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天然气压缩机风险识别及控制

   【压缩机网】1、引言
 
  苏里格气田4座天然气处理厂是整个苏里格气田的核心,天然气压缩机又是该厂心脏。天然气压缩机一旦出现问题,往往会导致天然气处理装置停产、输气管道停运、火灾爆炸、环境污染、人员伤亡等重大事故的发生。因此深入开展天然气处理厂往复压缩机组运行过程中风险因素识别,强化现场管理,控制和消减各类风险隐患,确保天然气处理厂增压站压缩机组的安全运行显的尤为重要。
 
  2、天然气压缩机组的组成
 
  机组(如图1)主要由:发动机、压缩机、压力容器、燃料气系统、自控系统、冷却系统、润滑系统、启动系统等组成。这些设备通过连接组合成一个整体,压缩机设有敏锐的传感报警停机装置。一旦某个系统出现异常,传感器将感应到的信号发送到ECM当中,由ECM对接收到的数据和系统设定参数进行对比分析,最后发出报警或者停机信号,迫使设备停止运行,从而保证了设备安全。
 
天然气压缩机风险识别及控制
 
  发动机通过联轴器和压缩机相连,带动压缩机组作往复活塞式运动从而实现对气体的压缩,其中压力容器主要起到过滤、洗涤和缓冲作用。自控系统作为整个系统的监控和信息传输,确保了整个系统能够安全运行。冷却系统主要采用了防冻液完成对发动机、压缩机需要冷却的部位进行降温,以保证整个系统温度在正常范围。整个系统能否正常运行主要的就是润滑是否良好,如果润滑不良将造成设备内部严重磨损,甚至抱轴。启动系统作为设备运行的初始动力,也是影响设备能否顺利启动并运行的原因之一。总之,压缩机组所有系统都是缺一不可的,内部结构协调一致才能保证整个系统安全平稳运行。
 
  3、天然气压缩机组运行过程风险识别
 
  目前,苏里格气田检查天然气处理厂4座,天然气处理能力180×108m3/a,4座天然气处理厂共有美国汉诺华公司生产的往复式天然气压缩机27台。天然气压缩机作为4座天然气处理厂关键核心设备,其作用是给天然气增压。
 
  因天然气具有易燃、易爆的特性,其主要风险是天然气泄漏和空气进入压缩系统引起的燃爆风险,以及超压引起的物理性爆炸。当压缩机润滑油出现供油量不足、曲轴箱中的油面高度降低时,会引起润滑不良,油温升高,导致烧瓦、卡活塞等事故。如果加的过多,运转时会有过多的机油窜入燃烧室,造成积碳,还会使设备不能正常工作。
 
  另外,水质的达标与否对压缩机组的安全运行有着长期的影响,水质不良将造成机身、缸体、管道等的腐蚀和堵塞,严重时还会导致设备报废。
 
  下面按照增压站天然气压缩机生产过程设备设施、环境及人员活动,对其中可能存在的危险进行识别。
 
  3.1 增压站生产设备设施及环境
 
  (1)增压站的核心设备是天然气压缩机及附带燃气发动机、空冷器等;
 
  (2)附属设备有:为增压站压缩机大修安装天车、消防水管线及消火栓、可燃气检测仪、视频监控摄像头、照明设施、轴流风机等其他辅助设施;
 
  (3)厂房采用彩钢瓦钢梁棚室结构;
 
  (4)增压站设备维护可能使用到的设备,施工单位使用的发电机、起重机、运输车辆;专业维修用的电焊机、气焊;外来参观人员携带的照相机、摄像机等。
 
  3.2 增压站人员及主要工作活动
 
  (1)增压站固有的生产值班和管理人员,外来检查参观人员,进场施工人员,专业维检修作业人员,新来员工或实习人员及外来设备调试人员等;
 
  (2)主要的工作活动包括:岗位巡检、流程切换、设备启(停) 机操作;设备维护、定期检查、维检修作业;灭火、抢险救灾等。
 
  3.3 增压站天然气压缩机风险识别
 
  3.3.1天然气压缩机系统火灾
 
  天然气泄漏和原动机产生电火花(明火) 是压缩机发生火灾、爆炸事故的重要原因。压缩机系统火灾危险性表现为以下几个方面:
 
