油田天然氣壓縮機(jī)潤滑油換型方法與實(shí)施

劉 帥

(中海石油(中國)有限公司天津分公司遼東作業(yè)公司 天津300457)

0 引 言

天然氣壓縮機(jī)是油氣生產(chǎn)及加工企業(yè)的重要設(shè)備之一，設(shè)備運(yùn)行時(shí)需要大量的潤滑油，每個(gè)品牌的壓縮機(jī)使用的潤滑油也多是由廠家推薦，種類不一。我公司為了進(jìn)一步提升設(shè)備的精細(xì)化管理，對公司范圍內(nèi)的壓縮機(jī)潤滑油的消耗與費(fèi)用情況進(jìn)行了普查，發(fā)現(xiàn)存在壓縮機(jī)品牌和機(jī)型多樣、潤滑油消耗量大、潤滑油品牌多、不同潤滑油價(jià)格相差懸殊等問題，為選取價(jià)格便宜還能適用于絕大多數(shù)天然氣壓縮機(jī)的潤滑油，進(jìn)行了詳細(xì)的方案研究和實(shí)踐驗(yàn)證。

1 壓縮機(jī)潤滑系統(tǒng)簡介

壓縮機(jī)的潤滑系統(tǒng)一般分為兩大類且是相互獨(dú)立的系統(tǒng)。一類是外部零部件的潤滑，如壓縮機(jī)的氣缸、活塞、活塞環(huán)、活塞桿、排氣閥、密封填料等。該系統(tǒng)可單獨(dú)調(diào)節(jié)和分配各潤滑點(diǎn)的給油量，設(shè)有獨(dú)立的油泵、油箱、冷卻器和過濾器等，使?jié)櫥鸵旱玫匠浞掷鋮s和過濾，從而長時(shí)間保持油液的清潔和相對恒定的油溫。另一種潤滑系統(tǒng)是內(nèi)部零件的潤滑，如壓縮機(jī)曲軸箱中的零部件、曲柄銷、曲柄軸承、連桿滑塊、滑道、十字頭等。采用多頭注油器將潤滑油強(qiáng)制注入到氣缸及活塞桿的填料密封處。注油器是一個(gè)小型的柱塞泵，它的吸油柱塞是通過機(jī)械凸輪帶動，當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)，注油器也將隨之停止供油。注油器的供油是間歇性的，通過調(diào)節(jié)柱塞的工作行程，可調(diào)節(jié)注油器每次的供油量。

2 潤滑油的選型條件

壓縮機(jī)潤滑油的選擇取決于壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)類型、工作參數(shù)(壓縮比、排氣壓力和排氣溫度等)及被壓縮氣體的性質(zhì)等多種因素?；钊綁嚎s機(jī)工作條件較為苛刻，對潤滑油選擇也較為嚴(yán)格。

天然氣壓縮機(jī)潤滑油處于高溫、高壓及有冷凝水存在的環(huán)境，起著對氣缸運(yùn)動部件潤滑、防銹抗腐蝕和密封作用。壓縮機(jī)潤滑油規(guī)格包括一般的理化指標(biāo)和使用性能指標(biāo)，理化指標(biāo)如粘度、閃點(diǎn)、傾點(diǎn)、水分等主要靠基礎(chǔ)油獲得，性能指標(biāo)如老化特性、液相銹蝕需要加入適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣韺?shí)現(xiàn)，因而天然氣壓縮機(jī)潤滑油的選擇條件較為嚴(yán)格。

3 潤滑油統(tǒng)一換型的整體思路

3.1 前期調(diào)研

①收集壓縮機(jī)及油品的基本信息。首先查閱設(shè)備使用說明書，對設(shè)備在用油品的生產(chǎn)廠家、油品名稱以及油品的基本性能，例如粘度、傾點(diǎn)、閃點(diǎn)等理化性能指標(biāo)進(jìn)行收集。

