化工壓縮機應用淺析

摘 要：化工壓縮機的應用需重點關注很多內容，文章從化工壓縮機的運行形式及其特點、運行維護的要項及適用性進行了分析。

關鍵詞：化工壓縮機；應用；維護；運行形式；適應性

1 化工壓縮機概述

科技的發達引領人類進入舒適的生活，機械設備的日益精進更可以提高經濟效益、改善工作條件、提升生產能力，所以具有開創性的研發和如何有效的運用機械設備，便成為我們更需進一步去研究的方向。隨著化工界對系統要求提高及對壓縮機的需求日新月異，所衍生出的高能源費用與環保問題均使得壓縮機制造商必須在未來發展更具效率的壓縮機。壓縮機主要的目的在于處理壓縮性流體，在石油化學、化工或特用化學品產業的使用都十分常見，并具有相當大的市場需求。

一般而言，化工壓縮機有三種不同類型。一是往復式：通常具有會往復運動（即來回運動）的活塞，在吸氣沖程時吸入氣體，當活塞反向運動時，氣體體積減小而被壓縮，當氣體壓力超過排氣閥的動作壓力時，氣體則會排出。二是動力式：這種壓縮機高速葉輪增加氣體的動能，隨后在擴壓器中，該動能轉換成壓力能，以提高氣體壓力。三是熱力式：熱力型壓縮機是利用高速氣體或蒸氣的噴射并攜帶向內流動的氣體，然后在熱力型壓縮機的擴壓室中，把混合物的速度能轉化成氣體的壓力能的一種氣體輸送設備。

2化工壓縮機應用的特征及問題

2.1 化工壓縮機的應用特征

流體機械依工作流場的不同，可分為液壓機械與空氣機械二大種。若依能量轉換的形式，大致可分為下列三類：流體原動機械，即將流體能量轉換成機械能的機械，如水輪機、氣輪機、蒸氣輪機及風力機等；流體動力學，即將機械能轉換成流體能量的機械，如泵、風扇、鼓風機及壓縮機等；流體傳動機械，即利用流體以達動力傳送目的機械，如流體聯結器、扭矩變速器、液壓缸及氣壓缸等?？諝鈾C械依使用壓力不同，一般可分為風扇（fan）、鼓風機（blower）、壓縮機（compressor）及真空泵（vacuum pump）四類。

化工離心式壓縮機的動作原理與離心風扇相同，是于殼套內裝設旋轉葉輪，借助離心力將氣體泵送，適用于壓力較大的情況，主要作用是增加氣體的動能。空氣經由進氣口沿軸向進入葉輪，在葉輪上受到離心力流到葉輪外緣的蝸形室，在蝸形室中，空氣中部份動能轉變成壓力能，由排氣口排出去。

2.2 化工壓縮機的應用損失

在離心式壓縮機運轉作動時，所牽涉到的變數相當多且復雜，離心式壓縮機的損失大約分下列三種。一是流路損失：空氣由壓縮機的吸入口至出口之間會和機體的固體部分發生摩擦而造成能量損失，此外由于流路中橫截面積發生變化，彎曲等也會造成能量損失，上述均是所謂的流路損失。二是泄漏損失：葉輪或轉軸等的轉動部分與殼套、軸承靜止部分所產生的 漏所生成的損失，其影響對因素相當復雜。三是機械損失：包括軸承、軸封，圓盤等處的損失，其中軸承、軸封的損失，一般認為與比速率無關，大約 輸入功率的1%左右。但圓盤磨擦損失與葉輪的形狀、表面粗糙度、蝸形殼的形狀有關。

理論上，離心式壓縮機所吸收的功等于輸出的功、流路損失、泄漏損失、機械損失之和；但由以往的實驗數據所顯示，當離心式壓縮機在低于最佳效率的流量在運轉時，還是有相當多的能量損失無法歸納于前述三項損失中。這些損失，在最佳效率點時，其值為零，但隨流量的減少，這些損失卻漸漸增加。

