螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用分析

張志勇，張代春，朱付強

（山東恒業(yè)石油新技術(shù)應用有限公司，山東 東營 257100）

引言

螺桿壓縮機就是螺旋式的壓縮機，又被稱為“噴油螺桿”或“注油螺桿”，廣泛應用于石油化工工藝中，能夠有效提高石油化工生產(chǎn)效率，降低能源消耗，在石油化工工藝中發(fā)揮著重要的作用?？萍嫉倪M步也推動了螺桿壓縮機的水平不斷提高。世界第一臺螺桿壓縮機于1963 年誕生，是在“潤滑油混入介質(zhì)中，能被很好的分離”“壓縮氣體介質(zhì)與潤滑油不發(fā)生反應”的基礎(chǔ)上，由專業(yè)工程師研究發(fā)明的。在螺桿壓縮機中，沒有設(shè)置同步齒輪，潤滑系統(tǒng)能夠與壓縮腔之間互相連通。通常情況下，將一個滑閥設(shè)置其中，不僅能夠?qū)ε艢鈮毫M行有效調(diào)節(jié)，確保螺桿壓縮機具備適應多種工作環(huán)境的能力，而且還能使工作過程中對資源的消耗大幅度減少。主機與主軸之間采用了干氣密封，使整個壓縮機沒有一處磨損件，唯一的消耗品就是潤滑油和油濾，運行成本相當?shù)?。整體系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、高效、出口壓力靈活可調(diào)、節(jié)能和配件耗材少等優(yōu)點。本文筆者通過自身的工作經(jīng)驗和大量查閱資料，重點分析螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用，為提高螺桿壓縮機的利用率和實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化貢獻出一份力量。

1 螺桿壓縮機的優(yōu)點

螺桿壓縮機又稱為螺桿式壓縮機，主要有單螺桿式壓縮機和雙螺桿式壓縮機，該技術(shù)最早誕生于1934 年，迄今為止已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)活動中。螺桿壓縮機具有以下幾大優(yōu)點。

1）螺桿壓縮機的運行特別平穩(wěn)，沒有不平衡慣力，可以保證工作運轉(zhuǎn)高效穩(wěn)定，并且具有較長的使用周期，不會輕易損壞。螺桿壓縮機本身的結(jié)構(gòu)比較簡單，維護也相對便利。伴隨著螺桿壓縮機技術(shù)的不斷完善，其運行水平更加趨于自動化，對人力方面的需求也在不斷降低，設(shè)備操作人員只需要簡單的培訓即可上崗[1]。

2）螺桿壓縮機具備很強的適應能力，可以強制性的輸氣，其自身容積流量受排氣力壓的影響較小，在大范圍的工作中都可以保證高效運行。如果壓縮機結(jié)構(gòu)不被改動，其可以在各種工作情況下應用，對批量定型生產(chǎn)具有積極作用。

3）在壓縮機轉(zhuǎn)子齒間具有一定的縫隙，具有良好的耐沖擊力，同時還具備壓送粉塵和其他易聚合氣體的功能，這種優(yōu)勢體現(xiàn)出螺桿壓縮的多項混輸。另外，螺桿壓縮機的滑閥流量調(diào)節(jié)不用打回流，可以有效降低能源的消耗，做到節(jié)能生產(chǎn)[2]。

2 螺桿壓縮機在石油化工工藝中的應用

2.1 螺桿壓縮機的應用現(xiàn)狀

近年來，我國的科技取到了突飛猛進的進步，工藝、技術(shù)、質(zhì)量和管理上也有了一定的提升。有關(guān)調(diào)查表明，我國使用螺桿壓縮機進行生產(chǎn)的中大型石油化企業(yè)數(shù)量已有三十多家。所以，在石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)活動中，螺桿壓縮機的作用不容小覷[3]。

2.2 螺桿壓縮機在石油化工工藝中用途

螺桿壓縮機主要可用于以下三類用途，不同用途的螺桿壓縮機應用范圍也各不相同。

1）合成聚合物。在化學工業(yè)的生產(chǎn)中，合成和聚合是螺桿壓縮機重要的應用方向。在進行化工生產(chǎn)的時候，需要壓縮氣體，比如將氮氫合成氨、氫和二氧化碳合成甲醇等，將氣體壓縮以達到合成與聚合的目的，這些螺桿壓縮機都可以做到。

2）能夠分離和制冷氣體。螺桿壓縮機除了能做到聚合與合成，還具有對氣體進行分離和制冷的作用。在石油化工業(yè)中，螺桿壓縮機能夠?qū)怏w進行冷卻、壓縮、液化，處理后的氣體可用于人工制冷，例如以前最常見的冰箱制冷劑氟利昂，不過隨著環(huán)境保護的力度越來越大，該種制冷劑已不再生產(chǎn)。在化工工藝中作用于制冷的這種螺桿壓縮機我們稱之為制冷機或冰機。另外，螺桿壓縮機還會在液體氣體含有大量混合氣體時，將不同種類的合格氣體有效分離出來。一般情況下，液化氣體在被分離后，能夠得到氮氣和氧氣等。

