压缩机在煤化工中的应用

常少博(河南省发展燃气有限公司，河南 郑州 450000)

0 引言

随着科学技术的进步，煤化工新型装备的应用也在增加。从煤化工技术生产的角度来看，新型科学技术的应用非常广泛。压缩机等新型设备的应用也开始普及，各种煤化工工艺生产过程中所需的功能型设备对提高工艺生产的效率和质量有着重要的效果。其中压缩机对煤化工的需求和依赖度也日益增加。 压缩机对煤化工的实用研究有很大价值。 压缩机作为提供气源动力的工业现代化的基础机械，具体作用主要是提供空气动力、气体合成和聚合、气体输送、冷气和气体分离等类别，其中提供气动力是最广泛的应用领域，机械制造、石油化工、矿山冶金、服装纺织、电子电力、医药食品等国民经济的各项重要行业领域的内的完善。

近年来压缩机研究进展迅速，煤化工装置循环压力压缩机研究也取得了创新进展，实现了完全自主发展。合成气压缩机的工作使煤炭产量增加了。从年产10万吨到60万吨。压缩机的研究与应用极大促进了煤化工产业的发展。同样现代压缩机转子系统密封空气间隙冲击振动不稳定预测技术及消除技术保证了压缩机转子系统的安全性、稳定性和可靠性，允许压缩机低振动平稳运行。其次新型金属、塑料集成密封装置具有耐高温、腐蚀和低渗漏的优点，大大满足了该装置耐高温、腐蚀和低渗漏的要求。并在很多领域中发挥出特殊的作用，在能源、电气、化工等方面，可以调整温度与气体运输的重要作用。

1 压缩机的工作原理与类型

压缩机机械能在主要功能下增加压力。压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞总成、阀门、轴封、油泵、能量调节器和油循环系统组成。压缩机是通过气缸体积的恒定变化来完成增加压力的工作的。压缩机实际工作中可能发生的体积和能量损失。压缩机在曲轴的控制下不断转动完成工作，每次转动都能达到进、压、排气的过程。压缩机制作需要采用到空气动力学、各种制作工艺流程和制冷剂。气动压缩机主要用作机械和自动化设备的动力推进装置，空气压缩机的生产过程主要用于石油、化工和冶金等行业的生产过程。压缩机种类很多，制冷剂压缩机压缩各种独特的介质气体压缩机分类主要按照中华人民共和国国家标准GB4976—1985《压缩机分类》进行分类[1]。压缩机是运用气体能的机器，将发动机的机械能转化为压力或动能的装置，主要是为了增加压缩介质的压力和产生压缩空气。例如，往复式压缩机是能为化工管道提供通风的重要设备，其设备最常用于管道输送。在化工行业管道设计中，如何更有效地使用往复式压缩机及其相关配件。必须对压缩机进行更有效地研究。

2 各种压缩机在煤化工工艺的应用研究

气动压缩机主要用于压缩空气作为各种机械和自动化装置的动态驱动设备；工艺中使用的压缩机主要用于压缩石油、化工、冶金等行业生产过程中的各种单一或混合平均气体；冷介质压缩机用于空调和制冷系统。压缩机根据工作原理、活动部件结构、排气压力范围和介质进行划分。

2.1 螺杆式空气压缩机

螺杆式空气压缩机是旋转容积压缩机。螺杆式空气压缩机配备了一对旋转异性转子的螺旋转子，逐渐减小它们之间和腔内的体积，允许气体压缩和能量传输。螺杆空气压缩机的基本结构。在油螺杆压缩机的工作中，大量润滑油喷洒在压缩气体介质中，用于润滑、密封、冷却和降低噪声。螺杆压缩机没有同步齿轮，直接旋转转子，润滑轴承、机械密封、阀门螺杆箱技术主要体现在阴阳转子线型设计加工、轴承设计、调整、润滑技术、密封性能等方面，转子型设计加工最为重要。转子线设计的优缺点可能影响整机的大部分规格，不成熟的转子线设计会降低同类产品的能耗效率，直接影响螺杆压缩机的整体性能和使用寿命。随着“低碳节能”时代的到来，国内企业淘汰高能耗设备与落后工艺增加了矿山、冶金、电子电力及机械制造等行业对螺杆式压缩机的需求。同时螺杆式压缩机新技术、新产品不断涌现，使其应用范围进一步扩大[2]。

