气体压缩机在石化工业的应用和发展

　　乙烯成套生产装置中的压缩机数量最多，如乙烯裂解装置的裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机；聚乙烯装置的循环气压缩机和乙烯压缩机；聚丙烯装置的循环气压缩机和丙烯压缩机；PTA装置和丙烯腈装置的工艺空气压缩机等。其中乙烯裂解装置的裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机，俗称“三机”，能耗占装置总能耗的20%～40%，因此，降低压缩机能耗对降低装置能耗具有重要意义。目前，国外已采用了高效率三元流动叶轮及与其匹配良好的固定元件，使其压缩机效率比原来提高5%以上，整机效率高达82%，而且运转平稳，检测、报警及联锁停车系统控制水平高，可保证装置3年的运转周期。高压聚乙烯装置中的超高压压缩机是石化生产装置中压力最高的往复压缩机，排气压力达到350MPa。世界上最大的乙烯装置用压缩机供应商当属德来赛—兰德公司、新比隆公司、三菱重工、德马格公司、瑞士苏尔寿公司等。

　　化肥生产中用的离心压缩机，主要有工艺空气压缩机、合成气压缩机、二氧化碳压缩机、氮气压缩机、氨压缩机；空分空压装置的空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机等。由于合成氨装置不断向大型化发展，用户对压缩机组的能耗、可靠性、配套水平等技术指标的要求也越来越高。目前，世界上先进的压缩机制造厂家都在致力于这方面的研究，并取得了很大进展。如在压缩机气动性能设计上使用的程序，能适用于几百个大气压，大大提高了计算精度；转子稳定性研究，已经研制出超二阶、三阶的高柔性转子，并已成功应用于产品的设计。此外，国外在压缩机有关部件成套技术上也有了很大发展，如密封、轴承、调节系统、辅机配套水平、机组自动化控制及故障诊断水平等方面取得了突破性的进展。

　　离心压缩机在国内的应用和发展

　　目前离心式压缩机发趋势是：容量不断增大，以满足石化生产规模不断扩大的要求；随着新技术的发展，新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现，不断开发高压压缩机和小流量压缩机产品；进一步研究三元流动理论，不仅应用到叶轮设计，还发展到叶片扩压器静止元件设计中，以期达到最高的机组效率；低噪声化，采用噪声防护以改善操作环境。

　　国内可以生产石化用离心压缩机的制造企业主要有沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、陕西鼓风机厂等。他们引进国外技术，经过消化吸收，可以生产石化用大型离心压缩机。沈阳鼓风机厂从意大利新比隆公司引进了MCL、BCL、PCL三个离心压缩机系列的全套设计制造专利技术；从日本日立公司引进了DH型离心压缩机、HS型工业冷冻机设计制造专利技术，从美国费城齿轮公司引进了MHS、HS、HSS、HSD四个系列的高速齿轮变速器的设计制造专利技术；从德国德马格公司引进了VK8型组装式离心压缩机设计制造专利技术和从日本川崎重工株式会社引进了GM型污水处理鼓风机技术。沈阳鼓风机厂生产的离心压缩机在国内石化企业已经应用200多台，市场占有率已达80%以上。沈鼓厂生产的300万t/a催化裂化装置富气压缩机进口流量达到81 600Nm 3 /h，功率达到7 166kW；离心式循环氢压缩机流量达到250 000Nm 3 /h，功率达到1 600kW，出口压力达到18MPa，已经应用于120万t/a加氢裂化装置；沈鼓厂自行设计、制造的裂解气压缩机流量达到120 000Nm 3 /h，功率达到18 000kW；同国外合作设计、制造的丙烯压缩机流量达到58 000Nm 3 /h，功率达到7 500kW；乙烯压缩机流量达到74 000Nm 3 /h，功率达到5 500kW，已经应用到30～50万t/a乙烯裂解装置。沈鼓厂自行设计和制造的大化肥装置的空气压缩机、天然气压缩机、氨压缩机、二氧化碳压缩机已应用于20～30万t/a化肥装置；沈鼓设计制造的空气压缩机流量达到220 000Nm 3 /h，功率达到17 580kW，已经应用于40 000Nm 3空分装置。陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司A/AV型所有系列、12种机型轴流压缩机技术专利和技术秘密，成功设计、制造了170多台套性能优良的轴流压缩机，其中60多台套用于炼油厂催化裂化装置的主、备风机。其中为大连石化公司350万t/a催化裂化装置制造的主风机是目前国内石化装置中最大的轴流压缩机，流量达到300 000Nm 3 /h，功率达到40 000kW。

　　目前国内离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品方面还不能满足国内需要。另外在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距。随着石化生产规模不断扩大，离心压缩机大型化方面面临新的课题。100万t/a乙烯三机中的裂解气压缩机，进口流量达到403 000kg/h，出口压力达到3.89MPa，轴功率达到45770kW。45万t/aPTA装置原料空气压缩机(带尾气透平)进口流量162 413Nm 3 /h，进出口压力0.1/1.46MPa，轴功率22 000kW,国内在设计制造这些大型气体压缩机上还没有成熟的经验。

　　往复压缩机在国内的应用和发展

　　目前往复式压缩机发展方向是：大容量、高压力、结构紧凑、能耗少、噪声低、效率高、可靠性高、排气净化能力强；普遍采用撬装无基础、全罩低噪声设计，大大节约安装、基础和调试费用；不断开发变工况条件下运行的新型气阀，气阀寿命大大提高；在产品设计上，应用压缩机热力学、动力学计算软件和压缩机工作过程模拟软件等，提高了计算准确度，通过综合模拟模型预测压缩机在实际工况下的性能参数，以提高新产品开发的成功率。压缩机产品机电一体化得到强化，采用计算机自动控制，自动显示各项运行参数，实现优化节能运行状态，优化联机运行、运行参数异常显示、报警与保护；产品设计重视工业设计和环境保护，压缩机外型美观，更加符合环保要求。

　　国内可以生产石化行业需要的往复式压缩机的厂家主要有沈阳气体压缩机厂、上海压缩机厂、无锡压缩机厂等。经过20年的发展，国内已形成L、D、DZ、H、M型等等数十个压缩机系列、数百种产品。国内的中小型压缩机基本满足了国内石化行业的需求，但大型往复压缩机还不能完全满足需要。

　　沈阳气体压缩机厂从德国BORSIG公司引进了全套的往复压缩机设计制造技术，将产品市场定位于炼油化工领域，尤其在大中型往复压缩机技术开发方面取得了突破性进展。1990年研制成功了符合现行国际标准的4M50型系列大型氢气往复压缩机组，1996年推出了6M50型系列氮氢气压缩机组，1998年研制成功了4M80型系列大型氢气压缩机组。往复式新氢压缩机容积流量达到34 000Nm 3 /h，活塞压力达到80kN，出口压力达到19MPa，功率达到4 000kW，已用于200万t/a渣油加氢脱硫装置。天华化工机械及自动化研究设计院和江阴压缩机厂合作设计制造的迷宫压缩机流量达到980Nm 3 /h，出口压力达到3.8MPa，已经应用于7万t/a聚丙烯装置。大型机组的研制成功，打破了国外厂商长期垄断我国炼油化工用往复压缩机市场的局面，使同种机组的市场价格下降超过了50%，标志着中国的往复压缩机制造能力正向国际先进水平迈进。

　　目前国内往复压缩机技术水平同国外相比，主要差距为基础理论研究差，产品技术开发能力低，工艺装备和实验手段落后，产品技术起点低，规格品种、效率、制造质量和可靠性还有相当差距，技术含量高和特殊要求的产品满足不了国内需要。