螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用分析

崔建捷 王東昌 楊曉通

（中國石油工程建設有限公司 北京設計分公司，北京 100085）

螺桿壓縮機在石油化工中應用十分廣泛，不僅可以在很大程度上提升石油化工生產(chǎn)效率，而且還能有效降低能源消耗、完善工藝裝備。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，螺桿壓縮機在石油化工產(chǎn)生中的性能不斷完善，推動了我國石油化工行業(yè)的發(fā)展。筆者根據(jù)實際工作和學習經(jīng)驗，通過查閱相關參考文獻，對螺桿壓縮機在石油化工生產(chǎn)中的應用進行分析，希望為提高螺桿壓縮機應用效率做出積極貢獻。

1 螺桿壓縮機的性能優(yōu)勢

螺桿壓縮機，又稱螺旋式壓縮機，具有不同的結(jié)構(gòu)形式。螺桿式壓縮機SRM技術(shù)誕生于1934年，至此開始在工業(yè)上進行應用，發(fā)展速度迅速，其原因是因為螺桿壓縮機具有以下幾個方面的性能優(yōu)勢。

首先，螺桿壓縮機的運行比較平穩(wěn)，維護過程比較便利，運維簡單。隨著螺桿壓縮機的不斷完善，對人力的要求也越來越低，自動化水平得到了顯著的提高，無需對操作工人進行較長的培訓。螺桿壓縮機兼具了活塞式機械和純旋轉(zhuǎn)透平機械的優(yōu)點?；钊綑C械的優(yōu)點在于運行特性穩(wěn)定、機械簡單，純旋轉(zhuǎn)透平機械的優(yōu)點在于無振動、無慣性力、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、容量的高速性等等。無油螺桿壓縮機不會造成氣體污染，因此氣體中存在的液體組分和雜質(zhì)也不會對螺桿壓縮機造成較多的干擾。

其次，螺桿壓縮機在應用的過程中，由于其內(nèi)部的構(gòu)成零件較少，也沒有易損件，因此運行安全可靠，運轉(zhuǎn)過程穩(wěn)定安全，使用壽命較長。螺桿機的主機頭使用壽命一般為30年。另外螺桿壓縮機無不平衡慣性力，運行過程比較平穩(wěn)，能夠進行無基礎運轉(zhuǎn)。此外，螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒面之間存在著縫隙，其耐液體沖擊能力較好，可以壓送各種易聚合氣體和粉塵氣體，具有良好的多相混輸性能。

最后，螺桿壓縮機具有較強的適應能力，而且能夠進行強制輸氣，其自身容積流量受到排氣壓力的影響較小，因此高效運行的工作范圍較大。在不受改動的基礎上壓縮機能夠適應各種工況，便于定型批量生產(chǎn)，因此在很多工藝技術(shù)中得以應用。除此之外，螺桿壓縮機具有降低能耗的作用，能夠進行流量調(diào)節(jié)。

2 螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用

2.1 螺桿壓縮機應用現(xiàn)狀

科學技術(shù)的發(fā)展不僅提升了我國螺桿壓縮機技術(shù)水平，還促進了螺桿壓縮機的管理水平、工藝標準和裝備質(zhì)量。據(jù)有關資料顯示，目前我國有近四十家大中型石油化工企業(yè)采用螺桿壓縮機從事相關的生產(chǎn)，并且國產(chǎn)螺桿壓縮機占據(jù)了較大的比例。由此可見，螺桿壓縮機在我國石油化工生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位。

2.2 螺桿壓縮機用途分析

從實際用途來看，螺桿壓縮機主要應用于三個方面，分別是聚合物的合成、制冷與氣體分離、氣體傳輸。石油化工生產(chǎn)離不開對氣體的壓縮，利用螺桿壓縮機可以實現(xiàn)這個目的。比如利用氫氣和氮氣壓縮合成氨，需要的壓力比較大，必須通過螺桿壓縮機來實現(xiàn)。進行制冷與氣體分離時，通過螺桿壓縮機將混合氣體進行液化，可以實現(xiàn)對氮和氧的分析。氣體傳輸過程中對壓力要求較大，利用螺桿壓縮機可以將氣體壓縮到0.3×102kg/cm2。

3 國外雙螺桿壓縮機在我國的應用

我國在雙螺桿壓縮機方面的研究起步較晚，改革開放以來，很多大中型石油化工企業(yè)從國外引進相對完整的螺桿壓縮機系統(tǒng)。比如丁二烯抽提裝置、苯乙烯裝置、火炬氣回收系統(tǒng)、低溫制冷系統(tǒng)等，在廠家選擇上以歐美為主，主要有美國的A-C、德國的GHH等公司，這些廠家的螺桿壓縮機設計和制造都處于世界領先地位，因此需要對國外螺桿壓縮機在我國應用情況進行進一步了解，接下來文章就從選型、實際操作和維護三個方面進行論述。

