摘 要：燃氣壓縮機是海上石油平臺生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備，它的穩定運行可以保證發(fā)電機組的穩定供氣，同時(shí)減少平臺碳排放標準， 承載著(zhù)為發(fā)電機組提供壓縮燃氣及保衛藍天的重要使命。否則將會(huì )對透平的正常運行產(chǎn)生嚴重影響，從而確保電網(wǎng)的穩定起到極 為重要的作用。燃氣壓縮機運行時(shí)很明顯的特點(diǎn)就是區域高振動(dòng)，高振動(dòng)對機組的附屬檢測儀表產(chǎn)生了很大干擾，進(jìn)而影響了壓縮機的穩定運行。因此，如何降低高振動(dòng)設備檢測儀表故障率成了壓縮機穩定運行的關(guān)鍵。

 

0 引言

    燃氣壓縮機是海上石油平臺生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備，為透平發(fā) 電機組提供壓縮燃氣。一旦燃氣壓縮機停機，平臺發(fā)電機便會(huì ) 切換液體燃料或停機，同時(shí)低壓伴生氣會(huì )排放燃燒，嚴重影響平臺定生產(chǎn)的同時(shí)增加了碳排放。 

    燃氣壓縮機運行時(shí)很明顯的特點(diǎn)就是區域高振動(dòng)，高振動(dòng) 對機組的附屬檢測儀表產(chǎn)生了很大干擾，測量值嚴重失真，尤其是燃氣壓縮機分液罐液位測量值跳變非常嚴重，進(jìn)而影響了壓縮機的穩定運行。 

    對液位測量值跳變問(wèn)題進(jìn)行分析處理，從而確保燃氣壓縮機穩定運行。進(jìn)一步提高完整性的管理水平，為穩定生產(chǎn)提供強 有力的保障。

 

1.工藝流程介紹

    某海上石油平臺，生產(chǎn)分離器的伴生氣，流經(jīng)入口燃氣冷卻 器和入口燃氣洗滌器后進(jìn)入到壓縮機橇內的一級洗滌器處理 后，再流入一級入口緩沖氣罐進(jìn)入一級壓縮機氣缸，經(jīng)一級壓縮 后排至一級出口緩沖氣罐，然后經(jīng)一己娩卻器冷卻后進(jìn)入二級 洗滌器，從二級洗滌器流出的燃料氣流入二級入口緩沖氣罐，吸 入二級壓縮機氣缸，經(jīng)二級壓縮后排至二級出口緩沖氣罐，再經(jīng) 二己娩卻器冷卻后排出橇外，經(jīng)燃料氣接收器緩沖洗滌、燃料氣過(guò)濾器過(guò)濾、燃料氣加熱器加熱后供平臺發(fā)電機使用（圖 1）。

 

2 機組運行中存在的問(wèn)題

    在燃氣壓縮機運行期間，操作人員發(fā)現一、二級分液罐液位 計有不同程度的跳變，對壓縮機的穩定運行造成了很大影響。

    依據操作人員反映液位計跳變的情況，對近兩年壓縮機關(guān)斷次數及原因進(jìn)行統計（表 1）。

 

    從上述統計數據可以看出，發(fā)現壓縮機停機原因 71.4%都 是液位計跳變導致。一旦燃氣壓縮機停機，平臺發(fā)電機便會(huì )切換 液體燃料或停機，增加運營(yíng)成本，同時(shí)低壓伴生氣會(huì )排放燃燒， 嚴重影響平臺穩定生產(chǎn)的同時(shí)增加了碳排放。

2.1 原因分析 

    （1）液位計門(mén)檻電壓不合適。本燃氣壓縮機采用的是 KTEK 公司生產(chǎn)的磁致伸縮式液位變送器，此液位計如果出現輸出偶爾上升或者下降達到報警值，這可能是信號丟失或門(mén)檻電 壓設置不當，通過(guò)門(mén)檻電壓調節電位計來(lái)對門(mén)檻電壓進(jìn)行適當 調節。通過(guò)調節，液位計跳變現象依然存在，機組還是不能正常

運行。

    （2）模塊故障。此類(lèi)型液位計變送器都是模塊化的，并且 電子元件都是包含在可更換的模塊中，初步懷疑模塊出現故障，導致測量值失真�，F場(chǎng)對液位變送器模塊進(jìn)行更換，更換后跳 變還是存在。 

