摘要：天然气压缩机状态监测仪的设计有效提升了天然气开采的质量和安全性能以及可靠性。文章主要针对天然气压缩机状态监测技术的研究和实际应用进行简要的探讨，首先分析天然气压缩机故障状态及成因，接着阐述天然气压缩机监测与诊断系统的重要作用，最后针对天然气压缩机状态监测的实际应用进行研究和分析。
关键词：天然气；压缩机；状态检测；应用研究
引言
随着经济建设的不断推进，我国的绿色能源得到了快速的发展，煤层气开采技术也得到了大幅的提升，在天然气消费量的大幅增长影响下，煤层气开采量逐年增加，已经逐渐成为缓解我国天然气需求的有效途径。天然气压缩机是煤层气开采工艺流程中重要的组成环节，其主要是以提升煤层气开采过程中的初端和终端的压力，通过管道传输完成煤层气的开采利用。压缩机在这一工艺的过程当中极为重要。但目前压缩机在实际的运行过程中仍存在较多的影响因素和故障隐患，对天然气压缩机状态监测技术的研究迫在眉睫。
1天然气压缩机故障状态以及影响因素概述
天然气压缩机是煤层气开发利用系统当中重要的组成部件，由于压缩机不同于冷凝器和蒸发器之类的非运动部件，在实际的高速运转过程中需要始终保持长时间的运行。而且基于设备的精密性和实际运行环境因素，其运行常会受到环境因素的影响而发生故障[1]。目前，主要的故障表现在天然气压缩机在运转过程中，频率和某一些固有频率保持一致或接近，具有较大的振动幅值，由此引发天然气压缩机的共振反应。这种故障极不利于设备的运行效率和安全性。此外，天然气压缩机的转子常会表现出不平衡的状态再转配置在状态时其域波形为正弦，这会使能量集中于某一频率整体的周星轨迹成为椭圆，由此引发转子不平衡的状态。另外，在天然气压缩机的运行过程中，产生油膜涡动也是其故障的表现形式之一。主要的原因在于油膜振荡石油设备的自激产生的，常常表现为转子具有非线性振动特征，频谱当中谐波半频处在峰值，且轴心轨迹为稳定的双椭圆[2]。
2天然气压缩机状态监测系统的重要作用
煤层气天然气压缩机监测系统是排采过程中常用的解决压缩机故障的技术手段。通过对天然气压缩机状态的监测和整体装置运行是否平稳的数据分析以及相关问题的解决，能够有效地提高天然气开采过程中的安全性与稳定性。针对煤层气开采过程中压力低、压力衰竭较快、煤粉等杂质较多等不稳定因素，对于压缩机的实际运行状态不能用常规保养来处理。在实际的运行过程当中，压缩机在出厂前的机械式运转阶段都必须依据压缩机机械振动测量与评价标准对机械的振动量进行检测。传统的监测设备主要依靠各种硬件仪器，包括传感器和放大器，同时还要进行振动的记录和设备的分析，例如信号分析仪、频谱分析仪等，但这些设备的购置需要耗费大量的资金，对煤层气天然气开采企业来讲面临着极大的经济压力[3]。
3天然气压缩机状态监测系统的实际应用
目前在实际的生产过程中所采用的天然气压缩机监测系统设计主要是由参数和数据采集模块以及数据信息与处理模块、监测报警系统、模态分析、系统故障诊断、远程通信模块共同组成。在实际的应用过程中，参数设置模块可以实现多种参数设置功能的发挥，并自动进行系统硬件参数的搜索与获取，采集数据信息后，通过传感器传入到主控系统当中，目前所能达到的技术水平能够实现对多通道的天然气压缩机各个部位的温度以及空气压缩的压力电流、电压和相关设备的振动信息进行准确的收集、监测与存储[4]。而数据信息处理模块能够针对所采集的信息数据进行技术处理和频谱分析，通过对数据信息的频谱分析轴心轨迹以及时域自相关、互相关、运行故障的概率统计、功率谱频响函数以及功率谱密度等进行准确的分析和预警判断，并将实际的数据信息反馈给技术人员，使技术人员能够根据这些数据信息进行故障的分析和处理。监测报警功能的应用主要是针对天然气压缩机各个部位的振动信号和压力信号以及温度信号进行实时的监测，如果发现天然气压缩机运行状态中发出振动信号，超过预先设定的参数数据值，则可以通过软件进行自动的故障报警，并将故障位置和相关的数据信息通过采集传感器输出功能与外接管理系统进行数据信息的传输，并同时切断电源，停止天然气压缩机的运转，防止造成更大的故障引发安全事故。天然气压缩机的数据管理部分功能主要是针对监测系统的实时监控所获取和采集的数据信息进行处理，以及数据信息的管理。通常对各个天然气开采通道的压缩机运行数据信息采集和处理后的数据进行有效部分的记录和存储，并实时地覆盖数据库当中相关的数据信息记录，以实现数据库的信息更新。在实际的应用过程中，天然气压缩机监测与故障诊断系统的应用是实现压缩机运行状态和故障处理的重要依据，其能够找出故障所在的位置和引发故障的因素，进而实现改进方案和维修方案的准确制定与执行。通过实际的现场测试发现，天然气开采过程中所处的环境因素影响较大，因此，在进行天然气压缩机监测系统的设计与研发、优化改良过程当中，相关技术部门必须要注重对天然气压缩机工作环境因素的结合分析，并通过实时的监测观察天然气压缩机的运行质量，确保整体设备的运行安全。
4结语
天然气压缩机状态监测系统的实际应用，对于当前天然气开采企业的成本管理和经济效益的最大化获取有着极为重要的促进意义。相关技术部门必须要对天然气压缩机状态监测系统的实际应用情况和应用效果以及整体的运行质量进行研究和优化，确保其数据信息的准确获取，增强对天然气压缩机运行状态的实时监控效果，切实提高天然气压缩机运行状态的稳定性，从根本上保证开采作业的顺利进行，促进企业的健康良性和可持续发展。
参考文献
[1]李晓鸣.离心式压缩机状态监测与故障诊断技术的应用[J].现代制造技术与装备，2018（8）：104-105.
[2]杨文超.离心压缩机状态监测与故障诊断系统的设计与应用[J].机电信息，2018（3）：109-110.
[3]孟遥，朱伟.天然气压缩机在延长气田的应用[J].石化技术，2017（6）：39-40.
[4]刘超，赵洪亮，李刚.天然气管道压缩机组控制系统的应用现状[J].油气储运，2016（9）：1018-1022.
作者:马斌 李星 王志永 单位:江苏华扬液碳有限责任公司 中国石油化工股份有限公司临汾煤层气分公司
