螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應(yīng)用分析

楊部慶

（大慶石化公司設(shè)備維修中心，黑龍江 大慶 163714）

螺桿壓縮機廣泛用于石油化工行業(yè)，它不僅大大提高了石油化工生產(chǎn)的效率，同時也提高了節(jié)能效果，改進了工藝設(shè)備，對工藝質(zhì)量產(chǎn)生了積極的影響。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和進步，螺桿壓縮機在石化行業(yè)的性能得到了提高，對我國石化行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。本文結(jié)合相關(guān)文獻，對螺桿壓縮機在石化生產(chǎn)中應(yīng)用的實踐工作和學習經(jīng)驗進行了總結(jié)，為提高螺桿壓縮機的效率做出了積極貢獻。

1 螺桿壓縮機的性能優(yōu)勢

螺桿壓縮機有不同的結(jié)構(gòu)，螺桿壓縮機技術(shù)誕生于1934年，迄今已在工業(yè)中使用，螺桿壓縮機的快速發(fā)展有著各種性能優(yōu)勢。首先，螺桿壓縮機運行相對平穩(wěn)，維護過程相對方便，并且易于使用和維護。隨著螺桿壓縮機的不斷改進，對人力的需求正在減少，并且自動化水平得到了極大的提高，而無須長期的操作人員培訓。螺桿壓縮機結(jié)合往復(fù)式機械和純渦輪機的優(yōu)點，往復(fù)式機械的優(yōu)點是運行穩(wěn)定、機械簡單，純旋轉(zhuǎn)渦輪增壓器具有無振動、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、容量大等優(yōu)點。同時外界條件不會影響螺桿壓縮機的使用，對螺桿壓縮機的干擾小甚至可以忽略不計。其次，螺桿壓縮機內(nèi)部零件很少，不易損壞。因此在使用過程中安全可靠，在使用過程中經(jīng)久耐用，穩(wěn)定可靠，螺桿壓縮機的使用壽命約為一年。另外，螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子之間有齒面間隙，具有良好的抗液體沖擊性，可壓成各種易聚合氣體和粉塵氣體，具有良好的多相混合和輸送性能。最后，螺桿壓縮機適應(yīng)性強。通過管道中的強制氣體傳輸，體積流量受排氣壓力的影響較小。因此，高效運行的范圍很大。壓縮是在不變性的基礎(chǔ)上進行，該機能適應(yīng)多種工作條件，易于定批量生產(chǎn)，所以在很多工作中它都可以應(yīng)用于藝術(shù)和工藝上。此外，螺桿壓縮機還降低了能耗，流量功能可調(diào)。

2 螺桿壓縮機的用途

螺桿壓縮機的主要用途可分為三類，每種類型的應(yīng)用程度不同，應(yīng)用范圍也不同。本文詳細介紹了螺桿壓縮機的三種用途。（1）合成聚合物。螺桿式壓縮機可以實現(xiàn)氣體壓縮，因此，如果沒有螺桿式壓縮機，石化產(chǎn)品生產(chǎn)將無法進行。例如，氮氣和氫氣的合成必須通過螺桿壓縮機完成，該壓縮機可以提供足以產(chǎn)生這兩種氣體的壓力。（2）氣體分離和冷卻。螺桿壓縮機不僅可以實現(xiàn)氣化，還可以實現(xiàn)冷卻，同時還能使氣體液化并從分離中分離出熔融氣體。例如，氮和氧的分離需要螺桿壓縮機。（3）天然氣運輸。氣體傳輸必須使產(chǎn)品氣體的輸送壓力和螺桿壓縮機產(chǎn)生的壓力達到氣體傳輸所需的壓力，并且壓縮機滿足天然氣傳輸?shù)囊蟆＃?）固體顆粒輸送。聚烯烴裝置固體顆粒物料需要大流量和較高壓力才能滿足聚烯烴顆粒的密相或稀相輸送要求，使用其他形式的風機或壓縮機將提高投資和物料消耗。

3 螺桿壓縮機使用流程

螺桿壓縮機是一種常見的化工機械。與其他類型的壓縮機相比，它具有以下特點：（1）高可靠性。螺桿壓縮機零件少，易損件少，運行可靠，使用壽命長。（2）力量均衡。螺桿壓縮機沒有慣性不平衡，并且無須采取基本措施即可在高速下穩(wěn)定運行。特別是它屬于體積小、重量輕、占地面積小的便攜式壓縮機。（3）調(diào)整速度快。螺桿壓縮機具有強制供氣的特點，其流量幾乎不受廢氣壓力的影響，可以在高范圍內(nèi)保持高效率，并且在不改變壓縮機結(jié)構(gòu)的情況下適用于各種工作條件。螺桿壓縮機的輸出電流相對穩(wěn)定，并且沒有輔助設(shè)備（如管網(wǎng)）的交流電壓，從而大大延長了其使用壽命。與大多數(shù)石化企業(yè)使用的普通壓縮機相比，螺桿壓縮機的使用存在一定的差異。因此，在化工生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用中，與普通壓縮機的使用有一定的區(qū)別。這種情況的出現(xiàn)與化工生產(chǎn)技術(shù)人員缺乏對螺桿壓縮機的認識有很大關(guān)系。針對這種情況的存在，相關(guān)化工企業(yè)管理人員也需要注意這個問題。在化工生產(chǎn)過程中，對員工進行培訓，可以使他們了解普通螺桿壓縮機，壓縮機應(yīng)在雙螺桿壓縮機的基礎(chǔ)上調(diào)整相關(guān)指標參數(shù)，避免因超壓造成安全生產(chǎn)事故或生產(chǎn)過程中存在其他問題。