②收集相關(guān)壓縮機(jī)的運(yùn)行速度、負(fù)荷、溫度等工況參數(shù)。設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)為油品替代提供數(shù)據(jù)支持，從而避免了盲目代用、混用。

③統(tǒng)計(jì)油品的換油周期、換油指標(biāo)、年消耗量。壓縮機(jī)的換油周期、換油指標(biāo)大多為廠家推薦，但當(dāng)設(shè)備的運(yùn)行工況發(fā)生變化后，換油周期也需要重新調(diào)整，統(tǒng)計(jì)油耗量及滑油成本，利于提高經(jīng)濟(jì)效益。

④調(diào)查潤滑系統(tǒng)流程與潤滑點(diǎn)。收集潤滑系統(tǒng)的流程可以為油品檢驗(yàn)評估確定良好的取樣點(diǎn)，可以對系統(tǒng)中潤滑油出現(xiàn)污染進(jìn)行控制。了解潤滑點(diǎn)，可以確定油液監(jiān)測的內(nèi)容，油品出現(xiàn)異常磨損時(shí)能找到對應(yīng)的磨損部位。

3.2 評估監(jiān)測

3.2.1 油品理化性能監(jiān)測評估

對天然氣壓縮機(jī)原用油品、替代油品進(jìn)行必要的理化性能監(jiān)測，目的是推薦油品是否與在用油品質(zhì)相當(dāng)，能否滿足替代的前提。

即使兩種滑油的質(zhì)量等級和粘度等級完全相同，但不同廠家生產(chǎn)的潤滑油的化學(xué)成分(添加劑、基礎(chǔ)油的提煉工藝)不一定完全一樣，在替代原用油品前，為確保兩者屬性相似，并且能共存，不會發(fā)生化學(xué)性質(zhì)的變化，不破壞原有粘度、閃點(diǎn)、傾點(diǎn)等屬性，因此必須經(jīng)過混溶實(shí)驗(yàn)后再作選擇。在沒有經(jīng)過相容性試驗(yàn)的情況下，兩種不同品牌的油絕對不允許混用替代。

3.2.2 油品相容性混溶試驗(yàn)監(jiān)測

油品相容性混溶試驗(yàn)監(jiān)測比例如表1所示。

表1 潤滑油混溶監(jiān)測比例Tab.1 Lubricant miscibility monitoring ratio

3.3 現(xiàn)場換油

在確定了代用油品后，油品替代的實(shí)施操作，遵循以下幾個(gè)步驟：

①首先啟動系統(tǒng)，讓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)1～2h后停機(jī)，再將系統(tǒng)中的油放掉。這樣有利于系統(tǒng)中的雜質(zhì)、懸浮物排出。

②清洗滑油系統(tǒng)，開始清洗前應(yīng)對潤滑系統(tǒng)做全面的檢查，在設(shè)備說明書上如有提示應(yīng)嚴(yán)格遵守。首先，人工清除注油口附近所涂的防銹漆、沙塵等物質(zhì)，用替代油清洗系統(tǒng)。

③更換濾芯，重新加入選定油品，在運(yùn)行4、24、48、72h后分別取樣化驗(yàn)，查看油品有無異常變化，若無異常磨合，可繼續(xù)運(yùn)行。

④壓縮機(jī)換油后，連續(xù)監(jiān)測壓縮機(jī)的振動、潤滑油壓力、機(jī)組運(yùn)行溫度、滑油品質(zhì)等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析，制定改進(jìn)方案。

3.4 效果評估

對更換潤滑油的天然氣壓縮機(jī)效果進(jìn)行總體評估，對搜集的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)和適應(yīng)性評價(jià)。經(jīng)濟(jì)性評價(jià)，換油后節(jié)省的潤滑油費(fèi)用；適應(yīng)性評價(jià)，換油后潤滑油監(jiān)測數(shù)據(jù)是否平穩(wěn)，設(shè)備運(yùn)行是否安全可靠。

