螺杆式空气压缩机频繁启动问题分析与处理

罗秀芸

摘要： 随着集气站接井数量和设备数量的增加，目前远程截断阀截断设备和自动控制装置均使用空气源作为动力源，供气源装置基本更换为螺杆式空气压缩机，由于现场工况的限制和物料等原因螺杆式空气压缩机频繁的启停加剧了设备及部件的损坏和耗电量的增加，本文结合生产实践，对降低螺杆式空气压缩机频繁启机的原因和对策进行解析。

关键词：螺杆式空气压缩机 启机频繁

螺杆式空气压缩机是一种气体压缩设备，以气体压力作为动力源，具有供压稳定、压强大、可控性好、启动方便的优点。绝大多数气动元件都是以空气压缩机作为气源来维持运转。空气压缩机依靠电作为动力源，空气作为气源，比较氮气源装置简便，气源易得，能持续提供压缩空气。但由于控制和运行方式不当等原因，造成空气压缩零部件损耗和耗电增大。在当前油气田企业节能增效的要求下，降低空气压缩机启动频次和故障率，能有效降低了空气压缩机机能耗，提高了运行效率，延长设备寿命，保障正常生产。

1 空气压缩机运行现状

为解决在气田管理中面临的用工总量多、生产建设成本高和管理难度大的问题，气田进行了大规模智能化建设。充分利用自控技术、通信技术、视频、数据分析和远程启停截断等智能化技术，实现对单井、集气站等基本生产单元的有效管理和控制。目前远程截断阀截断设备和自动控制装置均使用空气源作为动力源，供气源装置由原来的氮气柜基本更换为空气压缩机。

目前常使用的五种不同型号空气压缩机为集气站气动阀提供动力源（如图二所示）。但是在运行过程中由于管线连接漏失、维护操作等原因，造成频繁启机加剧了设备及部件的损坏和耗电量的增加。

图1 空气压缩机 图2 螺杆式空气压缩机型号及启动频次

2 螺杆式空气压缩机频繁启机原因解析

2.1 空气压缩机的工作原理

图3 空气压缩机原理图

电动机通过皮带传动，使压缩机主机转动。压缩机主机通过减荷阀吸入外部空气。空气首先经过过滤板进行预过滤，再经减荷阀上的进气过滤器过滤，在主机内，空气+油混合气一起被压缩并被送到分离油罐，大部分油份在此被从空气中分离出来，然后压缩空气进入精油分离器进行分离，使油在空气中的含量最小。至此，油与空气被送到各自的冷却器进行冷却，冷却器通过冷却风扇冷却，油进入下一个循环，而压缩空气被送到用户用气系统。

2.2 影响螺杆式空气压缩机频繁启动的原因

2.2.1 气源连接管路漏失：螺杆式空气压缩机气源出口至气动阀由接头和管线连接，接头较多，当各连接点漏失严重时，造成气源损耗增大，造成空气压缩机启动频繁。

2.2.2 压缩空气储罐较小：部分集气站储罐容积较小，在0.8至1方左右，致使空气压缩机频繁启动补充。

2.2.3 加装储罐无控制阀：加装储罐的安全阀在储罐顶部，没有控制阀，在更换安全阀时，需将整个空气压缩机系统泄压后进行更换，造成气源浪费，增加空气压缩机启动频次。

2.2.4 干燥周期选择不当：干燥周期根据机型分为两种干燥周期选择（四分钟和十分钟选择）和四种干燥周期选择（十分、十二分、十六分和二十分选择），A、B储罐在切换时，会有10%-15%的压缩空气损耗，选择不当，易造成空气压缩机启动频次增加。

3 降低空气压缩机损耗方法解析

3.1降低各气源连接管路漏失率：定期对各连接管路进行验漏，发现漏点及时整改。选择质量较好的密封垫子，尤其对气源仪表风管线接头底座和仪表风管线接头锥形密封面处密封垫定制材料和尺寸，增强密封性。

图4 连接管路密封垫

3.2 加装压缩空气储罐：根据启动装置数量，加装较大压缩空气储罐，在储罐上安装控制阀，减少更换安全阀等部件造成的压缩气源浪费。

图5 未安装控制阀 图6 安装控制阀 图7 干燥周期选择

3.3 合理选择干燥周期：空气压缩机采用氧化铝+分子筛组成的无热干燥剂，依靠自身吸附、脱附循环使用，合理调节再生阀的开度，延长干燥剂的使用周期。根据干燥器出口检测的露点值，选择合理的干燥周期。由于靖边夏季气候较为干燥，在确保管道内无凝析水的情况下，可以适当选择夏季切换至旁通，不进入干燥塔，降低压缩空气损耗。

3.4 确保运行参数设置正确：冷却风扇的起动和停止温度都不要太低，否则会导致主机排气温度过低，在油罐内析出水分。这些水和机油将混合在一起，如不及时把水排放出来，机油会很快就乳化，失去它应有的作用，最终损坏主机。

3.5 注重日常维护保养：严格按照要求对空气压缩机进行维护保养。

图8 维护保养周期

3.6 加强员工操作培训及责任心：定期开展空气压缩机操作、维护保养培训。对常见故障会分析和常规维护，巡检时定期进行排液，出现漏点及时整改。

4 启动频次降低后的效果

4.1 节省电量消耗：根据集气站使用的空气压缩机功率在7.5KW，该型号空气压缩机为节能自动加载，即空气压缩机压力低于加载压力时，控制开机或加载，供气压力大于压力时，控制空气压缩机卸载，减低压缩机启动频次，做到减少漏失、增加储罐等可节约电量消耗，将启动频次降低至6至24小时启动一次。根据目前最短站每15分钟启动一次，最长站每5小时启动一次，每度电费在0.56元计算每年大约可节约费用0.96万元。

图9 空气压缩机功率

4.2 降低润滑油损耗:每台空气压缩机根据型号润滑油量为4-15L，减少启动频次，减少润滑油的损耗，及时排液，减少润滑油的乳化现在，有效节约润滑油的损耗率。

4.3 减少设备及备件的损坏，延长设备使用寿命：降低空气压缩机启动频次，降低设备机械部件磨损的减少，降低了设备的故障率和维修率，延长了使用寿命。

5 结语

综上所述，降低空气压缩机的启动频次，可减少加卸载周期，平缓空气压缩机的波动，使用空气压缩机在生产所需压力下的最低功耗运行，降低了电机不必要的功率输出，实现了减少电能消耗；另一方面，也降低了设备的故障率，减少了检修维护的工作量，提高了设备使用寿命。

作者简介：罗秀芸(1978-)，女，汉族，四川绵阳人，采气工，主要从事天然气开采工作。

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