3）輸送氣體。螺桿壓縮機也經(jīng)常應用于輸送氣體，在輸送氣體的過程中，壓縮機就會充當管道的作用，管道的長度會影響到氣體的壓力，管道越短，氣體壓力就越小。例如，在進行煤氣輸送時，所要求的壓力是0.3×102MPa[4]。

3 國外雙螺桿壓縮機在我國的應用

雙螺桿壓縮機在我國發(fā)展時間較短，新中國成立以來，越來越多的中大型石油化工企業(yè)引進國外的先進螺桿壓縮機系統(tǒng)，例如丁二烯抽提裝置、苯乙烯裝置、低溫制冷系統(tǒng)等，選擇廠家這方面還是以歐美國家為主，包括美國的A-C 公司、德國的GHH 公司等，這些廠家所制造的雙螺桿壓縮機都是世界領(lǐng)先的水平，所以進一步詳細了解國外的雙螺桿壓縮機在我國的使用情況十分必要。

3.1 型號選擇

螺桿壓縮機生產(chǎn)廠家的選擇非常重要，一定要謹慎選擇。在進行石油化工的生產(chǎn)中，丁二烯和苯乙烯裝置要求很高。國內(nèi)的丁二烯裝置與國外相比還具有一定的差距，如英國HOWDNE 公司生產(chǎn)的丁二烯裝置性能已經(jīng)相對成熟，而且具有較強的穩(wěn)定性。美國A-C 公司生產(chǎn)的苯乙烯裝置的壓縮機為最佳。在實際的生產(chǎn)過程中，相比之下，我國在制造工藝氣體壓縮機這一方面一直存在技術(shù)不足，國內(nèi)生產(chǎn)的螺桿壓縮機在進行氣體壓縮時頻繁的出現(xiàn)故障，不僅嚴重影響生產(chǎn)活動，而且給石油化工企業(yè)也造成了巨大的經(jīng)濟損失[5]。

3.2 實操方面

在我國的石油化工行業(yè)，螺桿壓縮機的使用中存有一定的問題，究其根本是操作人員對螺桿壓縮機的工作原理和使用方法還不夠了解，因此在使用時問題頻發(fā)。例如大慶丁二烯螺桿機就發(fā)生過聚合堵塞問題，以致壓縮機發(fā)生過載引起驅(qū)動透平和機體間連軸斷裂，引發(fā)不良影響。引起這種問題的原因就是在使用雙螺桿壓縮時，出口的壓力太大，操作人員不能精準判斷溫度變化[6]。

3.3 維修養(yǎng)護方面

螺桿壓縮機的安裝一定要十分精確，國外的螺桿壓縮機在安裝技術(shù)方面通常會采取保密措施，在處理各部位時只會提供一些簡單的數(shù)據(jù)，因此，在安裝時，沒有詳細的參考標準，這就導致后期的維修養(yǎng)護會發(fā)生一系列問題。而我國自主生產(chǎn)的螺桿壓縮機又缺少先進的技術(shù)，同歐美等發(fā)達國家有不小的差距，也會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子報廢的情況，并且這一情況在長期內(nèi)不會改變。雖然我國在制造工藝上存在不足，但只要善于總結(jié)經(jīng)驗，深入探討和分析設(shè)備的使用情況，熟練掌握螺桿壓縮機的運行行規(guī)律和維護方法，推動石油化工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

4 螺桿壓縮機的發(fā)展前景

在石油化工行業(yè)的未來工藝發(fā)展中，螺桿壓縮機會加強三維設(shè)計開發(fā)，這樣有利于優(yōu)化螺桿壓縮機的性能，提高其工作效率和美觀性。三維設(shè)計能夠增強螺桿壓縮機自動干預檢查性能，彌補傳統(tǒng)設(shè)計的不足，提高設(shè)計效率。在計算機的輔助設(shè)計下能夠達到三維實體造型設(shè)計，然后建立相應的資源庫，以增強石油化工藝中螺桿壓縮機的應用效果。

5 結(jié)語

螺桿壓縮機在石油化工藝中的應用越來越廣泛，相信隨著科技和自動化的發(fā)展，螺桿壓縮機在石油化工中的自動化程度會越來越強。另外，我國在螺桿壓縮機制造技術(shù)這方面也要進行加強，加深三維設(shè)計的研究，強化螺桿壓縮機的軟件開發(fā)和利用，讓螺桿壓縮機在石油化工中發(fā)揮出最大的作用，進一步提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會價值。