4 實(shí) 踐

4.1 油性能指標(biāo)對比分析

本文列舉了16個(gè)計(jì)劃替換的油品中的3個(gè)與替換油品進(jìn)行性能指標(biāo)對比，檢測結(jié)果見表2、圖1。

結(jié)論性說明：通過性能檢測，擬選定的替代油品和原用油品各項(xiàng)指標(biāo)基本接近，可以替代使用。

4.2 混溶實(shí)驗(yàn)

本文列舉了其中一種油品與替代油品的混溶實(shí)驗(yàn)，將A型與D型的滑油按9∶1、7∶3、5∶5、3∶7、1∶9的體積比混溶檢測，檢測結(jié)果見表3。

表2 性能檢測對比Tab.2 Performance test comparison

圖1 ABCD型4種潤滑油的紅外光譜圖Fig.1 Infrared spectrum of four kinds of lubricants

表3 混溶試驗(yàn)對比Tab.3 Comparison of miscible tests

A型與D型滑油按不同比例混合后，在100℃恒溫24h后，樣品無分層，無油泥，沉淀物析出。

在不同混溶比例下，各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)基本介于混合前兩者之間，且隨著D的增加，各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)也更加接近D型的檢測結(jié)果，符合正常情況下油品混溶的變化規(guī)律。

結(jié)論性說明：混溶試驗(yàn)結(jié)果表明，A與D型相容，可以混合使用。

4.3 效果評估

4.3.1 經(jīng)濟(jì)性評價(jià)

下表對原用滑油和替代油的單位成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，D型潤滑油價(jià)格較原用滑油的成本明顯較低，3個(gè)廠區(qū)設(shè)備的年度用油費(fèi)用大幅降低，每年僅3個(gè)廠區(qū)的設(shè)備即可節(jié)約50%以上費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益明顯，經(jīng)營成本降低，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)(表4)。

表4 費(fèi)用對比Tab.4 Cost comparison

4.3.2 適應(yīng)性評價(jià)

為了做好適應(yīng)性評價(jià)，各廠區(qū)對換油前后每臺壓縮機(jī)的振動、潤滑油壓力、機(jī)組運(yùn)行溫度、滑油品質(zhì)等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長時(shí)間(2000h)的跟蹤記錄，并對滑油品質(zhì)定期進(jìn)行(100、200、500、1000、2000h)取樣化驗(yàn)，從記錄的數(shù)據(jù)和化驗(yàn)報(bào)告來看，機(jī)組運(yùn)行相對穩(wěn)定、狀態(tài)良好，期間并未出現(xiàn)因潤滑油問題而引發(fā)的設(shè)備問題，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

4.3.3 結(jié)論

通過效果評估來看，說明天然氣壓縮機(jī)潤滑油優(yōu)化統(tǒng)一的實(shí)施，可以滿足機(jī)組對運(yùn)行潤滑的需求，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)?？梢源蠓冉档蜐櫥偷馁M(fèi)用，減少潤滑油的品種，減少庫存積壓與現(xiàn)場儲存量，從而節(jié)約了工作場地、運(yùn)輸頻次，利于實(shí)現(xiàn)物資集中采購、集中管理、集中分配。

5 結(jié) 語

隨著國際油價(jià)的大幅波動，石油企業(yè)面臨著降本的巨大壓力，急需設(shè)備管理人員從新技術(shù)、新方法尋求突破。目前我們使用在各類設(shè)備上的潤滑油品種多達(dá)330種，特別是部分潤滑油需要進(jìn)口，采購周期長、費(fèi)用高。實(shí)施進(jìn)口潤滑油優(yōu)化統(tǒng)一、以國產(chǎn)油替代，不論是從技術(shù)研究和開發(fā)管理方面，還是從設(shè)備潤滑油優(yōu)化方面還要繼續(xù)做很多工作。此次天然氣壓縮機(jī)潤滑油優(yōu)化統(tǒng)一是設(shè)備管理思路的成功實(shí)踐，具有一定的推廣價(jià)值。