化工用離心壓縮機現狀分析

從20世紀70年代開始，我國離心壓縮機有了很大發展。在上海吳涇化工總廠國產30萬噸/年合成氨裝置建設中，上海鼓風機廠、上海壓縮機廠、上海冷凍機廠、杭州汽輪機廠分別研制成功工藝空氣壓縮機、合成氣壓縮機、氨冷凍壓縮機及其配套驅動汽輪機。在此期間，我國最大的離心壓縮機專業制造廠——沈陽鼓風機廠，工業汽輪機專業制造廠——杭州汽輪機廠，分別從新比隆和西門子公司引進了先進的技術軟件和成套設備，使我國離心壓縮機組設計制造整體水平上了一個臺階。同時，國內的研究機構也加快了研究進度，西安交大等院校和中科院系統很快在三元流理論和氣體試驗方面取得突破，三元流動葉輪設計計算方法和分析程序及真實氣體的模擬計算方法等達到國際先進或領先水平。
     大型壓縮機發展方向
    
     大型離心壓縮機組屬技術密集型、高難度產品，必須擁有先進的專業設計制造技術。由于化工和石油化工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。
    
     在二氧化碳壓縮機方面，過去出現了一些壓縮機性能與工藝條件不匹配的事故。現在西安交大、沈陽鼓風機廠都有自己的二氧化碳閉式試驗臺，問題已得到解決。因此，對大型化肥和石油化工壓縮機的改進已基本上集中在壓縮機性能本身的改進上。目前，世界上先進的壓縮機制造廠家都在致力于這方面的研究。如在壓縮機的氣動性能設計上使用的程序，能夠適用于幾百個大氣壓，在近臨界區域條件下適用于幾十種復雜氣體，大大提高了計算精度；在轉子穩定性研究上，已經研制出超二階、三階的高柔性轉子，并已成功使用；還在部件成套技術上有了很大發展，如在密封、軸承、調節系統、輔機配套水平等方面。因此，如何跟蹤世界上先進的壓縮機設計制造技術是當務之急。
    
     大型離心壓縮機組的改進，需要加強以下方面研究：1．三維工程設計CAD開發。采用三維工程設計可以優化設計機組布置，使機組布置美觀，且具有自動進行干涉檢查的功能，避免設計缺陷。能夠自動進行結構分析，提高設計精度和設計效率。CAD的主要開發內容有：建立三維實體造型設計模型，建立三維實體設備圖庫、數據庫等。
    
     2．轉子--軸承系統動力特性設計專家系統的開發。在設計過程中，當轉子--軸承系統動力特性不能滿足設計規范的要求，或已經制造出來的機組出現振動過大、運行不穩定等情況時，就必須修改原機組的結構參數、物性參數值。但是影響轉子--軸承系統動力特性的結構參數有很多，修改哪一個或幾個結構參數最有效，能立竿見影地解決設計和機組穩定運行問題，是建立該專家系統軟件的目標。主要研究內容有：各種轉子結構、軸承結構參數對轉子--軸承系統動力特性的影響、建立智能型專家系統設計計算軟件包等。
    
     3．智能型計算機控制系統開發。目前世界上已廣泛采用了微機控制的三重冗余、容錯控制器、多功能防喘振、性能調節、安全保護綜合控制系統，使離心壓縮機控制由傳統的模擬儀表控制變為多功能的專家控制系統。主要研究內容有：研制大化肥裝置用離心壓縮機組專用的、具有防喘振、性能調節、安全保護的數字式微機綜合控制系統。
    
    
    
     從70年代末到80年代末，我國離心壓縮機無論是技術水平、工藝裝備和質量管理都有很大提高。到1987年四川化工總廠建設20萬噸/年合成氨國產化項目時，國內制造廠承擔了全部主要壓縮機的制造任務。目前，我國30余家大中型化肥廠所用的各種類型離心壓縮機，國內都制造過。據不完全統計，國內制造(包括合作制造)的大化肥用離心壓縮機共有30多臺。
    
     乙烯工業用壓縮機主要包括裂解氣壓縮機、乙烯壓縮機和丙烯壓縮機。70年代中，化工系統首先研制成功4萬噸/年乙烯用“三機”(錦西化機廠研制了乙烯壓縮機、蘭州化機廠研制了丙烯和裂解氣壓縮機)，在蘭化試車成功。繼4萬噸/年乙烯“三機”之后，沈陽鼓風機廠在1979年曾研制出12萬噸/年乙烯“三機”，前年又為大慶石化提供48萬噸/年乙烯裂解氣壓縮機和丙烯壓縮機。現在，沈陽鼓風機廠已有6臺45萬～60萬噸／年乙烯“三機”交付使用。實際上，我國已完全有能力設計、制造各種大、中、小型乙烯裝置用壓縮機組。