引言

　　【壓縮機(jī)網(wǎng)】科技的進(jìn)步引領(lǐng)著人類進(jìn)入到安逸的生活，而機(jī)械設(shè)備日益精進(jìn)將帶來經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)改善人們的工作條件，更能提升社會(huì)生產(chǎn)力，因此機(jī)械設(shè)備的開創(chuàng)性研發(fā)與有效利用以是我們要研究的一個(gè)課題。隨著化工企業(yè)對(duì)系統(tǒng)的要求不斷提高，并對(duì)壓縮機(jī)需求更是逐漸提高，所以高能源費(fèi)用和環(huán)保問題使壓縮機(jī)的制造商在未來開發(fā)出更有效的化工壓縮機(jī)。

　　化工壓縮機(jī)的主要用途是對(duì)壓縮性的流體進(jìn)行處理，在石油化學(xué)化工或者特殊化學(xué)產(chǎn)品的企業(yè)運(yùn)用時(shí)常見的，有著較大的市場(chǎng)。
 

 

　　化工壓縮機(jī)概述

　　1.化工壓縮機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

　　20世紀(jì)70年代，我國(guó)的離心式壓縮機(jī)發(fā)展較大。在上海的吳徑化工廠年產(chǎn)34萬(wàn)t的合成氨裝置的建設(shè)中，上海的鼓風(fēng)機(jī)廠、壓縮機(jī)廠、冷凍機(jī)廠以及杭州的汽輪機(jī)廠分別開發(fā)成功合成氨工藝的空氣壓縮機(jī)、合成氣的壓縮機(jī)、氨冷凍的壓縮機(jī)以及配套的驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。 在這段時(shí)間，我國(guó)離心壓縮機(jī)最大的專業(yè)制造廠是沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠，工業(yè)汽輪機(jī)最大的專業(yè)制造廠是杭州汽輪機(jī)廠，分別經(jīng)過新比隆與西門子公司購(gòu)買了先進(jìn)技術(shù)軟件與成套設(shè)備，使得我國(guó)的離心壓縮機(jī)組的設(shè)計(jì)制造從整體水平提升了一個(gè)臺(tái)階。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)也對(duì)研究進(jìn)度加強(qiáng)了，西安交大與中科院在三元流理論與氣體試驗(yàn)方面取得突破，三元流動(dòng)葉輪設(shè)計(jì)計(jì)算、分析程序與真實(shí)氣體模擬計(jì)算方法達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　70～80年代，我國(guó)的離心壓縮機(jī)不僅從、技術(shù)水平與質(zhì)量管理都大幅度提高。到1987年四川的化工總廠建設(shè)30萬(wàn)t/年合成氨國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目時(shí)，國(guó)內(nèi)制造廠擔(dān)任了全部壓縮機(jī)制造任務(wù)。目前，我國(guó)40余家大中型化肥廠使用的各類型離心壓縮機(jī)，國(guó)內(nèi)均制造過，約30臺(tái)。

　　乙烯工業(yè)使用的壓縮機(jī)包括裂乙烯壓縮機(jī)、 解氣壓縮機(jī)與丙烯壓縮機(jī)。70年代中，我國(guó)研制成功4萬(wàn)t/年的乙烯用的“三機(jī)”，在蘭化試車成功。在4萬(wàn)t/年的乙烯用“三機(jī)”之后，沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠研制出12萬(wàn)t/年的乙烯用“三機(jī)”，并為大慶石化提供48萬(wàn)t/年的乙烯裂解氣壓縮機(jī)與丙烯壓縮機(jī)?，F(xiàn)在，沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠已有6臺(tái)45～60萬(wàn)t/年的乙烯用“三機(jī)”并交付使用?？偟膩碚f，我國(guó)現(xiàn)完全擁有能力設(shè)計(jì)、制造各種大、中、小型的乙烯裝置用的壓縮機(jī)。

　　2.化工壓縮機(jī)分類

　　根據(jù)流體機(jī)械依工作流場(chǎng)不同，可分為兩種：液壓機(jī)械和空氣機(jī)械。若依能量轉(zhuǎn)換形式，可分為以下兩種：流體動(dòng)力學(xué)機(jī)械是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，例如風(fēng)扇、泵、壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等；流體傳動(dòng)機(jī)械是利用流體進(jìn)行動(dòng)力傳送，如扭矩變速器、流體聯(lián)接器、液壓缸和氣壓缸等?？樟黧w原動(dòng)機(jī)械即將流體能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)械，如汽輪機(jī)、蒸汽輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)和水輪機(jī)等；空氣機(jī)械即依據(jù)使用壓力的不同，分為鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇、壓縮機(jī)和真空泵四類。

