乙烯裝置壓縮機(jī)技術(shù)的改造及發(fā)展趨勢(shì)探析

殷 新，任燕翔

（中國石油四川石化有限責(zé)任公司，四川成都 611930）

乙烯裝置壓縮機(jī)技術(shù)的改造及發(fā)展趨勢(shì)探析

殷 新，任燕翔

（中國石油四川石化有限責(zé)任公司，四川成都 611930）

隨著各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)的進(jìn)步，無論國內(nèi)還是國外對(duì)乙烯裝置壓縮機(jī)技術(shù)改造均給予了足夠的重視。通過一定的技術(shù)改造，可以降低能源消耗、成倍增加生產(chǎn)效率進(jìn)而增加效益、降低運(yùn)行期間所消耗的費(fèi)用，最終目的是增強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

乙烯裝置；壓縮機(jī)；技術(shù)改造

1 壓縮機(jī)的技術(shù)改造

1.1 壓縮機(jī)技術(shù)可靠性的改進(jìn)

乙烯裝置在生產(chǎn)運(yùn)行中必須保持足夠的安全性和穩(wěn)定性，離心壓縮機(jī)是乙烯裝置的核心設(shè)備，更加要求其運(yùn)行過程中的安全穩(wěn)定和可靠性。要想提高壓縮機(jī)可靠性，轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性是一個(gè)重要的方面。按轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的激勵(lì)震動(dòng)來分，可以分成兩大類：一是自激振動(dòng)，另一類是強(qiáng)迫震動(dòng)。轉(zhuǎn)子自激振動(dòng)的激勵(lì)力包括密封過程產(chǎn)生的氣動(dòng)力、油膜對(duì)軸產(chǎn)生的作用力等。轉(zhuǎn)子強(qiáng)迫振動(dòng)的激勵(lì)力又包括氣體激勵(lì)力、離心力和轉(zhuǎn)子不平衡力等。

自激力過大時(shí)會(huì)影響軸承穩(wěn)定運(yùn)行，這時(shí)設(shè)備中軸的大幅度震蕩會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)組運(yùn)行造成足夠的破壞。所以在運(yùn)行過程中應(yīng)該保證軸承阻尼在一定范圍內(nèi)大于自激力，這樣兩種力會(huì)逐漸達(dá)到平衡從而使震動(dòng)過程保持安全穩(wěn)定。最近比較熱門的MAC壓縮機(jī)就是一個(gè)典型的案例，該設(shè)備在安全范圍內(nèi)增加阻尼，具體就是在密封環(huán)之間增加阻尼環(huán)，這時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子的有效震動(dòng)有極大的促進(jìn)作用，運(yùn)行過程中離心轉(zhuǎn)子振幅大于軸承附近的振幅，進(jìn)而證明了在密封處的阻尼環(huán)會(huì)取得較為明顯的優(yōu)化效果。

1.2 離心式壓縮機(jī)組聯(lián)軸器的改進(jìn)

乙烯裝置的離心壓縮機(jī)組聯(lián)軸器運(yùn)用最多的是齒輪聯(lián)軸器。多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，齒式聯(lián)軸器在性能上可以滿足機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行要求。但是近年來對(duì)大型機(jī)組需求量逐年增加，隨之而來出現(xiàn)了一系列的問題和缺陷：

（1）必要的潤(rùn)滑油系統(tǒng)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)的齒輪咬合需要配備潤(rùn)滑系統(tǒng)，因而對(duì)所使用的潤(rùn)滑油具有嚴(yán)格的規(guī)范。

（2）機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中容易產(chǎn)生油泥。在生產(chǎn)過程中由于旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生離心作用，這樣容易導(dǎo)致油泥集中，結(jié)果會(huì)堵塞油管路，影響機(jī)組的運(yùn)行安全。

（3）薄弱環(huán)節(jié)的影響。齒輪聯(lián)軸器之間有一些較為薄弱的環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)極易造成事故的發(fā)生，尤其是半聯(lián)軸節(jié)輪轂處進(jìn)行改造時(shí)，經(jīng)常用膜片聯(lián)軸器來代替齒輪聯(lián)軸器。

由于膜片聯(lián)軸器的拆卸和安裝最常使用液壓的方式，必須配備對(duì)應(yīng)的高、低壓泵和金屬盤以及油管線的安裝工具，這個(gè)拆裝過程比較復(fù)雜，同時(shí)在拆裝過程中需要較高的壓力，采用“O”環(huán)來密封液壓油，所以存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2 離心式壓縮機(jī)改進(jìn)需要考慮的問題

