【壓縮機網(wǎng)】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(dòng)來(lái)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(chǎng)的關(guān)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(yōu)點(diǎn)，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(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用。

　　目前，國內如中石油、中石化，中海油等相關(guān)石油產(chǎn)煉企業(yè)往復式壓縮機設備型號品牌眾多，大多數為國外進(jìn)口機組，常規年檢的配件費用十分昂貴。隨著(zhù)壓縮機本身及生產(chǎn)環(huán)境的服役年限增加以及技術(shù)工藝的更新，近年來(lái)壓縮機故障率頻繁，同時(shí)大型往復式壓縮機的維修保養所需的技術(shù)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(lèi)壓縮機在采購定價(jià)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(shí)間實(shí)施，給設備運行帶來(lái)隱患。為了解決上述問(wèn)題，以及預防未來(lái)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(chǎn)化技術(shù)進(jìn)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(huán)構成的，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，壓縮機排氣壓力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(huán)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(jīng)常會(huì )出現回油不及時(shí)的問(wèn)題，潤滑油進(jìn)入填料盒而加快油量消耗。

　　通過(guò)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(shù)體系進(jìn)行研究，可掌握備件國產(chǎn)化的技術(shù)路線(xiàn)，實(shí)現壓縮機年檢件和大修故障件的完全國產(chǎn)化。在現有供貨采購現狀的基礎上，降低采購成本（對比進(jìn)口件），且技術(shù)性能不低于進(jìn)口備件，最終擺脫國外技術(shù)壟斷，擁有自己的核心技術(shù)。

　　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(yōu)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(yè)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(yōu)點(diǎn)?，F代工業(yè)的發(fā)展，對壓縮機的可靠性和經(jīng)濟性提出了更高的要求。

　　國外壓縮機市場(chǎng)的整機生產(chǎn)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)及配件加工制造水平等超過(guò)國內水平，市場(chǎng)幾乎被國外公司壟斷，且各大壓縮機廠(chǎng)家針對自己的品牌在世界各地設置代理點(diǎn)，進(jìn)行配件銷(xiāo)售和技術(shù)支持等售后服務(wù)。國外往復式壓縮機以其高效、穩定、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)在市場(chǎng)上占據著(zhù)重要地位。隨著(zhù)技術(shù)不斷進(jìn)步和全球化的加速，國外企業(yè)在一段時(shí)間內會(huì )繼續鞏固領(lǐng)先優(yōu)勢，并擴大市場(chǎng)份額。

　　目前，國內往復式壓縮機市場(chǎng)規模不斷擴大，技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量穩步提升。與此同時(shí)，節能環(huán)保和智能化已成為行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向。未來(lái)國內往復式壓縮機將更加注重產(chǎn)品創(chuàng )新、技術(shù)進(jìn)步和品牌建設。國內壓縮機廠(chǎng)家多年來(lái)通過(guò)引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng )新等，可以完成高精度、高強度、復雜零件的全鏈條加工，實(shí)現進(jìn)口備件國產(chǎn)化的條件業(yè)已成熟。

　　一．往復式天然氣壓縮機備件技術(shù)路線(xiàn)

　　企業(yè)根據工況的不同，開(kāi)展進(jìn)口壓縮機備件的技術(shù)研究，對現場(chǎng)壓縮機生產(chǎn)運行數據進(jìn)行采集，包含：

　?。?）備件安裝尺寸以及在機組上的布置；

　?。?）壓縮氣體介質(zhì)中的組分研究分析數據；

　?。?）機組運行參數的采集，包括各級進(jìn)排氣溫度和壓力、以及排氣量等數據；

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

　　根據分析結果，最終確定國產(chǎn)化配件包括：壓縮機進(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.往復式天然氣壓縮機配件材料分析

　?。?）對進(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、金相組織測試；

　?。?）對進(jìn)口材料作物理實(shí)驗檢測，得到材料的主要性能參數；

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

　　2.往復式天然氣壓縮機樣件試制技術(shù)選型

　　精確測繪進(jìn)口壓縮機進(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部結構?？赏ㄟ^(guò)以下五項技術(shù)選型：

　?。?）根據機組實(shí)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(dòng)性能差異；

　?。?）配件安裝尺寸設計以及通流面積設計；

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

　?。?）通過(guò)氣質(zhì)中含液體和顆粒物多的狀況，對比進(jìn)口材料，進(jìn)行國產(chǎn)化選材；

　?。?）結合國家行業(yè)和廠(chǎng)家標準規范進(jìn)行加工、熱處理工藝研究，滿(mǎn)足國產(chǎn)化生產(chǎn)現場(chǎng)使用要求。

　　3.往復式天然氣壓縮機配件裝機驗證

　　對國產(chǎn)配件的安裝要求和進(jìn)口件一樣，進(jìn)行性能測試、密封性考核。根據壓縮機技術(shù)要求進(jìn)行8000h測試，測試階段監測機組各項參數，運行3000h后對國產(chǎn)配件進(jìn)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(chǎn)化配件的使用壽命考核不低于進(jìn)口配件。

　　二．往復式天然氣壓縮機研究?jì)热?/strong>

　　通過(guò)提供一種往復式天然氣壓縮機填料密封結構，來(lái)進(jìn)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(cháng)期穩定的安全運行。

　　1.實(shí)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(huán)，漏氣密封環(huán)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(huán)。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(huán)設置在刮油盒內。

　　2.特點(diǎn)：在主密封組件的前方設有減壓密封環(huán)，減壓密封環(huán)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(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(jìn)入曲軸箱，增強氣封效果。

　　3.通過(guò)在主密封組件后方設置漏氣密封環(huán)，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(guò)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(huán)刮下的潤滑油順暢地回流至曲軸箱，進(jìn)而避免潤滑油進(jìn)入氣封的填料箱。同時(shí)通過(guò)采取增設減壓環(huán)，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(cháng)密封結構的使用壽命，能夠保證壓縮機組長(cháng)期穩定的安全運行。

　　結語(yǔ)

　　通過(guò)調研收集現場(chǎng)實(shí)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(shù)體系進(jìn)行研究，分別選擇海上和陸地終端兩種工況，對原配件進(jìn)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(chǎn)化的技術(shù)路線(xiàn)，實(shí)現壓縮機年檢和大修故障件的完全國產(chǎn)化，現有供貨采購現狀的基礎上，降低采辦成本，并在技術(shù)性能上不低于進(jìn)口備件，最終擺脫國外壟斷，使得國產(chǎn)備件在同等工況下的使用性能和壽命達到進(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)。