陳子豪

[摘 要]石油化工壓縮機(jī)與石油行業(yè)同時(shí)發(fā)展，例如：大慶油田、遼河油田、勝利油田的發(fā)展，為石油開發(fā)創(chuàng)造了發(fā)展機(jī)會(huì)。石油化工壓縮機(jī)功能的不斷增加，得到了廣泛應(yīng)用。石油化工行業(yè)氣體壓縮其關(guān)鍵為復(fù)式壓縮機(jī)，在石油行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。具有結(jié)構(gòu)繁瑣。構(gòu)件眾多、環(huán)境惡劣，因此復(fù)式壓縮機(jī)在應(yīng)用過程中市場(chǎng)出現(xiàn)故障問題。對(duì)此，筆者以化工壓縮機(jī)為例，對(duì)石油化工壓縮機(jī)發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

[關(guān)鍵詞]石油化工；壓縮機(jī)；發(fā)展與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）12-0188-01

20世紀(jì)70年代，石油化工得到發(fā)展，進(jìn)而出現(xiàn)與之相應(yīng)的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)對(duì)其材料、技術(shù)、密封等具有較高要求，尤其是真實(shí)氣體適應(yīng)性要求頗為嚴(yán)格?；使I(yè)大型離心壓縮機(jī)包含：工藝空氣壓縮機(jī)、原料壓縮機(jī)、氨冷凍壓縮機(jī)等多種。

一、石油化工壓縮機(jī)發(fā)展

第一，自20世紀(jì)70年代，離心壓縮機(jī)發(fā)展迅速。在某化工總廠國(guó)產(chǎn)30萬噸合成氨裝置發(fā)展中，上海一些機(jī)廠分別研發(fā)了工藝空氣壓縮機(jī)、合成氣壓縮機(jī)、氨冷凍壓縮機(jī)、配套驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)等。同時(shí)我國(guó)最大離心壓縮機(jī)制造廠、工業(yè)汽輪制造廠也引進(jìn)了高科學(xué)技術(shù)與系統(tǒng)，在一定程度上將離心壓縮機(jī)制造推向了新的發(fā)展階段。另一方面，我國(guó)研究單位也推進(jìn)了研究進(jìn)度，在三元流理論與氣體實(shí)驗(yàn)上研究效果顯著。三元流動(dòng)葉輪計(jì)算形式與流程、氣體模擬方法等已經(jīng)走線國(guó)際化趨勢(shì)。

第二，70--80年代末，離心壓縮機(jī)不管是在科學(xué)技術(shù)還是在工藝技術(shù)、質(zhì)量上都得到了提升。自1987年四川化工產(chǎn)建設(shè)20萬噸合成氨國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目過程中，我國(guó)一些制造廠接下了壓縮機(jī)制造項(xiàng)目?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)已有約30家石油化工廠使用該種壓縮機(jī)。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)：我國(guó)制造的離心壓縮機(jī)約30臺(tái)。

第三，乙烯工業(yè)壓縮機(jī)包含：裂解氣壓縮機(jī)、乙烯、丙烯壓縮機(jī)。70年代中，化工系統(tǒng)首次研究了4萬噸乙烯壓縮機(jī)。隨后，研制出了12萬噸乙烯三機(jī)，為大慶石化提供48萬噸乙烯裂解氣壓縮機(jī)與丙烯壓縮機(jī)?，F(xiàn)階段，我國(guó)某廠有6臺(tái)45萬--60萬噸乙烯三機(jī)應(yīng)用。

二、大型壓縮機(jī)發(fā)展方向

第一，大型離心壓縮機(jī)具有密集型、高技術(shù)水平等特點(diǎn)，需要有專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)。受化工與石油化工系統(tǒng)區(qū)域大型化發(fā)展影響，用戶對(duì)壓縮機(jī)的穩(wěn)定性、技術(shù)水平、消耗等提出了較高要求。

第二，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)上，傳統(tǒng)生產(chǎn)中時(shí)常出現(xiàn)性能與工藝技術(shù)沖突事件。現(xiàn)如今，一些機(jī)廠已經(jīng)研制有屬于自己的二氧化碳閉式實(shí)驗(yàn)臺(tái)，使得傳統(tǒng)問題被解決。所以，大型化工與石油化工壓縮機(jī)優(yōu)化完善主要在其性能方面?，F(xiàn)階段，我國(guó)一直投入于該方面研究上。例如：壓縮機(jī)氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)在多種氣壓環(huán)境中；在臨界范圍中能夠適應(yīng)多種氣體，提升了計(jì)算精度。另一方面，在轉(zhuǎn)子性能上，現(xiàn)已研發(fā)出了超二階、三階高柔性轉(zhuǎn)子?；蚴窃谳S承、密封、系統(tǒng)調(diào)試等方面，已成功應(yīng)用。所以，怎樣與國(guó)際上壓縮機(jī)設(shè)計(jì)水平相等，成為現(xiàn)階段主要問題。