4 使用螺桿式壓縮機的應(yīng)用

我國對雙螺桿壓縮機的研究起步較晚，改革開放以來，許多大中型石化公司從國外進口了較完整的螺桿壓縮機系統(tǒng)。例如，丁二烯提取單元、苯乙烯單元、低溫冷卻系統(tǒng)、聚烯烴顆粒及粉末輸送系統(tǒng)等選自歐美制造商。這些螺桿式壓縮機機械的設(shè)計制造企業(yè)在世界領(lǐng)先地位。因此，國外在我國需要了解的螺桿壓縮機的應(yīng)用程序，其次，從選型、實際運行方面進行了探討。

4.1 螺桿壓縮機的選擇

制造商對螺桿壓縮機制造商的精心選擇有著重要影響。在石化行業(yè)，由于對烯烴和苯乙烯裝置的要求越來越高，丁二烯螺桿壓縮機是最佳選擇。從丁二烯裝置性能來看，中國與歐美發(fā)展中國家相比，存在一定的漏洞。例如，英國豪德公司制造的螺桿壓縮機技術(shù)相對成熟，并且在使用過程中具有很大的穩(wěn)定性。在我國的實際應(yīng)用中，工藝氣壓縮機的制造技術(shù)存在一些缺陷，給石油工業(yè)和化工企業(yè)造成了巨大的損失。例如，揚子石化利用螺桿壓縮機制造丁二烯裝置，烯烴氣體壓縮在使用中經(jīng)常發(fā)生操作故障，對生產(chǎn)有著重要影響。

4.2 實際運行

從實際應(yīng)用來看，中國石化行業(yè)螺桿壓縮機存在的主要問題，在使用過程中，主要是由于操作人員對雙螺桿壓縮機的工作原理和性能缺乏了解，導(dǎo)致應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。例如，大慶丁二烯螺桿機組中丁二烯聚合物材料被阻塞，使壓縮機過載并破壞了蒸汽輪機和閥體之間的連接，從而導(dǎo)致渦輪機蓋過早地飛出，原因是雙螺桿壓縮機在使用過程中出口壓力高，操作員對溫度變化的評估不合理。

5 螺桿壓縮機在石化企業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

5.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國科學技術(shù)的進步，螺桿式壓縮機已達到技術(shù)，設(shè)備和質(zhì)量不斷提高的水平，管理等許多方面也需要改進。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國有30多家大中型石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中使用螺桿壓縮機，螺桿壓縮機應(yīng)在其使用中占有重要份額，所以螺桿壓縮機在石化行業(yè)中扮演著不可替代的角色。

5.2 螺桿壓縮機的應(yīng)用分析

工業(yè)上的高壓聚乙烯顆粒輸送的壓力在1500～3200 kg/cm2之間。壓縮氣體用于冷卻和氣體分離，氣體被壓縮，冷卻和膨脹。用于人工冷卻（制冷，空調(diào)等），例如氨氣和氟利昂壓力鏈條機，壓縮壓力為8～12kg/cm2。這種類型的壓縮機通常被稱為“制冰機”。如果液態(tài)氣體的主要成分是混合氣體，則必須同時分離液態(tài)氣體。例如，在分離出液態(tài)氣體之后，可以獲得諸如純氧、氮氣和氦氣的稀有氣體。燃氣管道的壓縮機壓力不同，主要根據(jù)管道的特定長度來確定，氯氣填充壓力為10～15kg/cm2，二氧化碳填充壓力為50～60kg/cm2。

5.3 螺桿壓縮機的未來應(yīng)用趨勢

三維結(jié)構(gòu)的開發(fā)和設(shè)計可以促進螺桿壓縮機單元布局的優(yōu)化和改善，并改善整體布局的美觀性。三維設(shè)計實現(xiàn)了自動檢查，有效地減少了設(shè)計錯誤。在設(shè)計過程中，可以自動確定結(jié)構(gòu)以確保設(shè)計的準確性,使用CAD進行3D實體建模設(shè)計，創(chuàng)建了3D實體建模數(shù)據(jù)庫和設(shè)備圖紙數(shù)據(jù)庫。在石化工業(yè)中，在螺桿壓縮機的加工過程中應(yīng)加快轉(zhuǎn)子軸承的開發(fā)，為了滿足設(shè)計轉(zhuǎn)子軸軸承系統(tǒng)時的設(shè)計標準，或者在操作設(shè)備時出現(xiàn)不穩(wěn)定或劇烈振動的問題，必須重新設(shè)置結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的影響因素和設(shè)置參數(shù)，最好依靠軟件來提供數(shù)據(jù)以解決維護過程中的問題，進一步促進系統(tǒng)的自動化和智能化。

6 結(jié)語

隨著我國石化工業(yè)的大力發(fā)展，螺桿壓縮機在石化工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，石化行業(yè)螺桿壓縮機的自動化程度將不斷提高。另外，螺桿式壓縮機的研究在我國也很重要，有必要進一步加強研究，加快螺桿壓縮機三維設(shè)計的研究和應(yīng)用，改善螺桿壓縮機軟件的開發(fā)和應(yīng)用，并在石油化工行業(yè)中充分利用螺桿壓縮機，提高螺桿壓縮機的使用價值。