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氣體壓縮機在石油化工業的應用與發展

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氣體壓縮機在石化工業的應用和發展氣體壓縮機是對氣體進行壓縮,產生氣體壓縮能的設備。對氣體進行壓縮的目的是輸送氣體或者為化學反應創造必要的條件。 web66氣體壓縮機是石化裝置的關鍵設備,大部分石化裝置都有氣體壓縮機。一般常用的有離心式空壓機、往複式壓縮機、螺杆式壓縮機等。大多數壓縮機輸送介質為石油混合氣體、天然氣、氮氣、氫氣、氧氣、氯氣、甲烷、乙烯、丙烯、氨氣、二氧化氮等。鑒於石化生產裝置大多數在高溫、高壓、易燃、易爆、腐蝕、有毒、長周期連續生產條件下,因此要求壓縮機組必須做到整體性能好,效率高,結構緊湊,占地麵積小,運轉平穩可靠,無故障運轉時間達到20 000h以上,而且可以滿足各種工況的需要。

  煉油生產中常用的壓縮機主要為催化裂化裝置的主風機和富氣壓縮機,催化重整裝置和加氫裝置的循環氫壓縮機和新氫壓縮機,焦化裝置的焦化氣壓縮機等。高壓氫氣壓縮機由於規模和工藝流程不同,並且有硫化氫等介質腐蝕,製造難度大,世界上隻有少數幾個國家能夠製造,如IHI空壓機、美國德來賽—蘭德公司、意大利新比隆公司、德國博爾齊格公司等。

  乙烯成套生產裝置中的壓縮機數量最多,如乙烯裂解裝置的裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機、乙烯壓縮機;聚乙烯裝置的循環氣壓縮機和乙烯壓縮機;聚丙烯裝置的循環氣壓縮機和丙烯壓縮機;PTA裝置和丙烯腈裝置的工藝空氣壓縮機等。其中乙烯裂解裝置的裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機,俗稱“三機”,能耗占裝置總能耗的20%40%,因此,降低壓縮機能耗對降低裝置能耗具有重要意義。目前,國外已采用了高效率三元流動葉輪及與其匹配良好的固定元件,使其壓縮機效率比原來提高5%以上,整機效率高達82%,而且運轉平穩,檢測、報警及聯鎖停車係統控製水平高,可保證裝置3年的運轉周期。高壓聚乙烯裝置中的超高壓壓縮機是石化生產裝置中壓力最高的往複壓縮機,排氣壓力達到350MPa。世界上最大的乙烯裝置用壓縮機供應商當屬德來賽—蘭德公司、新比隆公司、三菱重工、IHI、德馬格公司、瑞士蘇爾壽公司等。

  化肥生產中用的離心壓縮機,主要有工藝空氣壓縮機、合成氣壓縮機、二氧化碳壓縮機、氮氣壓縮機、氨壓縮機;空分空壓裝置的IHI空氣壓縮機、氧氣壓縮機、氮氣壓縮機等。由於合成氨裝置不斷向大型化發展,用戶對壓縮機組的能耗、可靠性、配套水平等技術指標的要求也越來越高。目前,世界上先進的壓縮機製造廠家都在致力於這方面的研究,並取得了很大進展。如在壓縮機氣動性能設計上使用的程序,能適用於幾百個大氣壓,大大提高了計算精度;轉子穩定性研究,已經研製出超二階、三階的高柔性轉子,並已成功應用於產品的設計。此外,國外如IHI離心式空壓機在壓縮機有關部件成套技術上也有了很大發展,如密封、軸承、調節係統、輔機配套水平、機組自動化控製及故障診斷水平等方麵面取得了突破性的進展。

  離心式空壓機在國內的應用和發展

  目前離心式空壓機發趨勢是:容量不斷增大,以滿足石化生產規模不斷擴大的要求;隨著新技術的發展,新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯軸器的出現,不斷開發高壓壓縮機和小流量壓縮機產品;進一步研究三元流動理論,不僅應用到葉輪設計,還發展到葉片擴壓器靜止元件設計中,以期達到最高的機組效率;低噪聲化,采用噪聲防護以改善操作環境。

  國內可以生產石化用離心空壓機的製造企業主要有沈陽鼓風機廠、上海鼓風機廠、陝西鼓風機廠等。他們引進國外技術,經過消化吸收,可以生產石化用大型離心壓縮機。沈陽鼓風機廠從意大利新比隆公司引進了MCLBCLPCL三個離心壓縮機係列的全套設計製造專利技術;從日本日立公司引進了DH型離心壓縮機、HS型工業冷凍機設計製造專利技術,從美國費城齒輪公司引進了MHSHSHSSHSD四個係列的高速齒輪變速器的設計製造專利技術;從德國德馬格公司引進了VK8型組裝式離心壓縮機設計製造專利技術和從日本川崎重工株式會社引進了GM型汙水處理鼓風機技術。沈陽鼓風機廠生產的離心壓縮機在國內石化企業已經應用200多台,市場占有率已達80%以上。沈鼓廠生產的300t/a催化裂化裝置富氣壓縮機進口流量達到81 600Nm 3 /h,功率達到7 166kW;離心式循環氫壓縮機流量達到250 000Nm 3 /h,功率達到1 600kW,出口壓力達到18MPa,已經應用於120t/a加氫裂化裝置;沈鼓廠自行設計、製造的裂解氣壓縮機流量達到120 000Nm 3 /h,功率達到18 000kW;同國外合作設計、製造的丙烯壓縮機流量達到58 000Nm 3 /h,功率達到7 500kW;乙烯壓縮機流量達到74 000Nm 3 /h,功率達到5 500kW,已經應用到3050t/a乙烯裂解裝置。沈鼓廠自行設計和製造的大化肥裝置的空氣壓縮機、天然氣壓縮機、氨壓縮機、二氧化碳壓縮機已應用於2030t/a化肥裝置;沈鼓設計製造的空氣壓縮機流量達到220 000Nm 3 /h,功率達到17 580kW,已經應用於40 000Nm 3空分裝置。陝西鼓風機廠引進瑞士蘇爾壽公司A/AV型所有係列、12種機型軸流壓縮機技術專利和技術秘密,成功設計、製造了170多台套性能優良的軸流壓縮機,其中60多台套用於煉油廠催化裂化裝置的主、備風機。其中為大連石化公司350t/a催化裂化裝置製造的主風機是目前國內石化裝置中最大的軸流壓縮機,流量達到300 000Nm 3 /h,功率達到40 000kW

  目前國內離心式空壓機在高技術、高參數、高質量和特殊產品方麵還不能滿足國內需要。另外在技術水平、質量、成套性上和國外還有差距。隨著石化生產規模不斷擴大,離心式空壓機大型化方麵麵臨新的課題。100t/a乙烯三機中的裂解氣壓縮機,進口流量達到403 000kg/h,出口壓力達到3.89MPa,軸功率達到45770kW45t/aPTA裝置原料空氣壓縮機(帶尾氣透平)進口流量162 413Nm 3 /h,進出口壓力0.1/1.46MPa,軸功率22 000kW,國內在設計製造這些大型氣體壓縮機上還沒有成熟的經驗。

 

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