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海洋石油平台天然气主机管理要点唐凯（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津30 0 459）摘要：以平台天然气为燃料的天然气主机在海洋石油平台上的应用越来越多。天然气主机作为油田电站系统的重要组成，机组运转稳定是保障油田安全生产的关键。通过对天然气主机各个组成系统进行分析，进一步指导现场作业人员的操作管理，保证设备的安全稳定运转。关键词：海洋石油平台；天然气主机；系统组成；管理中图分类号：TE9520引言我国海域辽阔海洋油气资源丰富，在渤海、黄海、北部湾和莺歌海等近海海域发现了一系列富含油气的盆地。我国的南海海域圈定的38 个沉积盆地中油气资源储量在百亿吨以上，南海石油探明储量约占全国探明储量三分之一叫。虽然我国的海洋油气资源非常丰富，但是海洋油气开发占比较低。伴随着国家对海洋油气开采的巨大需求，海洋石油开采事业正在蓬勃发展，海洋石油平台的建造数量骤增。以平台天然气为燃料的天然气主机在海洋石油平台上的应用越来越多，天然气主机如图1所示。平台天然气作为燃料可以提高能源利用率，降低平台碳排量。天然气主机流程包括除重烃装置、燃气系统、滑油系统、冷却水系统、液压油系统和调速控制系统等，主机系统相对于柴油机更加复杂。为了提高主机运转稳定性，总结主机管理重难点，为主机完整性管理提供参考。图1天然气主机1燃料系统天然气主机燃料系统可以分为除重烃系统3和内部燃料系统。除重烃系统包括：燃料滤器、换热器、冷却器、冷凝塔等；内部燃料系统包括：燃料气关断阀、燃料控制阀、液压执行器、燃料供给总管、燃料气喷入阀、针形阀、止回阀和预燃室和燃烧室等。由于平台天然气含有的重烃组分较多，容易引起机组爆振，导致停机，因此在天然气进机组前加装除重烃装置，降低天然设备管理文献标识码：BDOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.10.01塞、燃气注人阀故障。处理措施：更换点火变压器；更换火花塞；更换进气单向阀；微调进气针阀；检查液压执行机构。天然气主机爆振停机的主要原因：气体组分含重烃过多；爆振探头故障或信号电缆磨损；负荷突然增加时，燃烧不充分，空燃比例不正确；电液压触动器故障或调节不及时；燃烧室、活塞积碳过多。处理措施：检查除重烃装置、检查燃气组分；检查爆振探头；防止负荷增减过大，均匀调速；检查液压执行机构；进行活塞燃烧室维保。现场操作人员在日常管理过程中，应经常在机组入口取样化验，对天然气中的甲烷含量进行持续监测，根据化验数值及时调整除重烃装置，避免机组发生爆振。2冷却水系统天然气主机冷却水系统主要有膨胀水箱、冷却水换热器、水套水冷却水泵、后冷却水泵、冷却水加热器等，分为水套水冷却系统和后冷却系统。水套水冷却系统在气缸体内部的冷却液围绕流经气缸套，靠近缸套顶部的水套较小，会使冷却液流动更快，使气缸套得到更好的冷却。冷却液通过水流引导器泵入气缸盖内，冷设备管理与维修2 0 2 3No10(上）气重烃组分，从而降低机组爆振概率。内部燃料系统中燃料气首先通过压力调节阀调节，调节阀到发动机的压力为(310 14)kPa,如果燃料气的压力低，有可能降低发电机组的输出功率。压力调节阀连接到燃料气关断阀，该关断阀由发动机的控制模块控制，以便控制燃料歧管的燃料流量。燃料气控制阀用来调节燃料气总管内的燃料气压力。发动机的转速受控于燃料气总管内的压力大小，燃料气管将燃料气供给到发动机的所有气缸之中。每个气缸上有一根带有测流孔的燃料支管被连接到燃气的总管上。每根带测流孔的燃料支管线将燃料气供给到燃料气喷入阀，它位于发动机的主燃烧室，还有一根单独的燃料气管线和一只可调节的针阀用来提供燃料气供应预燃室中。燃料系统常见故障有单缸熄火和天然气主机爆振停机。单缸熄火的主要原因：点火变压器故障；火花塞积碳过多；进气单向阀卡滞；进气针阀开度过小；进气管路堵却液流经气缸盖内的气门和排气周围的通道。冷却液通过弯头流出气缸盖，流人水歧管内，通过歧管流到冷却液出口，通过远置水温调节器和热交换器流出，然后流回膨胀箱。冷却水需要选用机组专用的防冻液。定期对冷却水进行取样，监测冷却水pH值、氯化物含量、总硬度、冰点、悬浮杂质等。对所有测试结果应做好清晰的记录并予以保存，通过对比不同时间的数据以便对当前系统的实际状况和发展趋势做出判断和评估。冷却水系统如果含有海水，会对整个机组产生腐蚀,要对整个冷却水进行置换。3滑油系统天然气主机滑油系统主要有：预润滑油泵、滑油泵、滑油冷却器、滑油滤器、滑油安全阀、进油喇叭口、发动机机油槽等。预润滑泵可以由空气马达驱动。预润滑泵提供发动机机油，以便在发动机启动前和关停后润滑发动机轴承。在预润滑向发动机提供最少量的润滑后，发动机控制机构才允许发动机启动。止回阀位于预润滑泵和发动机机油歧管之间。