　　目前，化工壓縮機(jī)有三種不同的類型：①往復(fù)式，通常具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞，在吸氣沖程之時(shí)吸入氣體，當(dāng)活塞反向運(yùn)動(dòng)之時(shí)，氣體體積減小被壓縮，當(dāng)氣體壓力大于排氣閥動(dòng)作壓力的時(shí)候，氣體被排出。②動(dòng)力式，壓縮機(jī)的高速葉輪使氣體動(dòng)能增加，然后至于擴(kuò)壓器之中，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，從而提高氣體壓力。③熱力式，熱力型的壓縮機(jī)是經(jīng)高速氣體抑或蒸汽噴射，攜帶經(jīng)內(nèi)流動(dòng)氣體，再在熱力型壓縮機(jī)擴(kuò)壓室內(nèi)，把混合物的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體壓力能。

 

　　離心式壓縮機(jī)工作原理及損失

　　1.離心式壓縮機(jī)工作原理

　　化工離心式壓縮機(jī)的動(dòng)作原理和離心風(fēng)扇相同，在殼套內(nèi)裝配旋轉(zhuǎn)葉輪，再利用離心力把氣體泵送，適用于壓力較大的情況，主要目的是增加氣體動(dòng)能?？諝饨?jīng)進(jìn)氣口沿軸向進(jìn)到葉輪，在葉輪上再受離心力流至葉輪外緣渦形室，在渦形室中，空氣中部分的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能，由排氣口排出。

　　2.離心式壓縮機(jī)的損失

　　在離心式壓縮機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，牽涉到變數(shù)多且復(fù)雜，離心式壓縮機(jī)損失可分為以下三種：

　?。?）流路的損失：空氣經(jīng)壓縮機(jī)吸口到出口之間會(huì)與機(jī)體固體部分產(chǎn)生摩擦進(jìn)而造成能量的損失，此外因?yàn)榱髀窓M截面積的變化與彎曲造成能量的損失；

　?。?）泄漏的損失：轉(zhuǎn)軸或者葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分和軸承、殼套的靜止部分產(chǎn)生波漏造成損失，影響因素十分復(fù)雜；

　?。?）機(jī)械的損失：包含軸封、軸承與圓盤等處損失，而軸承與軸封損失，通常認(rèn)為和速率比無關(guān)，約為輸入的功率1%。而圓盤的磨擦損失和葉輪表面的粗糙度、形狀及蝸形殼形狀都有關(guān)。

　　從理論上講，離心式的壓縮機(jī)吸收功等于流路損失、機(jī)械損失、輸出功、泄漏損失總和。但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，當(dāng)離心式壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)流量低于最佳效率流量時(shí)，會(huì)有很多能量損失無法歸納到以上三項(xiàng)損失之中。這些損失在最佳效率點(diǎn)時(shí)的值為零，但隨流量減少，損失將逐漸增加。

 

　　化工壓縮機(jī)的應(yīng)用與運(yùn)行維護(hù)

　　1.化工壓縮機(jī)應(yīng)用壓縮機(jī)當(dāng)作氣體輸送機(jī)械設(shè)備被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，幾乎可以說是一種無法替代的氣體輸送機(jī)械設(shè)備。

　　目前主要應(yīng)用于以下方面：

　　（1）壓縮氣體作為動(dòng)力，可用以驅(qū)動(dòng)各類型風(fēng)動(dòng)機(jī)械與風(fēng)動(dòng)工具，達(dá)到控制各種儀表與自動(dòng)化裝置等；還可作為化工工業(yè)流程之中氣體輸送與能量回收的設(shè)備；

　?。?）在原油與天然氣的開采輸出作業(yè)時(shí)，壓縮氣體為機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力。油田采油的過程中，把高壓氣體送至油井，可提高與維持油井噴油的壓力。天然氣與原油輸送管線流程中，可作氣體的輸送設(shè)備其壓縮機(jī)的機(jī)組具有突出優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行可靠安全、單機(jī)功率較大、便于集中的管理以及維護(hù)費(fèi)用較低；

　　（3）壓縮氣體用于制冷與氣體的分離，指的是氣體經(jīng)過壓縮冷卻膨脹再到液化，主要使用在人工制冷壓縮機(jī)，一般為制冷機(jī)；例如被液化的氣體是混合氣，可以在分離裝置內(nèi)將各組分分離出，進(jìn)而得到合格的純度氣體，并在液化深冷天然氣工藝中被較頻繁的應(yīng)用；

　?。?）在化工工業(yè)過程當(dāng)中，某些氣體往往提高壓力對(duì)合成與聚合都比較有利，如氮和氫經(jīng)高壓后反應(yīng)合成氨、氫和一氧化碳經(jīng)高壓后合成甲醇以及二氧化碳和氨經(jīng)高壓合成尿素，此外高壓下可乙烯聚合成聚乙烯和丙烯聚合成聚丙烯等等應(yīng)用；