  (1)易形成爆炸性混合物
 
  天然气通过缸体连接处、吸排气门、轴封处、设备和管道的法兰、焊口和密封等缺陷部位泄漏,设备局部腐蚀穿孔、疲劳断裂或压缩机房通风不良,油气积聚,以及上游来物料较脏或过滤器未及时清理,使过滤器憋卡,尤其泄漏,导致高压天然气喷出,与空气形成爆炸性气体混合物,遇火源引起空间的爆炸或火灾。
 
  (2)点火源
 
  违章作业(如使用明火、非防爆工具),不按规定穿戴防静电工作服、工作鞋等;压缩机装置未采取防静电措施或防静电措施有缺陷等;防爆灯具、开关、电气设施选型错误或接线不符合规范。内燃机驱动压缩机,内燃机排气管未设隔热层,出口处无防火罩;当排气管穿过屋顶时,其管口距离屋顶高度不够;当穿过侧墙时,排气方向朝向散发油气或有爆炸性危险的场所。
  (3)设备内温度超高
 
  天然气经压缩后温度会迅速提高,如果设备内冷却系统不能有效地运行,会使润滑油黏度降低,失去润滑作用,使设备的运行部件摩擦加剧,进一步造成设备内温度超高;同时高温能使冷却水(冷却液) 发生聚合、分解以致自燃引起火灾。
 
  (4)误操作
 
  操作人员会因受心理、生理或情绪等方面的影响出现操作失误。例如压缩机装置启运前,未置换工艺流程内的空气;压缩机发生事故需紧急停车时,操作人员因紧张而未能及时关闭进气,也会造成供气设备的超压,最终导致爆。另外,压缩机的出口被人为关闭或未及时清洗的异物堵塞都有可能造成憋压,导致压缩机发生物理性爆炸。
 
  (5)设备缺陷
 
  设备缺陷或故障产生于设计、制造、安装、运行和检修等各个环节,主要是由于材质及制造工艺不良所致。例如安全阀堵塞或损坏而失灵,超压部分得不到及时泄放导致的爆炸;压力或温度显示仪表出现读数差错或显示失真时引发的误操作导致的爆炸;压缩机的受压部件机械强度本身不符合要求或因水浊、腐蚀性介质等腐蚀,使其强度下降,在正常的操作压力下也能够引发物理性爆炸。
 
  3.3.2机械伤害
 
  压缩机联轴器裸露,造成机械伤害。
 
  3.3.3噪声
 
  在压缩机房中压缩机等高速运转设备运行时产生较大机械噪声;这些噪声在90~118dB(A),属于强噪声。噪声除损害听觉器官外,对神经系统、心血管系统亦有不良影响。长时间接触,能使人头痛头晕、易疲劳、心慌乱、记忆力减退、失眠多梦、神经衰弱。对心血管系统影响,表现为心跳加速、心律不齐,并影响脂肪代谢,使胆固醇增高、冠心病发病率增多。
 
  3.3.4润滑
 
  润滑是机组良好运行的重要保障,一旦润滑不良将导致重大故障发生,例如:由于润滑不良造成十字头磨损或者发动机连杆故障。大部分机械故障都是由于润滑不良造成的,所以只要保证了机组能够在良好的润滑条件下运行就会避免大部分故障发生。为了降低由于润滑导致故障发生,首先要从监控润滑油质量来控制,所以设备润滑是设备管理的一项重点工作。
 
  3.3.5温度
 
  机组在启运和加载前,发动机和压缩机的润滑油温度、发动机和压缩机轴承温度都是非常重要的因素,尤其是在冬季生产当中,保证各项温度也就能够减少大部分故障发生。例如,压缩机要求润滑油温度达到30℃时才能够加载,所以操作员工必须待温度达到30℃时才能进行加载操作,否则将影响机组寿命甚至导致机组严重故障发生。
 
  4 风险控制消减措施
 
  4.1 设计安装符合要求
 
  (a)天然气压缩机宜露天或棚式布置;(b)天然气压缩机棚或封闭式厂房的顶部应采取通风措施;(c)天然气压缩机厂房的楼板,宜部分采用箅子板;(d)压缩机厂房内应设有可燃气体报警装置;(e)压缩机设备基础、基座坚固完整;(f)地脚螺栓及各部连接螺栓满扣、齐整、紧固;(g)设备接地电阻小于10Ω。
 