在考慮改造壓縮機(jī)時(shí)，需要注意壓縮機(jī)系統(tǒng)所面臨的以下幾個(gè)問題，從而可以做出最優(yōu)選擇。

1）驅(qū)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有能力是否可以滿足增加壓縮機(jī)功率后的要求。

2）在壓縮機(jī)管口和管線之間的位置安裝是否合適。

3）檢查密封油和潤(rùn)滑油輔助系統(tǒng)能否滿足新機(jī)組的要求。通常來說，僅進(jìn)行小改動(dòng)就能滿足要求。

4）檢查氣體管線主要部分的尺寸，檢查在管口的氣體流速能否滿足要求，若不符合要求，加大管線的尺寸即可。

5）確認(rèn)機(jī)房中吊車的功率，因?yàn)閴嚎s機(jī)的尺寸比原設(shè)備相比有所加大。

6）檢查現(xiàn)有的基礎(chǔ)是否可以支撐新設(shè)備的重量。

3 壓縮機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)介

近些年來由于能源消耗大幅度增加，各化工工廠開始制定降低能源消耗的目標(biāo)，所以對(duì)大型機(jī)組提出了更嚴(yán)格的要求。為了順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，各廠家先后推出了應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的壓縮機(jī)。以三菱生產(chǎn)的MAC為例，自從MAC進(jìn)入市場(chǎng)后，自身的優(yōu)良性能和可靠性已經(jīng)得到消費(fèi)市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。日本大量工廠生產(chǎn)乙烯為了節(jié)約能源，都使用MAC來代替原來的壓縮機(jī)。同時(shí)日本國內(nèi)許多用戶的乙烯裝置也都基本采用MAC。三菱重工在世界范圍內(nèi)已經(jīng)銷售了許多臺(tái)MAC。我國目前也可以生產(chǎn)小型乙烯裝置的離心式壓縮機(jī)，然而在技術(shù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)等方面都存在一定的落后。國內(nèi)一部分生產(chǎn)廠家通過近幾年的學(xué)習(xí)也積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但是生產(chǎn)大型乙烯裝置壓縮機(jī)還存在以下問題還沒有解決，比如在產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)不足，制造過程中生產(chǎn)工藝技術(shù)落后，現(xiàn)有的低溫材料不能滿足工藝要求以及蒸汽透平不符合要求等。

4 結(jié)束語

為了滿足國家提倡的節(jié)能環(huán)保要求，各生產(chǎn)廠家都開始研發(fā)新裝置來降低運(yùn)行費(fèi)用和生產(chǎn)過程中的能源消耗。近年來由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)裝置的研發(fā)過程都運(yùn)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此可以有效提高裝置的生產(chǎn)效率。應(yīng)用較為廣泛的是設(shè)計(jì)制造和測(cè)試一體化，其中最關(guān)鍵是流道設(shè)計(jì)，對(duì)新型高效的壓縮機(jī)的優(yōu)化一般都采用長(zhǎng)期設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來獲得優(yōu)化技術(shù)方法。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)三元流葉輪工藝性能大于二元流葉輪，三元流葉輪不會(huì)出現(xiàn)能量系數(shù)突降的現(xiàn)象，這在生產(chǎn)運(yùn)行中具有重要意義，除此之外三元流葉輪的最大效率也大于二元。葉輪這種性能的改進(jìn)主要是由于近些年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展在該方面的應(yīng)用，三元流葉輪中速度流場(chǎng)分布更加均勻，所以可以極大減少在生產(chǎn)過程中造成的不必要損失，從而達(dá)到基本目標(biāo)也就是提高壓縮機(jī)的工作效率。

[1] 申玉武，王飛.淺析乙烯裝置壓縮機(jī)的技術(shù)改造及發(fā)展[J].中國化工貿(mào)易，2012，4（8）：193-193.

Renovation and Development Trend of Compressor Technology in Ethylene Plant

Yin Xin，Ren Yan-xiang

With the development of national economy and the progress of science，both the domestic and foreign countries have given enough attention to the technological transformation of ethylene compressor.Through a certain technological transformation，can reduce energy consumption，doubling the production efficiency and then increase efficiency，reduce the cost of running during the operation，the ultimate goal is to enhance the competitiveness of products in the market.

ethylene plant；compressor；technological transformation

TQ221.211

A

1003–6490（2017）05–0120–01

2017–04–28

殷新（1986—），男，四川成都人，初級(jí)工程師，主要從事乙烯裝置精餾工工作。