壳牌LA40型压缩机油 在苏10区块的优化应用分析
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摘要 油的效果决定了天然气压缩机设备能否正常运转，同时，其更换周期影响经济效益。在保证压缩机正常运转的前提下，为确定油最优化更换周期，提高经济效益，本文以苏里格气田苏10区块所使用的壳牌la40型压缩机油为例，在油日常检测过程发现油品使用末期检测值并没有达到报废极限值，对油油品检测数据进一步分析，提出保证油效果的4点措施：1）建立合理的油日常监测制度；2）定期对油底壳及主油路进行清洗；3）严防高温引起的油加速变质；4）油使用后期及时补充油品添加剂。
中图分类号TB652 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）111-0187-03
0 引言
天然气压缩机是天然气运输工艺的核心设备，其运行效率已经在很大程度上直接影响到天然气正常生产。压缩机工作时，若不对这些表面进行，会加速零件工作表面的磨损，而且还可能由于摩擦产生的热将零件工作表面烧损，致使压缩机无法正常运转。因此了解压缩机组运行过程中油的规律与影响油效果因素不仅可以掌握油的使用周期，而且可以通过采取适当的措施来延长油的使用寿命。
1 壳牌LA40型油使用现状
苏10区块共有13台型号为4RDSB-2/L5794LT的天然气压缩机组，所用油为壳牌LA40。根据油供货商与压缩机厂家的建议，确定换油周期为2000h，但对压缩机油进行油品检测过程中发现油品使用末期检测值（综合受污染度）并没有达到报废极限值（表1）。
压缩机编号 机组运行时间 检测值 报废值
苏10-1站1#压缩机 2302h 5.6 12-14
苏10-3站7#压缩机 2160h 6.6 12-14
苏10-3站8#压缩机 1680h 6.0 12-14
表1压缩机油油品检测数据
2 油检测及数据分析
2.1检测仪器及方法
图1THY21-C油液质量检测仪
利用THY21-C油液质量检测仪（如图1）对苏10区块现有的13台4RDSB-2/L5794LT天然气压缩机组进行油品日常监测工作，可以检测油的综合受污染度。该仪器配备液晶屏幕显示器，实现操作提示及各项指标的汉字显示，可直观读到各种数据，并且配备微型打印机，方便记录及管理。
检测方法：每隔一天从压缩机组的泄油口处使用清洁干燥的瓶子取10ml~15ml样品，并对所取油样进行三次测量，取平均值，并将检测后的数据进行汇总、分析。另外，对于如氧化安定性，机械杂质，水分等判断油品效果的重要指标参数需要进一步的室内实验检测。
2.2油综合污染检测曲线分析
选取苏10-3站1#，8#压缩机组检测曲线（如图2），其表示不同时间所测量的油检测值（综合受污染度），并对该曲线进行研究分析。
图2压缩机组检测曲线
根据油品分析试验所得数据曲线（以1#压缩机为例）并参考相关资料可将油的效果分成以下三个阶段：
1） 4月28日-5月28日曲线呈现下降趋势，并趋于平稳
原因分析：壳牌LA40属于复合型油，其成分由基础油和添加剂两部分组成。在开始阶段，添加剂的消耗小于油的被污染度，并且有新油补充，所以曲线呈现下降趋势；随着油品的污染度逐渐升高，当添加剂的消耗与补充速率速率持平于油的污染度时，曲线趋于平稳；
2）5月28日-6月26日曲线呈现缓慢上升阶段
原因分析：油中添加剂的消耗，导致油品污染度持续增高，当新油的注入已经无法弥补油品污染度升高的速率时，曲线呈现缓慢上升趋势；
3）6月26日-7月4日曲线呈现快速上升趋势
原因分析：油中添加剂消耗殆尽，导致油品污染度快速增高。
“良好区”和“一般区”为油效果最佳区域；虽然“较差区”并没有达到油品的报废极限，但此时油中基础油的各项指标已出现明显异常情况，添加剂趋于消耗殆尽，油受污染程度快速升高，如不加以控制，将加速油的报废时间，不利于压缩机组的正常运转。所以如何延长油“良好区”与“一般区”并控制“较差区”污染度升高速率将是研究的重点。
2.3室内实验检验分析
将1#压缩机运行1680h后油样送至专业检测部门进行检测，对检验所得数据、新油技术参数以及报废指标进行对比如下表2：
检测数据 新油技术参数 报废指标
