對化工壓縮機發展及其應用的淺析

曹萬林 劉超 于震遠(沈陽鼓風機集團股份有限公司，遼寧 沈陽 110869)

0 引言

我國在石油行業不斷發展的今天，為了在石油開采方面得到更大的創新發展和應用范圍，石油壓縮機的發展也在不斷擴大。為了增加生產的經濟效益，給人們帶來舒適的安逸生活，本文針對石油化工壓縮機在當今的發展，對幾種化工壓縮機在當今的應用發展進行探討。從而為加快我國機械設備的不斷發展創造有利的條件。

1 石油化工壓縮機的現狀及應用

1.1 石油化工壓縮機的現狀

我國石油化工壓縮機在目前使用過程中已經投入了較大的技術研究和設備改造研究，從而加大了生產管理中的質量建設。我國大中小企業使用化工壓縮機的類型也較多，它的制造使我國產品占據了較大的發展市場。沈陽鼓風機集團在發展壓縮機方向上處于領先水平，它利用大型的壓縮機在使用與推廣中發揮了重大作用。

1.2 石油化工壓縮機的應用

化工壓縮機主要是氣體增壓作用。如果在天然氣輸送管線上利用氣體輸送，通過管道的長短決定壓力的大小，實現的壓縮機不僅功率較大，在運行中更安全、可靠，而且更方便管理。壓縮氣體在應用上也能實現制冷與氣體的分離，由于氣體在壓縮、冷卻以及膨脹方向上會發生液化現象，所以在人工制冷中就可以進行調節和冷藏作用。例如：氨或氟利昂壓縮機就是實現制冷作用的機械。如果實現的液化現象為混合氣體，在各個裝置中就要分離出來，從而得到各種氣體。例如純氧、純氫等氣體。如果在石油化工企業中對油進行加氫精制，這種人工的加熱方法在反應中，能夠使碳氫化合物在重組分中形成輕組分，例如重油的輕化、加氫精制的潤滑油等。壓縮機的應用范圍非常廣，這種機械化在石油發展中已經形成了專業的壓縮機。

2 石油化工壓縮機的發展方向

2.1 大型壓縮機的發展

對于大型的離心壓縮機來說。它屬于一種技術比較密集型的、難度較高的技術產品，在設計、制造方向上必須要具有專業的、先進的技術才能有效的發展。由于我國的石油化工企業在發展設備上已經開始向大型化設備發展，為了實現低能耗、高質量的設備水平，對石油化工壓縮機的建立要求也越來越高。對于二氧化碳壓縮機來說，由于傳統的壓縮機制造在性能與工藝上都容易產生一些事故，所以研究優化二氧化碳壓縮機成為解決這一問題的主要方向。在這一建立方向上有些地區、企業也已經開始實現，例如沈陽鼓風機集團、西安交大建立的二氧化碳閉式試驗臺建設等。改進石油化工壓縮機的發展技術是在原有的基礎上進行改進的，不僅僅是我國在基礎性能上進行改進，世界各國中研究的先進設備也是在這一方展方向上解決的。

例如改進壓縮機在氣動性能上的設計，這種使用程序在使用過程中能夠在幾十種復雜的氣體、幾百種大氣壓條件下進行，從而使運行中的計算精度達到更準確的程度。對于比較穩定的轉子研究，它在研制的超二階、超三階這種高柔性的轉子方向上已經成功投入使用，特別對一些成套的部件技術研究創造了較大的發展。例如在轉子葉輪上的結構優化、密封材料和密封間隙、調節系統以及軸承等配套設備上的發展，所以說，學習世界上的先進水平，認真改進壓縮機技術的制造成為當前石油行業發展大設備運行的主要趨勢。

2.2 往復式壓縮機的發展

往復式壓縮機在石油化工企業的煉制過程中，它的應用范圍是最廣泛的。由于它在應用中是催化裂化反應現狀，所以在進行石油產品的加工過程中就要采用氫氣進行脫硫和精制。石油在下游生產過程中所需要的煉油裝置在種類以及功率、壓力上都有所不同，所以在利用方向上就要采用不同的壓縮機。目前，我國在油田開發方向上對壓縮機的要求越來越高，特別是一些創新技術的研究成為不斷的發展方向。