3.1 選型方面

生產(chǎn)廠家對螺桿壓縮機的生產(chǎn)廠家有著重要影響，在選擇時一定要慎重。石油化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中對丁二烯裝置、苯乙烯裝置要求較高，因此螺桿壓縮機是最佳選擇。從國內(nèi)丁二烯裝置使用性能來看，與歐美發(fā)展國家存在一定的差距，比如英國的HowDNE，其公司生產(chǎn)的二烯裝置在工藝上更加成熟，使用過程中穩(wěn)定性較強。苯乙烯裝置的壓縮機選擇以美國的A-C公司產(chǎn)品為主。在實際應用中，我國工藝氣體壓縮機制造技術(shù)存在一定的缺陷，給石油化工企業(yè)造成了較大的損失。比如，揚子石化使用一臺空氣壓縮機廠家制造的壓縮機用于丁二烯裝置上進行丁二烯氣體的壓縮，在使用中頻頻出現(xiàn)運行故障，對生產(chǎn)造成重大影響。

3.2 實際操作方面

從實際應用情況來看，我國石油化工行業(yè)在螺桿壓縮機的使用過程中存在較大問題，主要是因為操作人員對雙螺桿壓縮機工作原理和使用性能了解不足，應用時各種問題頻發(fā)。例如大慶丁二烯裝置螺桿機，于1996年1月發(fā)生了二段出口消音器丁二烯物料聚合堵塞問題，導致壓縮機過載而引起驅(qū)動透平與機體之間聯(lián)軸節(jié)斷裂，導致透平上蓋飛出，造成不良影響。造成此次問題的原因是雙螺桿壓縮機使用過程中出口壓力多大，操作人員對溫度變化判斷不合理。

3.3 維護方面

螺桿壓縮機對安裝精度要求十分嚴格，國外進口的螺桿壓縮機廠家通常在安裝技術(shù)方面保密，在各部位的處理上往往只提供一些簡易的數(shù)據(jù)，用戶在安裝時缺少可靠的參考標準，在后期的檢修和維護時存在較多問題。而國內(nèi)生產(chǎn)的螺桿壓縮機由于安裝尺寸、技術(shù)標準等又存在一定的缺陷，導致轉(zhuǎn)子報廢的例子屢見不鮮，燕山石化、大慶石化都出現(xiàn)過類型的事故。目前，我國石油化工行業(yè)處于發(fā)展階段，同時機械制造水平和歐美發(fā)達國家存在一定的差距，在丁二烯裝置、苯乙烯裝置的設備上以進口為主，在相當長時期內(nèi)仍改變不了現(xiàn)狀。雖然制造水平上存在不足，但是可以強化選型、應用和維護，不斷總結(jié)經(jīng)驗，根據(jù)設備實際使用情況進行深入的分析和研究，把握好當前石油化工企業(yè)螺桿壓縮機的運行規(guī)律和故障處理方法，促進我國石油化工行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

4 螺桿壓縮機發(fā)展前景

從當前發(fā)展趨勢來看，未來的石油化工工藝中，螺桿壓縮機會得到進一步的發(fā)展，同時會強化在三維設計開發(fā)方面的應用，這會進一步促進螺桿壓縮機性能的優(yōu)化，在提高質(zhì)量的同時增加工作性能、提高美觀性。利用三維設計，可以減少傳統(tǒng)設計方法中的缺陷，提高螺桿壓縮機的自動干預檢查性能，及時發(fā)現(xiàn)自動化設計中的結(jié)構(gòu)問題，提升設計效率。通過計算機輔助設計可以實現(xiàn)三維實體的造型設計，通過建立資源庫和設備圖庫，提升螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用效果。

5 結(jié)語

我國石油化工行業(yè)蓬勃發(fā)展，螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用范圍不斷擴大。筆者相信未來隨著自動化和智能化技術(shù)的發(fā)展，螺桿壓縮機在石油化工行業(yè)中自動化程度會得到穩(wěn)步提升。此外，我國在螺桿壓縮機方面的研究需要進一步加強，加快三維設計的研究和應用，強化螺桿壓縮機相關軟件的開發(fā)和應用，使得螺桿壓縮機在石油化工行業(yè)發(fā)揮最大效用，提升企業(yè)經(jīng)濟效益和社會價值。