    （3）振動(dòng)干擾。燃氣壓縮機區域#明顯的特點(diǎn)就是高振動(dòng)，壓縮機撬內尤其嚴重。經(jīng)現場(chǎng)實(shí)際測量液位計處振動(dòng)值達到了 （5.0~5.5）mm/s，而對比現場(chǎng)其他罐體液位計振動(dòng)值均在 0.15 左 右，據此判斷振動(dòng)對其測量值有很大干擾。

    現場(chǎng)通過(guò)安裝減震塊來(lái)消除振動(dòng)干擾，減震塊確實(shí)有緩解 跳變的作用，但是還是會(huì )出現幅度較大跳變停機現象（圖 2）。對生產(chǎn)平臺來(lái)說(shuō)，哪怕只有那么一次非正常停機也是不能夠接受 的。單純靠減震塊數量的增加來(lái)抗震，儼然不妥。

 

    從以上 3 個(gè)方面分析，問(wèn)題還是沒(méi)有很好解決，但仔細分析 機組運行中存在的問(wèn)題是由于高振動(dòng)使磁致伸縮式液位計出現這種跳變現象，于是嘗試使用新型液位計來(lái)解決數據跳變問(wèn)題。

    2.2 問(wèn)題處理 

    鑒于前期問(wèn)題的排查分析，得出高振動(dòng)對燃氣壓縮機洗滌 罐液位測量值產(chǎn)生極大干擾，計劃液位計換型。通過(guò)現場(chǎng)液位計 參數采集，開(kāi)始著(zhù)手液位計自主選型工作。通過(guò)資料收集，本次 液位計計劃采用差壓式液位變送器來(lái)替代目前這種磁致伸縮式液位計。

    差壓式液位計測量原理：差壓式液位測量方法的理論依據是流體靜力學(xué)原理，是利用容器內的液位改變時(shí)，液柱產(chǎn)生的靜 壓也相應變化的原理而工作的，即罐體中任意一點(diǎn)的靜壓力 PA 與其自由表面上的壓力 PB 之間的差值 ΔP，等于液體密度 ρ、重力加速度 g 和液體高度差 H 的乘積（圖 3）。即 ΔP=PA-PB=ρgH。 其中，PA 和 PB 為兩處的靜壓力，ΔP 為 A 處的差壓。

    在一般情況下，被測介質(zhì)的密度和重力加速度都是已知的，因此，差壓與液位的高度 H 成正比，這樣就把測量液位高度的問(wèn)題變成了測量差壓的問(wèn)題，通過(guò)測量差壓 ΔP 即可求出被測 液位高度 H。由于燃氣壓縮機設備高振動(dòng)的特殊性，本次差壓式 液位計采用雙法蘭帶毛細管式液位變送器，通過(guò)毛細管壓力傳導，將變送器固定到撬內振動(dòng) 較小區域或固定到撬外，消除 振動(dòng)影響。并且雙法蘭式差壓變送器還可以解決高黏度、易 凝固、易結晶、腐蝕性、含有懸 浮介質(zhì)的液位測量問(wèn)題。 

    結合差壓式液位計正負遷 移的調試方法，液位計調試完 成后，燃氣壓縮機啟動(dòng)運行，通 過(guò)控制盤(pán)觀(guān)察液位曲線(xiàn)情況，較為平穩。通過(guò)本方案的實(shí)施，很好地解決了燃氣壓縮機洗滌 罐液位測量跳變失真的問(wèn)題。

 

2.3 效果驗證

改造換型施工后，對優(yōu)化后的效果進(jìn)行測試檢驗：對燃氣壓 縮機長(cháng)時(shí)間運行測試，通過(guò)控制盤(pán)觀(guān)察洗滌罐液位曲線(xiàn)情況，曲 線(xiàn)變化非常平穩，基本沒(méi)有較大范圍變化，通過(guò)對機組長(cháng)時(shí)間運

行的測試，效果良好，沒(méi)有出現一次由于液位計跳變導致的燃氣 壓縮機停機的情況，液位計跳變故障停機率從整改之前的71.4%降低到了 0%，實(shí)現了壓縮機高振動(dòng)區域檢測儀表的穩定運行，確保不發(fā)生跳變導致的停機事件。平穩運行曲線(xiàn)如圖 4。

 

3 結語(yǔ)

    經(jīng)過(guò)近半年的運行測試，洗滌罐液位計測量值穩定，本次改 造收到良好效果。有效地消除了高振動(dòng)的影響，確保了機組的穩定運行，助力平臺穩產(chǎn)高產(chǎn)，節能減排，為藍天保衛戰以及實(shí)現 千萬(wàn)噸級大油田、清潔渤海貢獻綿薄之力。