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完整性管理在储气库高压压缩机组的应用研究

完成单位:中国石油天然气股份有限公司西南油气田 分公司储气库管理处

登记编号:ZSXC-05-G-2-086      登记年份:2022      登记日期:2022-06-27

项目概况
地下储气库是当今世界上最主要的天然气储存方式,具有储气量大、安全系数高、经济效益好等优点。相国寺储气库装配有8台压缩机组,采用了美国ARIEL公司KBU/6型往复式压缩机和德国SIEMENS公司驱动电机,单台设计处理能力166-234×104m3/d。储气库管理处深入解决了压缩机组故障诊断、设备风险量化识别、可靠性检维修决策支持等关键技术难题。项目主编标准1件,发表主要学术论文2篇。2018年以来,成果已在西南油气田分公司相国寺储气库得到推广应用。根据应用情况反馈,天然气压缩机系统运行效率提升2%~5%,有效降低了压缩机组故障发生频次,同比故障发生率减少60%,资源及维修材料消耗降低10%,单个运行维护周期中节约压缩机组维保费用和更换零部件费用189.5万元。成果推广应用表明:有效降低了储气库压缩机系统运行风险,提升了安全生产管理水平,稳定了生产过程控制,获得了显著社会经济效益,有力推动了天然气行业科技进步。 2、主要创新点(主要创新点是介绍成果的创新之处,约700字) 相国寺储气库压缩机组基于完整性管理理论开展了压缩机组主要部件故障诊断分析和关键设备重要度评价,以可靠性维修应用深入研究了压缩机组的故障模式和后果分析、维修策略辅助决策等,实现了相国寺储气库压缩机组可靠性技术和检维修资源配置等关键性问题突破,形成了4项技术创新。 创新点1:提出了天然气压缩机完整性检维修决策策略 代表性论文:《油气田地面工程》2020年39卷12《相国寺储气库压缩机活塞杆断裂故障分析研究》 代表性行业标准:Q/SY XN 0534-2019《储气库电驱往复式压缩机组运行管理规范》 针对储气库往复式压缩机传统的经验式、固定式维修方式不满足长期工作和运维管理需求,通过剖析压缩机零部件可用度最大与检维修资源利用关系,构建了设备寿命分布模型,提出基于RCM的设备预防性维修周期预测方法,实现了对压缩机的最优检维修决策支持,保障了储气库天然气输送系统安全平稳运行。 创新点2:提出了金属性能检测和有限元模拟结合的故障诊断方法 代表性论文:《油气田地面工程》2020年39卷12《相国寺储气库压缩机活塞杆断裂故障分析研究》 针对储气库多次发生活塞杆断裂事故,并引起连锁破坏造成停机影响的实际问题,通过活塞杆金属性能检测和采用有限元方法进行应力应变分析,实现了对活塞杆断裂模式和故障原因诊断,杜绝了同类事故再次发生。 创新点3:提出了AHP-FCE模型及改进模型的设备重要度评估方法 代表性论文:《重庆科技学院学报》2020年22卷(6)《基于AHP-PCE改进RCM的往复式压缩机组维修策略研究》 针对层次分析评价方法存在的精度不高、一致性指标不合理问题,通过遵循系统独立原则划分装置功能单元,提出基于AHP-FCE模型及改进模型的设备重要度评估方法,构建了储气库压缩机组重要度评估指标体系,实现了压缩机零部件重要度排序,为规范设备管理程序提供支撑。 创新点4:提出了专家判断与模糊集融合的风险分级识别方法 代表性论文:《重庆科技学院学报》2020年22卷(6)《基于AHP-PCE改进RCM的往复式压缩机组维修策略研究》