石化裝置大型化壓縮機(jī)制造商應(yīng)該如何跟進(jìn)

石化裝置大型化，引發(fā)與之配套的泵、閥門(mén)、壓縮機(jī)等相關(guān)產(chǎn)品也跟著大型化。而作為石化工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備———壓縮機(jī)，近年來(lái)雖然通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收再創(chuàng)新，取得了突破性進(jìn)展，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比依然存在一定的差距。那么，面對(duì)石化裝置大型化的發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)的壓縮機(jī)行業(yè)應(yīng)如何迎頭趕上，向國(guó)際先進(jìn)水平挺進(jìn)呢？

　　發(fā)展趨勢(shì)

　　近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，壓縮機(jī)大型化的趨勢(shì)十分明顯。國(guó)際上，石化生產(chǎn)裝置中的常減壓蒸餾裝置達(dá)到1700萬(wàn)噸/年，催化裂化裝置達(dá)到650萬(wàn)噸/年，連續(xù)重整裝置達(dá)到245萬(wàn)噸/年，加氫裂化裝置達(dá)到350萬(wàn)噸/年，延遲焦化裝置達(dá)到640萬(wàn)噸/年，乙烯裂解裝置達(dá)到127萬(wàn)噸/年，聚乙烯和聚丙烯裝置達(dá)到50萬(wàn)噸/年。

　　我國(guó)壓縮機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，雖然打破了國(guó)外廠商長(zhǎng)期壟斷我國(guó)壓縮機(jī)市場(chǎng)的格局，但由于國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)制造企業(yè)開(kāi)發(fā)能力、制造技術(shù)和管理水平與國(guó)外還有一定的差距，致使國(guó)內(nèi)石化行業(yè)還有30%的離心壓縮機(jī)、20%的往復(fù)壓縮機(jī)從國(guó)外進(jìn)口。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)口數(shù)量較多的壓縮機(jī)仍然集中在大型乙烯“三機(jī)”、聚丙烯裝置和聚乙烯裝置中的往復(fù)式超高壓壓縮機(jī)、往復(fù)式迷宮壓縮機(jī)和往復(fù)式隔膜壓縮機(jī)、丁二烯抽提裝置中的螺桿壓縮機(jī)、PTA裝置中的空氣壓縮機(jī)四機(jī)組上，這其中設(shè)計(jì)難度較大的要屬PTA空氣壓縮機(jī)組，它是由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，同軸帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)和尾氣透平。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)煉油廠單線規(guī)模已開(kāi)始由過(guò)去的250萬(wàn)～500萬(wàn)噸/年發(fā)展到現(xiàn)在的800萬(wàn)～1000萬(wàn)噸/年，乙烯廠的單線規(guī)模開(kāi)始由過(guò)去的11萬(wàn)～30萬(wàn)噸/年發(fā)展到現(xiàn)在的80萬(wàn)～100萬(wàn)噸/年。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)投用的最大的石化用離心壓縮機(jī)是上海賽克90萬(wàn)噸/年乙烯裂解裝置中的裂解氣壓縮機(jī)，其進(jìn)口流量已經(jīng)達(dá)到260000Nm3/h，出口壓力達(dá)到3.89MPa，由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，軸功率達(dá)到45000kW；國(guó)內(nèi)已經(jīng)投用的最大的石化用往復(fù)壓縮機(jī)是20萬(wàn)噸/年高壓聚乙烯裝置中的超高壓壓縮機(jī)，質(zhì)量流量85000kg/h，出口壓力已經(jīng)達(dá)到310MPa，由同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，功率達(dá)到16500kW。

　　研發(fā)方向

　　隨著生產(chǎn)規(guī)模的增大，壓縮機(jī)的容量也在不斷增大，但這種容量的增大并不是簡(jiǎn)單地把設(shè)備放大，而是在設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械制造和檢驗(yàn)檢測(cè)方面提出了許多新的課題，這種變化也成為大型石化用壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化的瓶頸。

　　在這方面，國(guó)際上的做法是把技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)到提高產(chǎn)品的可靠性和運(yùn)行效率、降低能源消耗、改進(jìn)生產(chǎn)工藝方法、機(jī)電一體化等方面。近年來(lái)，隨著新技術(shù)的發(fā)展，三元流動(dòng)理論被發(fā)展應(yīng)用到葉輪的葉片和擴(kuò)壓器等靜止元件的設(shè)計(jì)中，使壓縮機(jī)整機(jī)效率已經(jīng)提高到88%以上，而且機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，檢測(cè)、報(bào)警及連鎖停車(chē)系統(tǒng)的控制水平相應(yīng)提高，可保證裝置三年以上的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

　　在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，應(yīng)用壓縮機(jī)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件和壓縮機(jī)工作過(guò)程模擬軟件等，提高了計(jì)算準(zhǔn)確度，通過(guò)綜合模擬模型預(yù)測(cè)壓縮機(jī)在實(shí)際工況下的性能參數(shù)，以提高新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成功率；壓縮機(jī)產(chǎn)品機(jī)電一體化得到強(qiáng)化，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，自動(dòng)顯示各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化聯(lián)機(jī)運(yùn)行、運(yùn)行參數(shù)異常顯示、報(bào)警與保護(hù)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)重視工業(yè)設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)，壓縮機(jī)外形美觀，更加符合環(huán)保要求。

　　攻關(guān)重點(diǎn)

　　往復(fù)壓縮機(jī)在石化工業(yè)的應(yīng)用很廣，國(guó)際上隨著煉油、乙烯、化肥等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，極大地拉動(dòng)了往復(fù)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和制造水平的提高，大型往復(fù)壓縮機(jī)的最大活塞載荷已經(jīng)高達(dá)1250kN以上，軸功率突破了10000kW。目前往復(fù)式壓縮機(jī)正朝著大容量、高壓力、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可靠性高、排氣凈化能力強(qiáng)的方向發(fā)展。

　　螺桿式壓縮機(jī)由于尺寸小、重量輕、易維護(hù)等特點(diǎn)而備受石化企業(yè)青睞。但由于該壓縮機(jī)對(duì)流量、排出壓力、軸功率等要求較高，目前基本上還依賴進(jìn)口。比如：乙烯成套裝置中的丁二烯螺桿壓縮機(jī)，流量為5777m3/h，排出壓力達(dá)到0.7MPa，軸功率590kW，介質(zhì)中帶有固體粉末。聚乙烯裝置中的再生氣體螺桿壓縮機(jī)，流量達(dá)到1678m3/h，軸功率為400kW。

　　目前，國(guó)際上螺桿壓縮機(jī)的制造技術(shù)正在發(fā)生著日新月異的變化，除了在不斷研究開(kāi)發(fā)出高性能的螺桿新齒型，以提高壓縮機(jī)的效率外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。另外，在壓縮機(jī)上配備微機(jī)處理裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)視、保護(hù)和控制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電儀一體化。