朱艷坤（黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊分公司油氣處理廠，黑龍江　大慶　163312）

淺談提高不凝氣壓縮機(jī)處理能力的措施

朱艷坤（黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊分公司油氣處理廠，黑龍江大慶163312）

本文從探索壓縮機(jī)的工作原理出發(fā)，著重分析了往復(fù)式不凝氣壓縮機(jī)的吸氣量、排氣量與其處理能力的關(guān)系，并提出了處理措施。

壓縮機(jī)；工作原理；吸氣；排氣；處理能力；存在問題；處理措施

壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，廣泛地適用于采礦、冶金業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、土木工程、石油化工業(yè)、制冷與氣體分離工程及國防工業(yè)。近年來，隨著石油化工行業(yè)的大型化、集約化，壓縮機(jī)也在向高壓、高速及大容量方向發(fā)展。

1　壓縮機(jī)的工作原理

油氣廠使用的VW-6.3/0.2-12型不凝氣壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)，往復(fù)式壓縮機(jī)的取名源于活塞的運(yùn)動方式，也就是說，往復(fù)式壓縮機(jī)是靠活塞往復(fù)運(yùn)動來產(chǎn)生壓縮氣體的。往復(fù)式壓縮機(jī)主要由氣缸、活塞桿、曲軸、吸氣閥、排氣閥等組成。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，通過曲軸和活塞桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動，曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動一次，氣體壓縮機(jī)完成吸氣、壓縮、排氣三個過程。

1.1吸氣過程

活塞自左向右運(yùn)動時，缸內(nèi)形成真空，氣體經(jīng)過濾器和吸氣管以壓力推開吸氣閥，進(jìn)入氣缸。當(dāng)活塞到達(dá)右端時，吸氣終了。

1.2壓縮過程

吸氣終了時活塞處于最右端，由于往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)向左行開始壓縮空氣，吸氣閥關(guān)閉，缸內(nèi)容積減少，缸內(nèi)壓力逐漸升高。

1.3排氣過程

壓縮終了缸內(nèi)壓力升高，達(dá)到排氣閥的開啟壓力，活塞繼續(xù)左行，壓縮空氣經(jīng)排氣閥進(jìn)入風(fēng)包，氣缸的工作容積減少到零，活塞到達(dá)氣缸左端時排氣終了。

往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮氣體主要靠上述三個過程，但實(shí)際上排氣終了時，氣缸和活塞之間仍有一定間隙，以防止活塞撞擊氣缸和氣閥，這一間隙的容積稱為余隙容積。由于余隙的存在，在排氣終了時缸內(nèi)仍有少量高壓氣體，當(dāng)活塞自左向右運(yùn)動時，排氣閥首先關(guān)閉，隨著缸內(nèi)容積加大，殘存的高壓氣體膨脹，壓力降低，直到缸內(nèi)壓力降到大氣壓力以下，吸氣閥才打開，開始吸氣。從排氣閥關(guān)閉到吸氣閥打開的這一過程稱為膨脹過程。確切地說，壓縮機(jī)在實(shí)際工作中每一次循環(huán)要經(jīng)歷膨脹、吸氣、壓縮和排氣四個過程。

2　如今壓縮機(jī)存在的問題：

油氣廠共有兩臺不凝氣壓縮機(jī)K101/1、K101/2，從2004年建廠至今，由于設(shè)備老化，壓縮機(jī)效率有所下降，處理量降低，設(shè)備故障增多，泄漏點(diǎn)增加，當(dāng)塔頂壓力高時，經(jīng)常是啟兩臺壓縮機(jī)，增加了設(shè)備的負(fù)荷，不利于設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，加大維修量和維修難度。

3　影響壓縮機(jī)處理能力的因素及改進(jìn)方法

3.1吸氣量

我廠壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)吸氣壓力為0.02Mpa，但在實(shí)際運(yùn)行中并沒有達(dá)到設(shè)計(jì)值，在同樣的吸入條件和狀態(tài)下，吸入壓力越低，對吸氣效率的影響越大，這與進(jìn)氣閥的結(jié)構(gòu)形式和閥片的形式有關(guān)，我廠采用的是帶彈簧片的網(wǎng)狀閥，彈簧閥片的打開需要最小壓力差，雖然壓縮機(jī)設(shè)計(jì)已經(jīng)考慮了這個因素，但是吸入氣流要克服這個最小壓差力，方能將氣體吸入，在吸入壓力低的情況下，影響了壓縮機(jī)的吸入量，從而影響了壓縮機(jī)的處理能力。

