楊光 徐學(xué)智 程?hào)|旭 代齊加

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司渤南作業(yè)公司）

中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司積極履行社會(huì)責(zé)任，面對(duì)新的挑戰(zhàn)，創(chuàng)新節(jié)能管理，踐行綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)目標(biāo)責(zé)任和節(jié)能增效的雙贏[1]。TITAN130油氣雙燃料機(jī)組在海上采油平臺(tái)得到廣泛應(yīng)用，其原因是機(jī)組可以將采油平臺(tái)生產(chǎn)的天然氣作為燃料使用（需要從陸地購買柴油，并把其運(yùn)送至海上采油平臺(tái)）。TITAN130油氣雙燃料機(jī)組能夠使用天然氣作為燃料的前提條件是：天然氣壓力應(yīng)超過2600kPa，燃料閥控制儀表氣壓力超過400 kPa，進(jìn)氣球閥、一次關(guān)斷閥、二次關(guān)斷閥、燃料氣流量控制閥無卡滯和泄漏，軟件系統(tǒng)正常運(yùn)行，所有檢測(cè)元器件合格。P1壓差是燃料氣流量控制閥前后壓差，壓差過高導(dǎo)致燃料氣流量控制閥無法正常開啟和調(diào)節(jié)，最終導(dǎo)致無法使用天然氣點(diǎn)火啟動(dòng)和燃燒。王新年[2]通過對(duì)M701F機(jī)組的主燃料流量閥差壓高進(jìn)行分析，提出更換故障元件的處理方法；王俊龍[3]通過對(duì)燃機(jī)故障診斷及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出高溫部件損壞機(jī)理和如何維護(hù)；趙晶[4]通過對(duì)用于高速、高溫、高壓、高應(yīng)力、高鹽度、高濕度的環(huán)境中燃?xì)廨啓C(jī)的各種故障進(jìn)行分析，提出有效的診斷技術(shù)；郭海燕等[5]通過調(diào)整值班燃燒器燃料比的方式，提高了其燃燒穩(wěn)定性，并通過優(yōu)化工藝流程操作，減少了生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的不利影響。魏昌淼等[6]總結(jié)了燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程中的各種故障，并結(jié)合故障發(fā)生機(jī)理和實(shí)際案例，提出排查故障的方向和解決措施。由于工作機(jī)理、控制系統(tǒng)及雙燃料流程不同，以上人員對(duì)該故障進(jìn)行分析和處理方法不適合于TITAN130油氣雙燃料機(jī)組。筆者從TITAN130油氣雙燃料機(jī)組燃料氣流程控制機(jī)理出發(fā)，針對(duì)燃料氣P1壓差高故障停機(jī)問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出六種解決方法，徹底解決了該故障，保證燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 TITAN130燃?xì)廨啓C(jī)燃料氣流程控制機(jī)理

燃?xì)廨啓C(jī)燃料氣系統(tǒng)從機(jī)組使用天然氣作為燃料啟動(dòng)至機(jī)組關(guān)停，一直投入使用，系統(tǒng)程序一直在控制和調(diào)整各個(gè)閥門的開度，同時(shí)也控制天然氣和空氣的計(jì)算及配比。燃料氣流程主要設(shè)備如下：燃料氣進(jìn)口球閥、燃料氣濾器、燃料氣一次關(guān)斷閥、燃料氣二次關(guān)斷閥、燃料氣流量控制閥、燃料噴嘴。

儀表氣通過撬內(nèi)的儀表氣濾器，提供給所有氣動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)和控制。燃料氣流程在正常使用前，需要通過自動(dòng)檢測(cè)滲漏程序，所有程序滿足要求后，才能正常投入使用；而自動(dòng)檢測(cè)滲漏系統(tǒng)就是通過讀取各關(guān)鍵位置安裝的壓力變送器檢測(cè)數(shù)值后，系統(tǒng)分析，得出燃料氣流程是否有閥門卡澀、管線滲漏等結(jié)論。燃料氣P1差壓高報(bào)警停機(jī)（機(jī)組報(bào)警具體信息：FN_Gas_Fuel_Vlv_P1_Diff_H）的根本原因在于，壓力變送器PT2121和壓力變送器PT2126之間壓力差值超過68.95kPa，并且延續(xù)時(shí)間超過0.5s。

2 故障分析及解決措施

2.1 壓力變送器故障

壓力變送器PT2121故障或者壓力變送器PT2126故障都能夠引起差壓高報(bào)警停機(jī)。該變送器使用一段時(shí)間后，經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)漂移故障（檢測(cè)數(shù)值漂移，不準(zhǔn)確）。采用以下解決方法：對(duì)壓力變送器泄壓和隔離后，使用由北京恒奧德儀器儀表有限公司生產(chǎn)的MC-YBS-WY型壓力變送器校驗(yàn)儀對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定；按照壓力變送器說明書調(diào)節(jié)壓力變送器阻尼值，降低變送器的靈敏度；更換新的壓力變送器。

2.2 控制一次關(guān)斷閥或二次關(guān)斷閥的儀表氣電磁閥故障

控制流程內(nèi)的儀表氣通過一次關(guān)斷閥或二次關(guān)斷閥的電磁閥通斷控制儀表氣開關(guān)，電磁閥通電，儀表氣通過電磁閥到達(dá)關(guān)斷閥的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，打開關(guān)斷閥；電磁閥斷電，執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的儀表氣排放至大氣中，關(guān)斷閥關(guān)閉。電磁閥故障后，無法及時(shí)開啟和關(guān)閉一次關(guān)斷閥或二次關(guān)斷閥，最終導(dǎo)致報(bào)警發(fā)生。確定電磁閥故障后，對(duì)電磁閥進(jìn)行檢修或者更換，即可排除故障。

