新型管道橇装式预设压缩设施的探究剖析

　　长庆油田公司建设工程处一直租用原蚌埠压缩机总厂生产的 SF- 10 /250 系列车载高压空压机对小直径管线吹扫试压， 但该空压机存在以下问题：！普遍存在跑、冒、滴、漏等现象， 管线试压结束后， 空压机下面往往留下一滩油污， 既浪费资源又污染环境； 新建油气管线的试验压力只有该空压机额定输出压力的 ， 这就造成发动机能源的大量浪费。为此， 安瑞科 （蚌埠 ） 压缩机有限公司在 SF- 10 /250型压缩机和 SF- 10 /150型压缩的基础上， 开发了理论排气量为 10 m 3 /m in、*高排气压力为 10 M Pa， 适合小直径管道试压的 SF- 10 /100- A型简易金属壳体橇装式空气压缩机。

　　1 技术分析

　　1. 1 关键设计

　　（ 1） 长庆油田管道设计压力大都是 6 4 M Pa，根据国家强制性标准规定， 管道气压试验压力为设计压力的 1 25 倍， 即空压机的*低输出压力必须超过 8 0 M Pa.考虑到空压机经过多年使用后，密封件、机械磨损等因素会造成排气压力降低， 为使空压机的输出压力在使用寿命内始终大于管道试验压力， 将压缩机的输出压力定为 10 0M Pa.

　　（ 2） 如果压缩机排气量大， 压缩空气在小直径管内容易形成气阻现象， 即试压管线的进气端升压速度很快， 而末端的气压迟迟不能上升。因此大排量空压机不能用于小直径管线试压。如果压缩机排气量小， 管内气压上升缓慢， 试压时间很长， 也会造成时间和能源的浪费。根据长期以来对管线试压的经验， 将压缩机的排气量定在 10 0 15 0 m 3 /m in之间比较适合。

　　（ 3） 按照*高排气压力 10 0 MPa、排气量 10 m 3 /m in计算， 小直径管道试压用压缩机的轴功率只需要 125 kW 就足够了， 而 SF- 10 /250型压缩机的轴功率理论值是 173 kW， 使用它对小直径管道试压不合适， 其发动机配置不合理， 无效能耗太大。

　　（ 4） 根据管道试压所需压力和排量， 重新选择了重庆康明斯发动机有限公司生产的 NT855 - C280型直喷、水冷、涡轮增压柴油发动机， 并配套了相应的减速离合器、弹性联轴器等。

　　1. 2 结构特点

　　（ 1） 新的压缩机取掉了 SF- 10 /250型空压机前部专用操作室， 将操作控制系统安装到*直观、*方便的位置， 缩短设备总长度、减轻质量， 使设备重心与长度几何中心线接近， 便于空压机搬迁。

　　（ 2） 设备壳体采用 SF - 10 /150型空压机集装箱式结构， 有足够的刚度， 以确保空压机在频繁搬迁和长期运行过程中， 橇面不发生微变形， 避免发动机与压缩机等总成件的同轴度发生改变。

　　（ 3） 空压机结构设计紧凑， 橇面上不留人行通道， 在保证空压机安装要求的前提下， 缩小整机长度和宽度方向尺寸。设备四周均采用对开门结构，使用时打开所有对开门， 以便操作和通风散热。

　　（ 4） 集装箱壳体顶上不加装通风设施， 在保证设备使用维护和保养空间的前提下， 降低整机高度， 便于设备在各种道路条件下行驶通过。

　　（ 5） 在橇边四周设计有整机起吊时所需的吊耳、吊具及满足强度要求的钢丝绳等。

　　1. 3 技术参数

　　*终排气压力： 10 MPa；流量： 10 m 3 /m in；发动机功率： 164 kW.

　　1. 4 技术特点

　　（ 1） 为降低压缩机生产成本和将来维修时专用件的采购， 压缩机总成沿用 SF- 10 /250型压缩机不变， 适当提高压缩机转速， 增大排气量。

　　（ 2） NT855- C280型柴油发动机出厂调定持续功率为 164 kW /12 h （ 205 kW /1 h）， 并选配低温冷启动装置， 确保设备在环境温度 - 30 以上静置 24 h后还能够顺利启动。

　　（ 3） LJ 220型电液 /手动双功能减速离合， 既可保证动力扭矩的有效传递， 又减轻了整机质量。

　　（ 4） 操作控制系统采用西门子 （中国 ） 有限公司生产的可编程序控制器 （ PLC）。该控制器具有启动保护、运行自动控制、运行参数监控， 以及柴油发动机的油压、压缩机的油压、离合器的油压监控和压缩机超压停机等保护功能。

　　2 现场试验及效果

　　2010年 5月， 在陕西靖边县境内选择了 1条适合于 2台空压机同时工作 50 h以上的管线 （设计压力为 6 4MPa， 试验压力为 8 0M Pa）， 在这条管线上对 SF- 10 /100 - A 型简易金属壳体橇装式空压机进行试运行。经过 54 h 连续运转， 管线顺利完成管线试压工序， 试验情况如下：

　　（ 1） 空压机各系统运行正常， 燃油消耗在预计范围内， 也未出现跑、冒、滴、漏等现象。

　　（ 2） 采用 SF- 10 /100- A 空压机对这条管线试压比 SF - 10 /250 系列车载式空压机可节约 8 h左右， 缩短试压时间 10% 左右。

　　（ 3） 按照*高排气压力 10 0 MPa、排气量 10 m 3 /m in计算压缩机的轴功率， 只需要 125 kW， 而SF- 10 /250型空压机的轴功率理论值是 173 kW.

　　采用 SF - 10 /100 - A 型空压机试压， 可节省38 4% 的能耗。

　　3 结论

　　（ 1） SF- 10 /100- A 型简易金属壳体橇装式空压机可满足长庆油田小直径管道吹扫试压的要求， 保证新建管线按期投产。

　　（ 2） 采用 SF- 10 /100- A 空压机对小直径管道试压， 比 SF- 10 /250系列车载式空压机缩短试压时间 10% 左右， 节省能耗 38 4% ， 符合工程建设的低碳、节能和环保等要求。