壓力和溫度條件下氣體不同流動(dòng)性能差異；

　　（2）配件安裝尺寸設(shè)計(jì)以及通流面積設(shè)計(jì)；

　　（3）根據(jù)氣缸直徑、機(jī)組轉(zhuǎn)速、閥隙面積，計(jì)算出閥隙、環(huán)隙等配件速度模型；

　　（4）通過氣質(zhì)中含液體和顆粒物多的狀況，對(duì)比進(jìn)口材料，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化選材；

　　（5）結(jié)合國(guó)家行業(yè)和廠家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行加工、熱處理工藝研究，滿足國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用要求。

　　3.往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)配件裝機(jī)驗(yàn)證

　　對(duì)國(guó)產(chǎn)配件的安裝要求和進(jìn)口件一樣，進(jìn)行性能測(cè)試、密封性考核。根據(jù)壓縮機(jī)技術(shù)要求進(jìn)行8000h測(cè)試，測(cè)試階段監(jiān)測(cè)機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)，運(yùn)行3000h后對(duì)國(guó)產(chǎn)配件進(jìn)行抽檢。在機(jī)組各級(jí)工作壓力和初始參數(shù)一致的前提下，其國(guó)產(chǎn)化配件的使用壽命考核不低于進(jìn)口配件。

　　二．往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)研究?jī)?nèi)容

　　通過提供一種往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)填料密封結(jié)構(gòu)，來進(jìn)行初步探討，這種結(jié)構(gòu)不僅能有效避免壓縮氣體泄漏至曲軸箱內(nèi)，還可保證壓縮機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定的安全運(yùn)行。

　　1.實(shí)施方案：采用的填料密封結(jié)構(gòu)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(shè)置在主密封組件后方的漏氣密封環(huán)，漏氣密封環(huán)設(shè)置在漏氣密封填料盒內(nèi)，漏氣密封填料盒設(shè)置在固定法蘭內(nèi)部，油封部分包括刮油環(huán)。在固定法蘭靠近曲軸箱的一側(cè)固接有刮油盒，刮油盒底部是回油出口，刮油環(huán)設(shè)置在刮油盒內(nèi)。

　　2.特點(diǎn)：在主密封組件的前方設(shè)有減壓密封環(huán)，減壓密封環(huán)設(shè)置在減壓密封填料盒內(nèi)；主密封組件包括4道密封，每道密封包括2個(gè)BT密封圈和2個(gè)金屬阻流環(huán)；氣封部分的漏氣回收口設(shè)置在主密封組件第四道密封的后方；固定法蘭上設(shè)有與上述漏氣密封填料盒連通的充氮口，在盒內(nèi)充氮?dú)饪梢苑乐剐孤怏w進(jìn)入曲軸箱，增強(qiáng)氣封效果。

　　3.通過在主密封組件后方設(shè)置漏氣密封環(huán)，加強(qiáng)了氣封效果，能夠有效避免壓縮氣體泄漏至曲軸箱內(nèi)；通過將刮油盒固接在固定法蘭的一側(cè)并將回油口設(shè)置在刮油盒底部，可使刮油環(huán)刮下的潤(rùn)滑油順暢地回流至曲軸箱，進(jìn)而避免潤(rùn)滑油進(jìn)入氣封的填料箱。同時(shí)通過采取增設(shè)減壓環(huán)，將漏氣回收口設(shè)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(nèi)充氮等措施，大大提高氣封效果，延長(zhǎng)密封結(jié)構(gòu)的使用壽命，能夠保證壓縮機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定的安全運(yùn)行。

　　結(jié)語

　　通過調(diào)研收集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及對(duì)壓縮機(jī)年檢件和大修件故障件的設(shè)計(jì)核算方法、材料選型、制造工藝、檢驗(yàn)方法等技術(shù)體系進(jìn)行研究，分別選擇海上和陸地終端兩種工況，對(duì)原配件進(jìn)行測(cè)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(guó)產(chǎn)化的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)年檢和大修故障件的完全國(guó)產(chǎn)化，現(xiàn)有供貨采購現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，降低采辦成本，并在技術(shù)性能上不低于進(jìn)口備件，最終擺脫國(guó)外壟斷，使得國(guó)產(chǎn)備件在同等工況下的使用性能和壽命達(dá)到進(jìn)口配件水平，逐步替代進(jìn)口配件，擁有自己的核心技術(shù)。