发动机启动后，止回阀防止加压的发动机机油从发动机机油泵流人预润滑泵。发动机机油有一个安全阀,如果来自泵中的压力达到10 0 0 kPa,则安全阀打开，一些发动机机油流回到发动机机油槽中，在发动机机油较冷时能够防止润滑系统部件损坏。发动机机油泵通过进油喇叭口和吸油管抽出油槽中的发动机机油，进油喇叭口内有一个滤网，用来过滤发动机机油。发动机机油泵将滑油泵人温度调节器中，温度调节器和发动机机油冷却器共同调节发动机机油的温度；发动机机油冷却器中的内部冷却芯组件与后冷却器并联连接，冷却水通过发动机油冷却器的束管流动与滑油进行换热，达到降低滑油温度的目的。如果发动机机油温度高于8 5,冷却水进人发动机油冷却器；温度较低时，发动机机油旁通发动机油冷却器，直接流到发动机油油滤清器中。每个发动机油滤清器中含有3个发动机滤清器滤芯，每个壳体都有一个开口，以便排放管道中的空气。发动机运转过程中，可以在线进行滤清器的切换。滑油需要选用机组专用的滑油。定期对滑油进行取样，监测滑油黏度、闪点、含水率、残碳值、pH值等。为了保证机油的稳定，运转过程中机油添加量控制在10%左右，防止产生不溶物。对滑油的消耗量做好监测，滑油量的增加或者减少都应该引起注意，进行专项排查。根据发动机滤清器使用时间，定期进行滤清器的切换和更换。4日常管理要点现场管理人员在现场巡检过程中，可以通过机组性能参数并辅以目视、耳听、嗅觉等方式，确定机组运转情况。根据天然气主机运转时间开展相应的维保，根据运转时间主要可以分为每天的保养、每2 50 h的保养、每10 0 0 h的保养、每2 0 0 0 h的保养、每50 0 0 h的保养以及每10 0 0 0 h的保养。相应的维保内容如下：（1)每天的保养内容：检查空气起动马达润滑器油位、排放储气储水和沉积物、控制仪表盘、冷却系统冷却液位、液压系统、发动机机油液位、燃料系统燃料滤清器压差。(2)每2 50 h的保养内容：检查蓄电池电解液液位、采样冷却系统冷却液、添加冷却系统冷却液、采样发动机机油油样。2设备管理与维修2 0 2 3No10（上）（3)初次10 0 0 h的保养内容：清理空气启动马达管路滤网、清洗空气启动马达润滑器油杯、测量/记录曲轴箱窜气、测量/记录汽缸压力、更换电一液压系统油滤清器、清洗发动机曲轴箱呼吸器、检查发动机保护装置的连接、检查发动机转速/正时传感器、检查/调整发动机气门间隙、检查发动机气门转子、测量/记录气门杆凸出量。（4)每10 0 0 h的保养内容：润滑执行器控制杆系、检查/调整/更换皮带、检查/更换软管和卡箍、检查/调整点火系统火花塞。(5每2 0 0 0 h的保养内容：排放后冷器冷凝水、采样冷却系统冷却液、检查曲轴减振器、清洗发动机曲轴箱呼吸器、检查发动机安装件、检查/调整发动机气门间隙、检查发动机气门转子、测量/记录气门杆凸出量。(6)每50 0 0 h的保养内容：清理空气启动马达管路滤网、清洗空气启动马达润滑器油杯、清洗/检查/更换燃烧传感器、检查冷却系统液面开关、测量/记录曲轴箱窜气、测量/记录气缸压力、检查被驱动设备、检查/调整电一液压系统、更换电一液压系统油、更换电一液压系统油滤清器、更换发动机机油、更换发动机机油滤清器、检查发动机保护装置的连接、检查发动机保护装置、检查燃气关断阀、更换点火系统火花塞、检查空气进气系统、检查/更换进气歧管和管线、清洁预燃室止回阀、检查启动马达、检查涡轮增压器。(7)每10 0 0 0 h的保养内容：检查交流发电机、更换冷却系统水温调节器、检查电一液压促动器、更换机油温度调节器、清洁/检查发动机转速/正时传感器、检查排气护罩、检查/更换燃气压力调节器、更换预燃室止回阀、检查预润滑泵、检查水泵。按照预防性维修计划做好设备维保，在预防性维修的基础上，采取状态监测等技术手段，结合预知性维修的管理策略，制订更为详细的预防性维修计划4。编写天然气主机管理手册，将设备档案、改造变更、预防性维修程序、故障检修程序、大修计划等整合在一起。通过对设备完整性数据的采集、整合、统计和分析，对相关检维修程序不断升级、完善。成立主机管理小组，制定专项的应急响应程序。加强人员技能培训，提高人员主机检维修技能，进一步提升设备维保水平。5结束语天然气主机作为海洋石油平台电站的重要组成部分，现场操作人员应加强现场巡检，提高责任心，做好现场的预防性维保及故障检修。对主机故障问题进行归纳梳理、举一反三，同时借鉴优秀管理案例，不断提升管理水平，精细化管理，提高天然气主机的安全性和可靠性。1】廖漠圣.2 0 0 5年末全球油气勘采进展及至2 0 10 年预测 J.中国海洋平台,2 0 0 7,2 2(1):1-7.2史书臣.燃气发动机组控制系统方法探究 J.石油化工自动化，2015,51(1):39-42.3罗兆辉.天然气脱除重烃在海上油田的应用 D.成都：西南石油大学，2014.【4葛世瞳.海上油气处理设备完整性分级标准研究 J船舶物资与市场，2019(12):31-32.参考文献设备管理【编辑李波