此外我廠壓縮機(jī)設(shè)計(jì)活塞直徑相對較小，且長期運(yùn)行使前置過濾器以及各段出入管路上積碳，導(dǎo)致氣體流通面積減小，氣體阻力增大，壓縮機(jī)的功耗也相應(yīng)增加，造成進(jìn)氣量減少，影響了壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力，使其性能下降。

改進(jìn)方法：定期對前置過濾器及出入管路積碳部位進(jìn)行清理，保證進(jìn)氣量。

3.2排氣量

往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣量又稱為壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力，通常將壓縮機(jī)在單位時間內(nèi)排除的氣體體積換算成吸入狀態(tài)下的數(shù)值，所以又稱為壓縮機(jī)的輸氣量。

影響排氣量的因素很多，

由公式排氣量

Vh—?dú)飧椎男谐倘莘e；λv—容積系數(shù)；

λt—溫度；λp—壓力系數(shù)；

λu—泄漏系數(shù)；n—壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速

可看出，氣缸的行程容積是不會變的，壓縮機(jī)的、排氣量Vd跟λv、λt、λp、λu有著緊密的關(guān)系。

（1）容積系數(shù)

容積系數(shù)對于壓縮機(jī)的進(jìn)氣量有著很大的影響，由于氣缸里有余隙，余隙氣體膨脹后占據(jù)了部分氣缸容積，使得氣缸的有效進(jìn)氣容積明顯小于氣缸的行程容積。

由理論公式可知

當(dāng)氣體的壓縮比一定時，余隙系數(shù)ε越大，容積系數(shù)λ0就越小，壓縮機(jī)的吸氣量也就越少。

改進(jìn)方法：我們可以通過減小余隙容積，適當(dāng)?shù)脑黾优艢饬?，從而增大處理量，增加排氣量調(diào)整方式是調(diào)整一級氣缸和二級缸的余隙容積，將余隙缸的活塞向靠近曲軸的方向適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，余隙容積減小，吸氣量增大。

（2）溫度系數(shù)

溫度系數(shù)表示壓縮機(jī)吸入氣體由于氣體吸熱體積膨脹而占去了一部分有效體積導(dǎo)致進(jìn)氣量變少的程度。

我廠的不凝氣系統(tǒng)流程為：塔頂壓力控制在0.01～0.12Mpa之間，溫度為110～145℃。塔頂氣相經(jīng)空冷器A-101冷卻至20～60℃，再經(jīng)水冷器E-102冷卻至15～50℃，然后進(jìn)入塔頂回流罐D(zhuǎn)-103進(jìn)行氣液分離，回流罐分離出的氣相經(jīng)不凝氣緩沖罐D(zhuǎn)-106進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相進(jìn)入壓縮機(jī)K-101和K-102。由于夏季天氣炎熱或是來油含水時，塔頂水冷器溫度經(jīng)常達(dá)不到壓縮機(jī)性能參數(shù)（吸氣溫度小于40℃），這樣大大降低了壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，影響其處理能力。

改進(jìn)方法：提高氣缸內(nèi)冷卻條件，減少氣體膨脹，增大吸氣量。對我廠循環(huán)水進(jìn)行凈化處理，避免壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)管線結(jié)垢腐蝕，增大傳熱面積，能夠充分給壓縮機(jī)氣缸降溫。

（3）泄漏系數(shù)

壓縮機(jī)泄漏在運(yùn)行中很常見，在每周一對壓縮機(jī)做氣密試驗(yàn)中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)二級缸部分螺栓有漏氣現(xiàn)象。由于長期運(yùn)行，氣閥不嚴(yán)密，活塞磨損，不但會影響排氣量還會影響壓縮機(jī)的運(yùn)行效率。

改進(jìn)方法：加大巡檢力度，密切觀察排氣壓力及溫度，發(fā)現(xiàn)有泄漏點(diǎn)及時聯(lián)系維修人員進(jìn)行處理。

4　結(jié)語

綜上所述，通過對廠不凝氣壓縮機(jī)處理能力的因素分析，得出了在吸氣量、排氣量兩方面共計(jì)4種提升處理能力的方法。

［1］姚玉英等.化工管理（上冊）.天津：天津大學(xué)出版社，1999.

［2］邊宏保，劉興林.中國西部科技.2009（6）.