螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用探討

張暉

摘要：本文主要從對螺桿壓縮機在石油化工中的廣泛使用方面展開調查分析，借此帶領大家認識螺桿壓縮機的特有特征。從螺桿壓縮機的結構圖以及設計感等方面展開分析，比較其在工業領域運行過程中的優缺點。經調查分析對比總結出：螺桿壓縮機擁有較強的適應能力和可靠的安全特性，被廣泛應用于石油化工領域當中，且在此領域中的應用范圍還在不斷擴大。

關鍵詞：螺桿壓縮機;石油化工工藝;應用;探討

引言

50年代初，無油螺桿壓縮機在工業領域開始嶄露頭角，直至60年代，人們又新發明了另一款兄弟機即噴油螺桿壓縮機;在70年代，這兩種壓縮機在工業領域都得到了快速的發展。下表圖1和圖2分別是這兩種類型螺桿壓縮機的經典結構平面圖，當兩側的螺桿同時旋轉時，相互之間形成的螺旋齒槽的空隙就會吸入氣體，經旋轉壓縮后升壓排出。

兩種螺桿壓縮機內部結構圖的主要差異在于：無油螺桿壓縮機的齒輪是同步的，在陽螺桿和陰螟桿之間，兩個螺桿有適中的距離，保證不會產生摩擦力，使用過程中無需用到潤滑油;因其使用的是滑動軸承，所以旋轉速度較快，在軸承與轉子室之間有機械、油膜等密封隔離壓送氣體存在。正常情況下，會在無油螺桿壓縮機機殼放置一個冷卻夾套，這樣可以對介質進行強制性冷卻，同時也會過濾掉不純物，對其進行洗滌，保證這些介質不會因為高溫出現聚合現象。

1螺桿壓縮機的優點

1.1操作平穩，無噪音

螺桿壓縮機與往復式活塞壓縮機不管是排氣過程、壓縮方式還是容積都具有相同的屬性。但螺桿壓縮機在運行過程中不會產生多余的容積。螺桿壓縮機的流量-壓頭曲線與離心式壓縮機有很大區別，螺桿壓縮機在小流量運行中不會有振動，而且隨著流量的減少，它的壓比也會呈上升模式。但實際上所有的參數都是在可控范圍，所以使用螺桿壓縮機的操作非常平穩。

螺桿壓縮機不會反復運動，而是在每分鐘內達到一定數量的旋轉運動，旋轉運動也會直接產生氣體，經過轉子的動態平衡，只會發出小幅度的振動，而且噪音也可以忽略不計。

1.2使用壽命長

螺桿壓縮機與往復式活塞壓縮機有很多不同之處，往復式活塞壓縮機各個零部件價格昂貴且極易損壞，易受沖擊振動等影響，導致使用時間較短就要對零部件進行修理甚至是更換。而螺桿壓縮機零部件剛性較大，振動小不易受到沖擊，所以其使用時間較長，有的機器甚至可以連續使用兩年以上沒進行大修期。實際上螺桿壓縮機是否需要進行大修期是依據內部零部件尤其是靠軸承和軸封的使用時間長短決定的。

1.3流量可無極調節

螺桿壓縮機與往復式活塞壓縮機相比，二者除了都可以進行驅動變換速度、調節空氣介質外，噴油螺桿壓縮機機器還配有滑閥調節機構，滑閥的主要作用是調節吸入的氣體向排氣端移動，這可以降低使用功率，這種調節效果比往復式活塞壓縮機好。

2.螺桿壓縮機的應用實例

2.1火炬氣回收壓縮機

火炬氣壓縮機適用于汽車尾氣回收，因其成分復雜，粉塵顆粒數量多，嚴重影響了密封性。所以火炬氣壓縮機的密封通常使用接觸性密封法。隨著汽車尾氣煉化企業技術的改良，火炬氣壓縮機不斷加強單級壓比數據升高，以往的單級壓縮法存在耗油大、效率低等問題，所以未來它的發展模式是采用兩級壓縮法，大大的降低了單級壓比。

2.2 CO原料氣壓縮機

CO原料氣壓縮機主要作用是化工企業用來回收和提純，CO本身就是混合物，內含大量顆粒粉塵，而噴液螺桿壓縮機在運轉過程中會形成一定的空隙，所以適用壓縮中帶粉塵顆粒的介質。噴液螺桿壓縮機排氣是連續不間斷的，一直保持較為平穩的氣壓，所以尤其適合CO原料氣的工藝使用。

2.3焦爐煤氣壓縮機

焦爐煤氣壓縮機對煤化工企業來說必不可少。它在企業重復回收使用制作焦炭具有重要作用，它是產生焦爐煤氣的重要設備。焦爐煤氣本身具有大量的氫氣、一氧化碳等易燃易爆氣體，所以對壓縮機的密封性具有嚴格的要求，而且壓縮機必須可靠，能夠進行較長時間的使用。但是焦爐煤氣壓縮機大都采用密封性結構材料，它是以氮氣作為密封過程的緩沖氣。因其內部含有許多易腐蝕的雜質，所以在材料的選取上需要選用不銹鋼材料。

隨著煤化工企業工技術的改良，焦爐煤氣壓縮機要同時滿足流量大高壓比的需求，所以開發高水平螺桿型線，增增加密封度，提高抽吸能力，是未來焦爐煤氣發展的大趨勢。此外，可以有效利用高壓蒸汽提高螺桿壓縮機的能力利用率。

3螺桿壓縮機應用現狀趨勢

近年來，隨著我國科技的進步和發展，螺桿壓縮機的技術水平也得到了大大提高。據相關調查統計顯示，目前我國約有三十多家石油化工企業應用螺桿壓縮機進行化工生產。此外，螺桿壓縮機的質量、工藝、裝備及管理水平等也得到了很大的提升，整體使用頻率不斷增加，在石油化工生產中起著不可替代的作用。在未來石油化工工藝中，螺桿壓縮機將會繼續進行優化，開發出三維工程模式，不但能提升產品質量，還能增加美觀。此外，新開發的三維設計還可以有效改善機器原有的瑕疵，它可以自動完成干預檢測，及時發現設計結構問題，進一步保障了設計的準確度。三維工程設計模式可以運用CAD完成，還能完善數據庫和圖庫。在未來的工藝里，螺桿壓縮機還會進一步發現轉子—軸承，若轉子—軸承系統遠未達到設計水準，其在運行過程甚至出現強烈的振動導致不穩定，需要對數據參值重新進行評估。事實上改變轉子-軸承系統的因素不少，如果想實現智能化自動化的系統模式，需要不斷修改調整更加精確的數據，所以未來在在軟件開發上還要更重視。

結語

雖然螺桿壓縮機在進行一系列改造之后系統內部結構依然復雜，而且工作效率不高，但是因其具有性能可靠低故障率等優勢，在石油工廠中依然具有經濟和社會雙重收益的特點。

參考文獻：

[1]朱建偉.螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用分析[J].化工管理，2016（33）：147.

[2]劉二斌，楊艷，韓斌.螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用分析[J].化工管理，2016（18）：105.