活塞式壓縮機結構如圖1所示。

例如國內壓縮機企業已經引進了國外的先進技術，往復式活塞壓縮機設備的引進在功率上達到了最大的生產產品，它在結構上不僅表現了活塞桿的較低受力，剛性比較強的機身，而且它的承受能力也比較大、運行的壽命也較長。往復式壓縮機在發展研究上主要表現在兩個方面，一種是對天然氣壓縮機的研究，它的研究品種比較多、功率比較大、形成了一種高壓式的天然氣壓縮機。一種是加氣站用的壓縮機，對于油田壓縮機的注氣類型，它在注氣期間是一個穩定、高產的過程，應用的工藝范圍比較早，目前這種高壓的、大排量的壓縮機在新疆油田的建設、中原的油田建設都有廣泛的使用。對于集輸用天然氣壓縮機來說，在應用上比較廣的為RDS壓縮機系列、整體式的燃氣壓縮機。RDS壓縮機如圖2所示。

圖1 活塞式壓縮機結構圖

圖2 RDS壓縮機

例如將自主研發與技術合作成功地結合起來的沈陽氣壓機股份有限公司，其擁有往復活塞式大型壓縮機的專利技術(活塞力100～1250kN)，生產了全系對稱平衡型大型壓縮機，現已上市的機型，最大功率為5000kW，最大活塞力為800kN，最多6列。

大型往復壓縮機是沈陽氣體壓縮機股份有限公司生產的，從單機功率、活塞力等方面來說，已經躋身于世界最大壓縮機之列。例如，4M80—30/22—200— BX型新型氫氣壓縮機系廣東茂名石油化工股份有限公司等大型石化企業在二百萬噸/年渣油脫硫加氫裝置中采用的四列對稱平衡活塞力800 kN，排出壓力20MPa，軸功率3250kW，質量為68.6t，冷卻等輔助設備質量為16.2t，電機質量為47t，外形9690mm×4680mm×1950mm。目前，僅廣東茂名石化公司就擁有4M80級大型壓縮機20臺，為我國石化行業的發展做出了巨大貢獻。

整體而言，由于國內壓縮機制造企業和科研單位的共同努力，國產大型往復式壓縮機不僅成功地取代了進口壓縮機，而且其實際運行狀況也優于部分進口機組。因其具有綜合性能-性價比優勢，已具備走出石化成套設備的良好條件。

3 對我國離心式壓縮機產業持續發展的思考

對離心式壓縮機而言，除了航天航空部門的特殊要求(如質量最輕、壽命較短)外，對一般民用工業，應以氣動性能、運行效率、轉子動力學、強度、機組質量、加工工藝性為主要追求目標，而滿足氣動要求乃是第一位的，其他都是為其服務的。就目前國內的現狀而言，高校和研究院所偏重于本專業領域內氣動性能和基礎理論的研究，對于企業生產實踐中出現的疑難雜癥(如能效的提升；壓縮機轉速提高僅功率升高很快而流量卻幾乎不變；同一臺機組不做任何改變放置幾天后可以由振動超差變得合格或相反；等等)，或因為忙不過來、或認為題目太小成果的意義不大而一般不愿意介入；企業則重于應用，科研力量一般都比較薄弱，雖然有產品開發規劃，卻沒有或不能合理分解(細化)為技術開發計劃自行進行前期預研或尋求與高校進行專項合作，到產品設計完成時給產品留下許多遺憾甚至技術隱患。

企業對于高校和研究院所已有的對自己有用的科研成果也不是很了解，造成常說的科技成果不能很快轉化為生產力。這些都妨礙了行業的技術進步。所幸近些年研究所、各大院校、設備制造廠、企業等能夠組織交流，旨在提供展現所在技術創新中各自的優勢和已有成果的平臺；交流產學研結合的經驗，推進成果的轉化和對接，推動企業可持續發展；探尋企業技術需求，探討未來研究熱點及方向，提高壓縮機的前沿研究水平，實現科學技術的原始創新。此為行業破冰之舉，可謂切中時弊，用心良苦。

4 結語

壓縮機在石油化工企業中的使用是一種技術密集型的、難度高的產品使用，要發展它的創新使用必須利用先進的科學技術和專業的技術水平才能有效的實現。所以要發展大型的、可靠的化工裝置，不僅要解決能耗在利用上的節約方式，還要掌握一定的相關技術。雖然該項技術在我國已經廣泛使用，但有些技術故障問題還沒有解決，所以在研究領域的發展方向上我們就要學習一些國外的先進技術基礎上，也要重視創新發展。以達到國產壓縮機處于世界先進水平，更不能受外國人的控制。