螺桿壓縮機(jī)在石油化工工藝中的應(yīng)用探討

張暉

摘要：本文主要從對(duì)螺桿壓縮機(jī)在石油化工中的廣泛使用方面展開調(diào)查分析，借此帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)螺桿壓縮機(jī)的特有特征。從螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)圖以及設(shè)計(jì)感等方面展開分析，比較其在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)行過程中的優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)調(diào)查分析對(duì)比總結(jié)出：螺桿壓縮機(jī)擁有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和可靠的安全特性，被廣泛應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域當(dāng)中，且在此領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。

關(guān)鍵詞：螺桿壓縮機(jī);石油化工工藝;應(yīng)用;探討

引言

50年代初，無油螺桿壓縮機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域開始嶄露頭角，直至60年代，人們又新發(fā)明了另一款兄弟機(jī)即噴油螺桿壓縮機(jī);在70年代，這兩種壓縮機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域都得到了快速的發(fā)展。下表圖1和圖2分別是這兩種類型螺桿壓縮機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)平面圖，當(dāng)兩側(cè)的螺桿同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，相互之間形成的螺旋齒槽的空隙就會(huì)吸入氣體，經(jīng)旋轉(zhuǎn)壓縮后升壓排出。

兩種螺桿壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的主要差異在于：無油螺桿壓縮機(jī)的齒輪是同步的，在陽螺桿和陰螟桿之間，兩個(gè)螺桿有適中的距離，保證不會(huì)產(chǎn)生摩擦力，使用過程中無需用到潤滑油;因其使用的是滑動(dòng)軸承，所以旋轉(zhuǎn)速度較快，在軸承與轉(zhuǎn)子室之間有機(jī)械、油膜等密封隔離壓送氣體存在。正常情況下，會(huì)在無油螺桿壓縮機(jī)機(jī)殼放置一個(gè)冷卻夾套，這樣可以對(duì)介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)制性冷卻，同時(shí)也會(huì)過濾掉不純物，對(duì)其進(jìn)行洗滌，保證這些介質(zhì)不會(huì)因?yàn)楦邷爻霈F(xiàn)聚合現(xiàn)象。

1螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1.1操作平穩(wěn)，無噪音

螺桿壓縮機(jī)與往復(fù)式活塞壓縮機(jī)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(jī)在運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生多余的容積。螺桿壓縮機(jī)的流量-壓頭曲線與離心式壓縮機(jī)有很大區(qū)別，螺桿壓縮機(jī)在小流量運(yùn)行中不會(huì)有振動(dòng)，而且隨著流量的減少，它的壓比也會(huì)呈上升模式。但實(shí)際上所有的參數(shù)都是在可控范圍，所以使用螺桿壓縮機(jī)的操作非常平穩(wěn)。

螺桿壓縮機(jī)不會(huì)反復(fù)運(yùn)動(dòng)，而是在每分鐘內(nèi)達(dá)到一定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也會(huì)直接產(chǎn)生氣體，經(jīng)過轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)平衡，只會(huì)發(fā)出小幅度的振動(dòng)，而且噪音也可以忽略不計(jì)。

1.2使用壽命長

螺桿壓縮機(jī)與往復(fù)式活塞壓縮機(jī)有很多不同之處，往復(fù)式活塞壓縮機(jī)各個(gè)零部件價(jià)格昂貴且極易損壞，易受沖擊振動(dòng)等影響，導(dǎo)致使用時(shí)間較短就要對(duì)零部件進(jìn)行修理甚至是更換。而螺桿壓縮機(jī)零部件剛性較大，振動(dòng)小不易受到?jīng)_擊，所以其使用時(shí)間較長，有的機(jī)器甚至可以連續(xù)使用兩年以上沒進(jìn)行大修期。實(shí)際上螺桿壓縮機(jī)是否需要進(jìn)行大修期是依據(jù)內(nèi)部零部件尤其是靠軸承和軸封的使用時(shí)間長短決定的。

1.3流量可無極調(diào)節(jié)