粘度（100℃，cst） 17.6cst 14cst >19cst
氧化值（%） 3.9% ―― >5%
机械杂质（%） 0.0041% ―― >0.005%
水分（%） 痕迹 痕迹 >0.03%
表2油室内检测对比数据
通过对比分析发现油品的粘度、氧化值、机械杂质虽然未达到报废值，但呈现偏高的迹象，分析造成上述结果的主要原因有：
1）油品氧化生成的高分子化合物（羟基酸、沥青质、焦油等）以及油品中混杂的杂质，磨损金属等污染物使油品变稠，粘度增加；
2）油循环过程中难免会与空气接触，加之夏季高温，使用后期抗氧化剂消耗殆尽，导致油氧化加速；
3）运动部件之间的摩擦会导致摩擦面的金属碎屑脱落溶解到油中，油使用后期，抗磨剂与抗腐蚀剂消耗殆尽使得机械杂质含量大幅增加。
3 影响油效果的预防措施
针对上述油使用后期效果变差的情况，提出以下四点预防措施：
3.1建立合理的油日常监测制度
建立合理的油日常监测制度不仅可以掌握油的周期规律，确定合理的换油周期，而且可以及时发现油存在的异常情况，做到“及时发现，及时处理”。
苏10-3站8#压缩机进行取样检测时发现该油样有严重的起泡现象（如图3）。起泡原因：填料盒密封圈弹簧断裂，导致曲轴箱窜气，气体混入油中导致起泡现象，油使用后期抗起泡剂消耗殆尽，生成的气泡无法消除。起泡的危害：油起泡导致油粘度降低，会降低油膜的支撑能力，从而使摩擦面之间不能保持连续的层，增加磨损。
图3油样起泡现象
3.2定期对油底壳及油路进行清洗
在压缩机组更换机油时如不对油底壳及主油路进行清洗，新油则会被残留在油路与油底壳的污染物所污染，污染物的催化作用将加速新油的变质，缩短油使用周期，造成经济损失。
在油路清洗过程中，油温度是影响清洗效果的重要因素。管输流体的雷诺数：，其中D为管道直径;ρ为油密度;v为流速;μ为油粘度。对于一般管输流体，Re小于2 000为层流，Re大于4 000为紊流，Re在2 000~4 000之间为过渡状态。由于D和ρ基本恒定，油只有在足够高的温度下才能具有较高的流速，进入紊流状态。通过计算，压缩机组油系统清洗温度应控制在70℃以上。
3.3严防高温引起的油加速变质
高温对油的危害：高温使油粘度降低，不仅会导致压缩机组因油压低报警停机影响正常生产，造成经济损失，而且低粘度的油在摩擦副之间形成的油膜极不稳定，使效果“大打折扣”。
高温还会加速油氧化，氧化产物（羟基酸、沥青质、焦油等）经发动机机油滤清器过滤后会在其内壁上形成一层厚厚的油泥。油泥会使压缩机的功率降低，增加油耗，大大降低了机油滤清器的工作效率。
油的氧化安定性是导致油氧化变质的最主要因素，下图4是塔里木油田对油的氧化安定性与温度之间的变化规律进行的测定：
图4氧化安定性随温度变化规律
从曲线中可以看出当温度高于87℃时，油的氧化安定性明显变差，并且曲线呈现快速下降趋势，由此得出压缩机组运行过程中油温低于87℃时，油品的抗氧化性能较强，效果较好。由于苏10区块位于毛乌素沙漠腹地，夏季高温炎热，加之压缩机处于室内，导致油长期处于高温状态。
针对压缩机夏季高温可采取以下措施：
1）增大冷却器换热面积，提高换热效果；
2）优化压缩机水循环路线；
3）高温期适当降低压缩机负载。
3.4油使用后期及时补充油品添加剂
油使用后期添加剂消耗殆尽，新油的补充已经无法弥补，基础油变质后产生的高分子化合物与机械杂质含量大幅增加，这时如果不及时加以控制，则会导致油粘度升高，氧化加剧，缩短了油的使用寿命。采用人工向油箱中填补添加剂的方法可以有效的抑制油使用后期添加剂不足所引起的油加速氧化变质，杂质含量增加等问题。
4结论
通过对苏10区块压缩机机油的日常检测曲线以及油样化验报告得出影响苏10区块油效果的因素主要为油使用后期的粘度增加，氧化值与机械杂质含量偏高。针对上述结论可采取以下预防措施：
1）建立合理的油日常监测制度；
2）定期对油底壳及主油路进行清洗；
3）严防高温引起的油加速变质；
4）油使用后期及时补充油品添加剂。
建议下一步工作：继续对苏10区块压缩机油进行监测工作，摸索油品规律，并通过措施延长油使用周期。
参考文献
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