3 化工壓縮機應用

壓縮機作為氣體輸送機械設備應用的范圍幾乎遍及各個主要經濟部門，可以說是一種無法替代的氣體輸送機械。主要應用于以下多個方面。

3.1 用壓縮氣體作為動力，可用以驅動各種風動機械和風動工具，以及控制各種儀表和自動化裝置等。

3.2 壓縮氣體可作為機動車的動力。

3.3 在原油和天然氣的開采與輸出中，用壓縮氣體作為動力，在油田采油過程中，將高壓氣體注入油井，可以提高和維持油井的噴油壓力。在天然氣和原油的輸送管線上作為氣體輸送設備，壓縮機機組有突出的優點，它單機功率大、運行安全可靠、維護費用低、便于集中管理。

3.4 用壓縮氣體作為動力，可作為化工工業流程中的氣體輸送和能量回收設備。

3.5 壓縮氣體可用于制冷和氣體分離，氣體經壓縮、冷卻、膨脹而液化后，用于人工制冷的壓縮機，通常稱為制冷機或冰機；如被液化的氣體為混合氣時，可在分離裝置中將其各組分分別地分離出來，而得到各種合格純度的氣體，在液化天然氣等深冷工藝中應用也較頻繁。

3.6 壓縮氣體可用于合成和聚合。在化工生產過程中，某些氣體被提高壓力后有利于合成和聚合，如氮與氫高壓合成氨，氫與一氧化碳高壓合成甲醇，二氧化碳與氨高壓合成尿素；以及高壓下將乙烯聚合成聚乙烯，將丙烯聚合成聚丙烯等。

3.7 氣體的輸送和充瓶。壓縮機還用于氣體的遠程輸送（如天然氣、煤氣等管道輸送）和裝瓶（如氧氣、氮氣、乙炔等的充瓶〕。

4 壓縮機運行與維護

4.1 壓縮崗位操作規程

壓縮機的日常操作管理必須有法可依，應建立《壓縮崗位操作規程》，規范操作人員的日常操作程序、職責、巡檢、開停車、潤滑、緊急故障處理、壓縮機運行狀況監控等管理要求。

4.2 工藝指標控制

設定的工藝指標，是在滿足機器運行安全的、運行壽命、經濟運行等因素的狀況下給定的。壓縮機的各種工藝指標必須嚴格執行，嚴禁隨意更改。

4.3 潤滑管理

潤滑系統的管理重點是油品合格，過濾干凈，油壓保證，聯鎖有效。必須建立《壓縮機潤滑管理程序》，將壓縮機的潤滑油（氣缸油、循環油）、潤滑設備（稀油站、注油器、止逆閥、注油接管、油過濾網、油冷器等）及潤滑連鎖報警裝置的管理要求加以規范，保障壓縮機的有效潤滑。

4.4 換熱及換熱設施管理

①保證水質、水壓、水溫。②規范壓縮機的冷卻設備及水質的管理工作。③將冷排分布器、列管式換熱器、油冷卻器、循環水水質管理等列為壓縮機日常管理的重要內容，保障壓縮機的換熱環境。

4.5 壓縮機的開停車管理須重點圍繞“五防”

①防止啟機液擊和抽負。②防止高壓竄低壓，安全閥起跳。③防止置換不合格引起精煉微量不合格、合成觸媒中毒。④防止壓縮比控制不當，壓縮機受力不平衡。⑤防止閥門配合不當，系統物料倒流、流量波動大。

4.6 檔案記錄管理

必須建立《壓縮機檔案管理標準》，規范壓縮機從原始安裝、試車、重要部件檢修、改造、事故以及其他重要信息的管理，詳細記錄、總結歷史，服務生產。

5 結束語

壓縮機組屬技術密集型、高難度產品，必須擁有先進的專業設計制造技術。由于化工和石油化工裝置不斷向大型化發展，用戶對壓縮機組的能耗、可靠性、配套水平等技術指標的要求也越來越高。目前，世界上先進的壓縮機制造廠家都在致力于這方面的研究。如在壓縮機的氣動性能設計上使用的程序，能夠適用于幾百個大氣壓，在近臨界區域條件下適用于幾十種復雜氣體，大大提高了計算精度；在轉子穩定性研究上，已經研制出超二階、三階的高柔性轉子，并已成功使用；還在部件成套技術上有了很大發展，如在密封、軸承、調節系統、輔機配套水平等方面。因此，如何跟蹤世界上先進的壓縮機設計制造技術是當務之急。

參考文獻

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