螺桿壓縮機(jī)與往復(fù)式活塞壓縮機(jī)相比，二者除了都可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)變換速度、調(diào)節(jié)空氣介質(zhì)外，噴油螺桿壓縮機(jī)機(jī)器還配有滑閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，滑閥的主要作用是調(diào)節(jié)吸入的氣體向排氣端移動(dòng)，這可以降低使用功率，這種調(diào)節(jié)效果比往復(fù)式活塞壓縮機(jī)好。

2.螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用實(shí)例

2.1火炬氣回收壓縮機(jī)

火炬氣壓縮機(jī)適用于汽車尾氣回收，因其成分復(fù)雜，粉塵顆粒數(shù)量多，嚴(yán)重影響了密封性。所以火炬氣壓縮機(jī)的密封通常使用接觸性密封法。隨著汽車尾氣煉化企業(yè)技術(shù)的改良，火炬氣壓縮機(jī)不斷加強(qiáng)單級(jí)壓比數(shù)據(jù)升高，以往的單級(jí)壓縮法存在耗油大、效率低等問題，所以未來它的發(fā)展模式是采用兩級(jí)壓縮法，大大的降低了單級(jí)壓比。

2.2 CO原料氣壓縮機(jī)

CO原料氣壓縮機(jī)主要作用是化工企業(yè)用來回收和提純，CO本身就是混合物，內(nèi)含大量顆粒粉塵，而噴液螺桿壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)形成一定的空隙，所以適用壓縮中帶粉塵顆粒的介質(zhì)。噴液螺桿壓縮機(jī)排氣是連續(xù)不間斷的，一直保持較為平穩(wěn)的氣壓，所以尤其適合CO原料氣的工藝使用。

2.3焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)

焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)對(duì)煤化工企業(yè)來說必不可少。它在企業(yè)重復(fù)回收使用制作焦炭具有重要作用，它是產(chǎn)生焦?fàn)t煤氣的重要設(shè)備。焦?fàn)t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(duì)壓縮機(jī)的密封性具有嚴(yán)格的要求，而且壓縮機(jī)必須可靠，能夠進(jìn)行較長時(shí)間的使用。但是焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)大都采用密封性結(jié)構(gòu)材料，它是以氮?dú)庾鳛槊芊膺^程的緩沖氣。因其內(nèi)部含有許多易腐蝕的雜質(zhì)，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(yè)工技術(shù)的改良，焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)要同時(shí)滿足流量大高壓比的需求，所以開發(fā)高水平螺桿型線，增增加密封度，提高抽吸能力，是未來焦?fàn)t煤氣發(fā)展的大趨勢(shì)。此外，可以有效利用高壓蒸汽提高螺桿壓縮機(jī)的能力利用率。

3螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀趨勢(shì)

近年來，隨著我國科技的進(jìn)步和發(fā)展，螺桿壓縮機(jī)的技術(shù)水平也得到了大大提高。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，目前我國約有三十多家石油化工企業(yè)應(yīng)用螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行化工生產(chǎn)。此外，螺桿壓縮機(jī)的質(zhì)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(chǎn)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(jī)將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)出三維工程模式，不但能提升產(chǎn)品質(zhì)量，還能增加美觀。此外，新開發(fā)的三維設(shè)計(jì)還可以有效改善機(jī)器原有的瑕疵，它可以自動(dòng)完成干預(yù)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)問題，進(jìn)一步保障了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度。三維工程設(shè)計(jì)模式可以運(yùn)用CAD完成，還能完善數(shù)據(jù)庫和圖庫。在未來的工藝?yán)?，螺桿壓縮機(jī)還會(huì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子—軸承，若轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，其在運(yùn)行過程甚至出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)導(dǎo)致不穩(wěn)定，需要對(duì)數(shù)據(jù)參值重新進(jìn)行評(píng)估。事實(shí)上改變轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的因素不少，如果想實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)化的系統(tǒng)模式，需要不斷修改調(diào)整更加精確的數(shù)據(jù)，所以未來在在軟件開發(fā)上還要更重視。

結(jié)語

雖然螺桿壓縮機(jī)在進(jìn)行一系列改造之后系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)依然復(fù)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(yōu)勢(shì)，在石油工廠中依然具有經(jīng)濟(jì)和社會(huì)雙重收益的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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