2.3 一次關(guān)斷閥或二次關(guān)斷閥本體故障

一次關(guān)斷閥或二次關(guān)斷閥閥體故障（銹蝕、卡滯、損壞等）導(dǎo)致無法及時(shí)開關(guān)，最終導(dǎo)致報(bào)警出現(xiàn)。

在設(shè)備正常停機(jī)后，應(yīng)該及時(shí)對(duì)一次關(guān)斷閥和二次關(guān)斷閥閥體進(jìn)行拆檢和保養(yǎng)，拆檢和保養(yǎng)的頻率要充分考慮水分、雜質(zhì)等在燃料氣中的含量，含量越高，拆檢和保養(yǎng)的頻率越高。如果燃料氣是清潔度較高的干氣，則可適當(dāng)降低拆檢和保養(yǎng)頻率。

2.4 控制儀表氣含水或雜質(zhì)

當(dāng)控制儀表氣中含有水或者雜質(zhì)時(shí)，大量水分或較大雜質(zhì)能夠被濾器攔截，但少量水分或者較小顆粒的雜質(zhì)會(huì)通過濾器到達(dá)關(guān)斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障或者儀表氣無法驅(qū)動(dòng)關(guān)斷閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終影響關(guān)斷閥的開關(guān)時(shí)間。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀表氣中含有水或者雜質(zhì)時(shí)，首先對(duì)儀表氣來源進(jìn)行分析，查找解決辦法；其次更換更加精密的儀表氣濾器，可適當(dāng)增加分離器等輔助設(shè)備；第三在儀表氣管線中增加干燥和過濾裝置，保證儀表氣系統(tǒng)內(nèi)水分和雜質(zhì)降到最低，就可以解決故障。

2.5 控制儀表氣路壓力低

當(dāng)儀表氣壓力供應(yīng)不足時(shí)，無法及時(shí)驅(qū)動(dòng)關(guān)斷閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制關(guān)斷閥開關(guān)，最終導(dǎo)致報(bào)警出現(xiàn)。供氣不足主要有以下原因：供應(yīng)儀表氣裝置出現(xiàn)故障；儀表氣濾器堵塞；減壓閥PCV6410故障；壓力調(diào)節(jié)閥PSV6410故障。

首先檢查儀表氣供應(yīng)裝置，發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)該及時(shí)處理。儀表氣濾器在每1000h維保時(shí)，必須進(jìn)行更換，并且在機(jī)組停機(jī)時(shí)，需要進(jìn)行檢查。對(duì)于減壓閥PCV6410和壓力調(diào)節(jié)閥PSV6410的故障，原解決方法是對(duì)閥門進(jìn)行更換和調(diào)節(jié)壓力，經(jīng)過對(duì)流程進(jìn)行分析和研究，確定通過改造流程可以解決問題。對(duì)儀表氣濾器后端管線進(jìn)行截?cái)喟惭b三通管件，對(duì)驅(qū)動(dòng)一次關(guān)斷閥和二次關(guān)斷閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的儀表氣流程單獨(dú)安裝1個(gè)同型號(hào)的減壓閥。目的是將儀表氣分成2個(gè)單獨(dú)控制一次關(guān)斷閥和二次關(guān)斷閥，從根本上解決減壓閥故障或儀表氣不足的問題。

2.6 軟件系統(tǒng)問題

軟件系統(tǒng)中，2個(gè)壓力變送器差值比較時(shí)間為0.5s，對(duì)該時(shí)間進(jìn)行逐步調(diào)整，每次調(diào)整時(shí)間增加0.3s，經(jīng)多次試驗(yàn)調(diào)整到2s。2個(gè)壓力變送器差值比較時(shí)間延長(zhǎng)能夠彌補(bǔ)一次關(guān)斷閥或二次關(guān)斷閥開關(guān)動(dòng)作慢、儀表氣壓力低的問題，使燃?xì)廨啓C(jī)正常運(yùn)行。

3 實(shí)際應(yīng)用

中國(guó)海洋石油天津分公司渤南作業(yè)公司某海上油田利用上述方法進(jìn)行改造后，燃?xì)廨啓C(jī)連續(xù)運(yùn)行超過8000h，未出現(xiàn)P1壓差高報(bào)警、燃燒柴油的現(xiàn)象，較未改造之前單臺(tái)機(jī)組年度消耗柴油量降低近200m3，節(jié)省約140萬元。該項(xiàng)工作在公司內(nèi)部進(jìn)行分享，目前有5個(gè)采油平臺(tái)（共計(jì)10臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，5臺(tái)運(yùn)行，5臺(tái)備用）按照要求對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行重新設(shè)置和改造，2017年6月至2018年6月累計(jì)節(jié)省柴油約960m3。

4 結(jié)論

TITAN130油氣雙燃料機(jī)組自動(dòng)化程度較高，判斷燃料氣系統(tǒng)故障必須從機(jī)組的工作機(jī)理出發(fā)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際流程分析原因，通過改造流程的方式解決現(xiàn)場(chǎng)故障，也可以通過軟件系統(tǒng)更改控制數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)故障處理；同時(shí)也可通過兩種方式相互結(jié)合，高質(zhì)量、高效率地解決機(jī)組故障。

快速判斷和解決燃料氣系統(tǒng)故障，不僅節(jié)省柴油使用量，而且縮減檢修人員的工作時(shí)間，提高了工作效率。