  4.2 附件及辅助系统齐全
 
  (a)压缩机和动力机间的传动设施采用三角皮带或防护式联轴器;
 
  (b)多级压缩的压缩机各段间,应设置冷却和气液分离设备;
 
  (c)压力、流量、温度、液位等二次仪表变送器应每年校验一次;
 
  (d)各级分离器液位控制和高低液位报警及放空等设施完好;
 
  (e)有关的安全阀、压力表安全附齐全可靠、定期校验。
 
  4.3 防止和消除火花的措施可靠
 
  (a)当采用内燃机驱动时,内燃机排气管有隔热层,出口处安装防火罩;
 
  (b)当采用燃气发动机或燃气轮机驱动时,原动机的排气管出口引至室外安全地带;
 
  (c)压缩机爆炸危险区域内的电器设施采用防爆电器;
 
  (d)接线盒、导管和仪表设备的安装符合防爆要求。
 
  4.4 防泄漏、抽空措施完备
 
  (a)压缩机进气管道,有防止产生负压的措施;(b)轴封填料定期更换,确保无泄漏;(c)启动、停车安全连锁系统(压缩机进出口天然气压力、温度,润滑油油压、温度,冷却液压力、温度,压缩机振动,分离器液位等)灵敏可靠;(d)投运新安装或检修完的压缩机前,应对机组、管道、容器、装置系统进行氮气置换,检测合格。
 
  4.5 安全防护措施到位
 
  (a)压缩机天然气管线宜地上铺设,设有定期检测厚度的检视点;
 
  (b)压缩机联轴器、空冷器等运转部分设有防护罩;
 
  (c)润滑油系统、封油系统、冷却系统、气体密封、平衡管等畅通好用,无泄漏。润滑油、冷却液选用符合要求;
 
  (d)压缩机运行参数(温度、压力、转速等),各部轴承、十字头温度正常;
 
  (e)压缩机运转平稳无杂音,机体及管系振幅在允许范围内;
 
  (f)压缩机棚采取了降噪处理,岗位人员进出压缩机房佩戴隔音耳罩。
 
  4.6 维护保养符合规定
 
  (a)设备说明书、配件目录、设备结构图及易损配件图齐全;
 
  (b)润滑油定期分析记录、定期状态监测记录、维保记录等设备档案齐全;
 
  (c)压缩机的日常维护保养按照生产厂家提供的设备说明书实施。
 
  4.7 各项管理制度健全,措施落实到位
 
  (a)天然气压缩机本体及附带各类设备资料齐全完整,各类维保、大修记录填写认真规范;(b)岗位人员经过培训,持证上岗(压力容器操作证),能按照岗位标准作业程序启(停)压缩机,胜任天然气压缩机维修保养现场监护工作;(c)压缩机建立定期验漏、紧固地脚螺栓、防雷接地检测、可燃气体报警仪标定、压缩机附带压力容器定期检测、震动检测、压缩机连锁报警停机、安全附件定期校验、油品检测、视频监控、维护保养制度,措施落实到位;(d)维保单位资质能力、手续齐全,签订安全合同、维保协议,维保合同履行到位;(e)制定具体维保人员管理制度,经安全培训、业务技能考试合格;(f)新压缩机投运,应进行氮气置换,经检测氧气浓度低于2%,方可进气调试;(g)根据不同层面员工需求,制定全年压缩机培训计划,按计划开展培训;(h)建立外来人员、维保人员管理制度,进入增压站所有人员劳保齐全,戴隔音耳罩;(i)应急消防器材配置到位,定期检查,处理厂消防通道畅通,应急门完好,应急库物资储备充足,就近处理厂消防队随时处于待命状态;(j)轴流风机、窗户等通风设施完好,视频监控摄像头能全部覆盖增压站每台压缩机,中控室DCS 操作平台能实现压缩机远程停机;(k)开展了增压站风险辨识,制定详细的天然气压缩机房火灾、爆炸应急预案,并定期开展演练。
 
  5 、结论
 
  在苏里格气田跨越式发展过程中,天然气处理厂是整个苏里格气田的核心,因此加强处理厂天然气压缩机安全管理,确保关键核心设备正常运转,是保障苏里格气田安全生产的重要环节。只有保障健康、安全环境,才能实现和谐、稳定的发展目标。
 

标签: 压缩机天然气风险  

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