渤海某平台主机喷油器开裂研究及系统性优化

商耀兴，徐庆东

（中海石油（中国）有限公司秦皇岛32-6作业公司，天津 300450）

摘  要：渤海某平台主机喷油器自首次开裂以来，已累计出现44次开裂故障，且故障发生无明显规律。故障发生后，主机单缸温度会持续下降，最终导致单缸熄火。为解决这一问题，研究人员通过对故障原因的系统分析与逐项排查，最终确定故障根源为主机燃油中的轻质组分在高温环境下会产生大量气泡，这些气泡引发喷油器气蚀，进而导致喷油器开裂。针对该问题，采取了一系列优化措施，包括选用油质更优、黏度更低的油井为主体供油，提高沉降罐与日用罐的加热温度，以及改造两罐的透气管线。这些措施有效减少了主机燃油中的烃类轻质组分，降低了燃油中气泡对喷油器的气蚀作用，从根本上解决了喷油器开裂问题。

关键词：喷油器开裂;轻质组分；气蚀;流程优化

1  故障情况概述

渤海某平台配备4台原油主机，其燃油系统主要由原油沉降罐、原油分油机、原油日用罐、燃油增压泵、燃油循环撬、燃油滤器撬及主机机体（含燃油进油管、高压油泵、高压油管和喷油器等部件）组成。喷油器作为主机燃油系统的关键部件，其使用寿命直接影响主机运行的稳定性。然而，自首次开裂后3年时间内，喷油器频繁出现无规律开裂故障，严重干扰了主机的平稳运行，对平台生产造成不利影响。

喷油器首次开裂后3年时间内，案例平台已明确记录44次喷油器开裂故障。各台主机的故障发生频率存在差异，且整体无明显规律。故障发生前，机组各项运行参数保持稳定，无异常变化，但喷油器一旦开裂，会导致对应单缸温度持续下降，最终造成单缸熄火。具体案例显示，A机仅运行10242h，B2缸喷油器便出现开裂；D机运行至20883h时，B7缸喷油器也发生开裂。在19个月的故障周期内，喷油器平均开裂频率约为2.3次/月，故障问题呈现出持续且无规律的特点。

2 故障原因及分析排查

为精准定位喷油器开裂的根本原因，研究人员对可能的影响因素逐一展开分析与验证。

2.1 启停机时喷油器内壁温差大

喷油器内壁若存在较大温差，易产生温差应力，可能削弱开裂点的结构强度”。经统计，平台主机启停机时，喷油器内壁平均温差达61.0℃。根据主机厂家说明书要求，主机采用重油模式运行前，需先以柴油模式运行30min，使喷油器内壁温差控制在约40℃的合理范围内，而61.0℃的实际温差已达到厂家规定值的1.5倍，温差过大存在引发喷油器开裂的可能性。为验证该因素的影响，平台对4台主机严格执行柴油模式启停机流程，确保每次启停机前燃油温度、黏度降至规定值(97℃、8mm²/s)。实施该措施后，经监测，喷油器内壁温差从原先的61.0℃降至28.4℃，完全符合厂家要求的范围。但后续统计显示，喷油器开裂次数仅略有减少，效果未达预期。经过长达1年的实验验证，可排除“启停机时喷油器内壁温差大”为故障根本原因。

2.2 燃油中含水影响

燃油中含水量过高可能引发汽蚀现象，导致喷油器内壁金属剥落，削弱开裂点强度。为验证该因素，依据每周对主机燃油开展的含水蒸馏实验数据进行分析，结果显示4台主机燃油含水量均维持在0.05%左右，远低于厂家说明书中“合格燃油含水量<0.2%”的标准，满足主机使用要求。因此，“燃油中含水”并非导致喷油器开裂的主要原因。

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