淺談石油化工用壓縮機技術與應用前景

化工壓縮機是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機器，在油田化工行業具有廣泛的應用范圍。壓縮空氣作為動力，壓縮氣體用于制冷和氣體分離，壓縮氣體用于合成及聚合，壓縮氣體用于油的加氫精制、氣體輸送等等。在壓縮機的故障診斷和排除方面，要注重濾清器、缸套、活塞環磨損及損壞情況及裝配、空氣冷卻、潤滑壓力等方面。

壓縮機；故障；現狀；趨勢；改進

遼河油田油氣集輸企業所采用的化工大型化工壓縮機，主要包括工藝空氣壓縮機、原料氣壓縮機、氨冷凍壓縮機、合成氣壓縮機等，并得到較為廣泛的使用和推廣。壓縮機在油田企業的應用非常廣泛，有包括傳統的氯氣壓縮機、特殊稀有氣體壓縮機等，這些壓縮機通常對材料、密封、工藝，特別是真實氣體的適應性有特殊的要求。

1.化工壓縮機現狀及用途

A.現狀

目前，我國化工壓縮機無論是技術水平、工藝裝備和質量管理都有很大提高。我國30余家大中型化工企業所用的各種類型化工壓縮機，國內產品都能夠占有一席之地。據不完全統計，國內制造(包括合作制造)的大化肥用化工壓縮機共有30多臺。乙烯工業用壓縮機主要包括裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機和丙烯壓縮機。遼河油田所采用的壓縮設備技術水平在當時國內屬于較為領先的地位，也在生產中發揮了重要的作用。

B.用途

壓縮氣體用于合成及聚合；在化學工業中，氣體壓縮至高壓，例如氮氫合成氨，氫與二氧化碳合成甲醇、二氧化碳與氨合成尿素等。化學工業中，例如高壓聚乙烯的壓力達1500~3200kg/cm2。

壓縮氣體用于油的加氫精制：石油化工行業中，常用人工方法把氫加熱、加壓后與油反應，能使碳氫化合物的重組份裂化成碳氫化合物的輕組分，如重油的輕化，潤滑油加氫精制等。

壓縮氣體用于制冷和氣體分離：氣體經壓縮、冷卻、膨脹而液化，用于人工制冷（冷凍冷藏及空氣調節等）如氨或氟利昂壓縮機。其壓縮壓力多為8~12kg/cm2，這一類壓縮機通常成為“制冷機”或“冰機”。另外在液化的氣體若為混合氣時，可在分離裝置中，將各組份分別地分離出來，得到合格的各種氣體。如空氣液化分離后能得到的純氧、純氮和純的氙、氪、氬、氦等稀有氣體。

氣體輸送：用于管道輸送氣體的壓縮機，視管道長短而決定其壓力。送遠程煤氣時，壓力可達30kg/cm2。氯氣裝瓶壓力為10~15kg/cm2，二氧化碳裝瓶壓力為50~60kg/cm2。

2.壓縮機及故障判斷和排除方法

檢查空氣壓縮機濾清器，如果有損壞、缺陷或不干凈的空氣濾芯，及時更換損壞部件；檢查空氣壓縮機進氣管是否有扭結或變形，保證進氣管道具有最低要求的內圈直徑(建議15.9mm以上)。

檢查回油管是否有過多的彎曲、扭結及障礙。建議最小回油管內徑為(12mm)。回油管道必須一直從空氣壓縮機下降到發動機曲軸箱內。

檢查并測量空氣壓縮機缸套、活塞環磨損及損壞情況及裝配情況，磨損嚴重的應予更換。

針對空氣壓縮機的空氣冷卻部分，要清除在散熱片上累積的油污、煙灰或不干凈物。發現損壞的零件要更換；檢查損壞的散熱片，發現損壞的零件要更換。

檢查水溫不能超過93℃。檢查儲氣筒上的氣閥，保證它們運行正常。建議車輛裝備自動排氣閥。并在儲氣筒前適當地配備使空氣干燥的空氣干燥裝置。

車輛在剎車沒有使用的情況下，泄露每分鐘不能超過6.9千帕壓力下降，在使用剎車情況下每分鐘20.7千帕。如果泄露過多，檢查系統漏氣并修理。檢查卸荷系統是否工作并修復。

測試發動機曲軸箱壓力是否過高，更換或修理曲柄軸箱的通風設備。油尺的松動或部分抬起表明曲軸箱的壓力有問題。

檢查發動機潤滑壓力(空氣壓縮機進油口處)，并與額定壓力相比較，如需要更換合格潤滑油。

3.大型壓縮機技術改進要求及發展趨勢

三維工程設計開發。采用三維工程設計可以優化設計機組布置，使機組布置美觀，且具有自動進行干涉檢查的功能，避免設計缺陷。能夠自動進行結構分析，提高設計精度和設計效率。CAD的主要開發內容有：建立三維實體造型設計模型，建立三維實體設備圖庫、數據庫等。

轉子—軸承系統動力系統開發。在設計過程中，當轉子--軸承系統動力特性不能滿足設計規范的要求，或已經制造出來的機組出現振動過大、運行不穩定等情況時，就必須修改原機組的結構參數、物性參數值。但是影響轉子—軸承系統動力特性的結構參數有很多，修改哪一個或幾個結構參數最有效，能立竿見影地解決設計和機組穩定運行問題，是建立該專家系統軟件的目標。主要研究內容有：各種轉子結構、軸承結構參數對轉子--軸承系統動力特性的影響、建立智能型專家系統設計計算軟件包等。

智能型計算機控制系統開發。目前世界上已廣泛采用了微機控制的三重冗余、容錯控制器、多功能防喘振、性能調節、安全保護綜合控制系統，使化工壓縮機控制由傳統的模擬儀表控制變為多功能的專家控制系統。主要研究內容有：研制大化肥裝置用化工壓縮機組專用的、具有防喘振、性能調節、安全保護的數字式微機綜合控制系統，進一步實現了節能、降低震動與噪音水平、提高生產效率的效果。

[1]錢學軍.往復式壓縮機變工況運行計算機模擬與試驗研究[D]西南石油學院.2005

[2]孟 劍.碳纖維復合材料高壓儲氫容器力學模型分析與抗疲勞研究[D]浙江大學.2006

[3]張 良.濕蒸汽兩相壓縮過程工作特性研究[D]大連理工大學.2006