　?。?）壓縮機(jī)還可用于氣體遠(yuǎn)程輸送與裝瓶，如天然氣煤的等管道輸選與裝瓶。

　　2.化工壓縮機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

　?。?）工藝指標(biāo)進(jìn)行控制：設(shè)定工藝指標(biāo)指的是，在滿足機(jī)器運(yùn)行壽命、運(yùn)行安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等因素共同決定的，在壓縮機(jī)各種工藝指標(biāo)都需要嚴(yán)格執(zhí)行，且嚴(yán)禁隨意改動(dòng)。

　?。?）換熱與換熱設(shè)備的管理：保證水壓、水質(zhì)、水溫；規(guī)范壓縮機(jī)冷卻設(shè)備與水質(zhì)管理的工作；將列管式換熱器、冷排分布器、循環(huán)水、油冷卻器水質(zhì)的管理等作為日常管理內(nèi)容，保障壓縮機(jī)換熱的環(huán)境。

　　（3）潤(rùn)滑管理：潤(rùn)滑系統(tǒng)管理重點(diǎn)為過濾干凈油品合格以及油壓保證，另外必須建立壓縮機(jī)潤(rùn)滑的管理程序，將壓縮機(jī)潤(rùn)滑設(shè)備、潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑的連鎖報(bào)警裝置管理，加以嚴(yán)格規(guī)范并確保壓縮機(jī)的潤(rùn)滑有效。

　?。?）壓縮機(jī)停開車的管理：防止啟動(dòng)設(shè)備的液擊與抽負(fù)；防止高壓或低壓和安全閥的起跳；防止因調(diào)換不合格導(dǎo)致精煉微量的不合格以及合成觸媒的中毒；防止因壓縮比的控制不當(dāng)，造成壓縮機(jī)的受力不均衡；防止閥門使用不當(dāng)，造成系統(tǒng)的物料倒流或流量產(chǎn)生波動(dòng)。

　?。?）壓縮崗位的操作規(guī)程：壓縮機(jī)日常操作管理必須做到有法可依，應(yīng)該建立壓縮崗位操作規(guī)程，對(duì)操作人員日常職責(zé)、操作程序、開停車、巡檢、緊急故障處理、潤(rùn)滑以及壓縮機(jī)運(yùn)行監(jiān)控等進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范。

　　（6）檔案的記錄管理：必須建立壓縮機(jī)檔案管理的標(biāo)準(zhǔn)，從壓縮機(jī)的原始安裝、主要部件檢修、試車、事故、改造及其他重要信息進(jìn)行管理，做到詳細(xì)記錄、總結(jié)并服務(wù)于生產(chǎn)。

 

　　結(jié)束語(yǔ)

　　隨著時(shí)代的進(jìn)步，從20世紀(jì)50年代我國(guó)已能制造出離心式壓縮機(jī)，再到如今，我國(guó)引進(jìn)了一系列高性能中、高壓力離心式壓縮機(jī)，廣泛應(yīng)用到大型化工廠，并取得許多使用的經(jīng)驗(yàn)，在面對(duì)引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化和吸收的基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步提高了自己研究、設(shè)計(jì)與制造的能力。壓縮機(jī)組屬技術(shù)密集、高難度的產(chǎn)品，擁有較強(qiáng)的專業(yè)制造技術(shù)。但因?yàn)榛づc石油化工裝置不斷走向大型化，企業(yè)對(duì)壓縮機(jī)組的可靠性、能耗、配套水平等要求也隨之提高。

　　現(xiàn)在世界先進(jìn)的壓縮機(jī)制造廠家仍然致力于這項(xiàng)研究。例如在壓縮機(jī)氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)所使用的程序，能夠增加試用到幾百大氣壓；在臨界條件下仍可適用幾十種的復(fù)雜氣體，對(duì)計(jì)算的精度有大幅度提高；在轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性的研究，研制出超二階、超三階高柔性的轉(zhuǎn)子，并成功的使用；另外在各部件成套技術(shù)都有了發(fā)展，例如密封、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、軸承、輔機(jī)配套水平等方面。

　　綜上所述，如何與世界上先進(jìn)壓縮機(jī)制造技術(shù)靠近，是現(xiàn)在必須解決的問題。
 

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 馬艷飛.化工壓縮機(jī)應(yīng)用淺析 [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，22：298.

　　[2] 邵珠群.對(duì)化工壓縮機(jī)發(fā)展及其應(yīng)用的淺析[J].今日科苑，2010，24102～103.