三、離心壓縮機(jī)組設(shè)計(jì)方案

（一）CAD開發(fā)設(shè)計(jì)

通過三維設(shè)計(jì)能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)機(jī)組程序，并且使機(jī)組設(shè)計(jì)更具有美感性，同時(shí)能夠自主檢查，防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。具有自動(dòng)結(jié)構(gòu)研究，提升設(shè)計(jì)精度與效率的特點(diǎn)。CAD開發(fā)包含：構(gòu)建單位實(shí)體設(shè)計(jì)模型、設(shè)備圖庫、數(shù)據(jù)庫等。

（二）軸承系統(tǒng)動(dòng)力特點(diǎn)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，在轉(zhuǎn)子--軸承系統(tǒng)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求不符，或是機(jī)組振動(dòng)較大、穩(wěn)定性較差狀態(tài)下，需要通過改變?cè)瓩C(jī)組結(jié)構(gòu)數(shù)字、物性數(shù)值。不過能夠影響轉(zhuǎn)子--軸承系統(tǒng)動(dòng)力特點(diǎn)的數(shù)值包含多個(gè)，改變哪組結(jié)構(gòu)數(shù)值更具有效性，能夠提升穩(wěn)定，成為專家系統(tǒng)軟件目的。其研究包含：轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、軸承數(shù)字對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力特點(diǎn)影響、智能型專家設(shè)計(jì)軟件包。

（三）智能型計(jì)算機(jī)控制研究

現(xiàn)階段，國(guó)家上應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制容錯(cuò)控制系統(tǒng)、性能調(diào)試、穩(wěn)定性保護(hù)等系統(tǒng)，離心壓縮機(jī)控制變得更為多樣化系統(tǒng)控制。其研究包含：離心壓縮機(jī)專用的、具有性能調(diào)試、安全保護(hù)的數(shù)字化計(jì)算機(jī)控制形式。

四、離心壓縮機(jī)應(yīng)用

第一，離心壓縮機(jī)為葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。其高速旋轉(zhuǎn)的葉輪能夠給氣體離心力影響，并在擴(kuò)壓通道中進(jìn)行擴(kuò)壓影響，進(jìn)而提升氣體壓力。較早以前，因?yàn)檫@樣的壓縮機(jī)只能夠適用在中低壓力、大流量中，進(jìn)而沒有得到廣泛關(guān)注。不過隨著化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步，一些大型化工廠興起，離心式壓縮機(jī)應(yīng)用在化工輸送中，效果顯著進(jìn)而成為核心設(shè)備，引起了人們廣泛關(guān)注，其重要性也隨之提高。伴隨著氣體動(dòng)力學(xué)的深入研究，進(jìn)一步提升了離心式壓縮機(jī)效率，同時(shí)因高壓密封，小流量窄葉輪加工，多有鍥軸承技術(shù)的成功，使離心壓縮機(jī)高壓力問題得到解決，進(jìn)而取締了傳統(tǒng)壓縮機(jī)。工業(yè)使用的高壓離心壓縮機(jī)壓力為150×105Pa，油田注氣使用的離心壓縮機(jī)壓力在700×105Pa。高爐鼓風(fēng)應(yīng)用的鼓風(fēng)機(jī)流量在7000m3/min，功率在52900KW，轉(zhuǎn)速在10000r/min之上。

第二，一些化工原料，例如：丙烯、乙烯、丁二烯等能夠制成塑料、纖維、橡膠等。在其技術(shù)材料的石油化工廠內(nèi)，離心式壓縮機(jī)具有重要作用，占有主要地位。離心式壓縮機(jī)被廣泛使用，究其原因包含：首先，氣量大，結(jié)構(gòu)單一、體積輕巧、無需較大空間。其次，操作穩(wěn)定性強(qiáng)，運(yùn)行平衡，效率高，成本低。最后，在化工程序內(nèi)容，離心式壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)無油壓縮過程。離心式壓縮機(jī)是一種能夠回轉(zhuǎn)的機(jī)械，能夠應(yīng)用在工業(yè)汽輪機(jī)中。

結(jié)語

綜合分析，上世紀(jì)50年代研發(fā)出現(xiàn)的離心式壓縮機(jī)，至70年代初將石油化工廠、大型化肥廠為中心，提升了壓縮機(jī)性能，效果顯著。另一方面，通過技術(shù)引進(jìn)實(shí)行接受、吸收、創(chuàng)造等。

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