2.2 活塞式空气压缩机

活塞式压缩机是一种常用的体积压缩机。它将驱动装置的旋转运动更改为从曲柄连杆到活塞的往复运动。活塞与气缸共同构成压缩机工作室，依靠气缸内活塞的往复运动，自动打开和关闭进排气阀门，使气体能定期进入气缸工作室，进行压缩和排放。活塞式压缩机应用广泛，可以压缩包括空气在内的各种气体，在不同的工作环境中很少需要改变。活塞式压缩机的配置可以从低电压低容量使用的单缸配置到能够压缩高压的多级配置。活塞式空气压缩机具有价格便宜、使用方便、寿命长、压力范围宽、空气量调节对压力的影响小等特点，但活塞式空气压缩机的结构复杂，与其他空气压缩机相比体积大，消耗部件多，维护费时间。

2.3 离心式压缩机在煤化工的应用研究

离心压缩机具有以下优点：

(1)离心压缩机体积小、重量轻、体积小，不需要占用面积大。

(2)离心压缩机通过叶轮将机械能转化为气体压力能，允许气体通过入口压缩。这种形式的排气是连续、均匀的，不需要中型罐等装置。操作可靠，振荡较小，摩擦件和冷件。

(3)在煤化工过程中，离心压缩机可以实现无油绝对气体压缩，不污染气体。

同时离心压缩机也有一些缺点：

(1)离心压缩机不适合气体量太小或压力过大的情况。

(2)离心压缩机工作虽然相对稳定，但其稳定运行面积略小，经济性较高。

(3)目前离心压缩机的效率低于活塞式压缩机

2.4 往复式压缩机的应用

往复压缩机的内部动能是一种压缩装置，可改变缸内容积循环，并通过缸内活塞或膜的往复运动来增加压力和输送气体。往复式压缩机属于体积压缩机。其中，根据往复运动运动的零部件也可以分为活塞式压缩机和隔膜式压缩机。根据往复式压缩机的运动原理和实际运行效果，可以通过往复式压缩机的优缺点来了解往复式压缩机的优缺点，从中可以了解如何更好地避免往复式压缩机及其配件的布局根据往复式压缩机的优势，往复式压缩机最突出的位置是其热效率高，每单位时间能耗最低。其次，往复式压缩机的加工比较方便，所需材料要求不高，所需资金也很少，也就是说比较便宜。

往复压缩机装置系统比较简单，工人更容易学会操作。往复式压缩机生产时间很早，制造时间很长，因此往复式压缩机的生产技术也比较成熟。最后，往复式压缩机的应用远远不止于化工管道，往复式压缩机设备也可以在很多方面使用。根据以上这些往复式压缩机的优点可知，在化工管道设计中，往复式压缩机应安装在冷却方便的地方，工人方便操作。往复式压缩机及其配件更换便捷，因此，往复式压缩机在各种工业设施中出现应用非常广泛。尽管往复式压缩机仍用于大多数化工管路，但今后很可能会出现更好、更高效、更适合化工管路的机器。通过研究进一步表明：往复式压缩机的附属设备，虽然所占厂房面积较大，但如果布置安排得当，可以有效的提高其设备的运行的效率，同时还可以保证设备运行的安全。因此在化工管道设计中，合理对往复式压缩机及其附属的设备进行布置，是十分有必要，也是十分重要的一个必不可少的步骤。一个化工管道中往复式压缩和其附属设备的布置，能最大限度的提高化工管道的效率和安全。

3 压缩机的运行与维护

将压缩机应用于煤化工过程时，应进行操作维护工作。操作维护时应遵守下列操作规范：操作人员严格按照操作规程操作，定期检查和维护设备，同时继续完善压缩机操作过程中的规定。压缩机工艺指标应严格实施，在定义工艺指标时应考虑到所有条件。在压缩机润滑工作室，为了注意润滑油产品的质量，应使用合格、经过过滤、适合机油压力的产品。做好压缩机运行维护工作，严格记录压缩机的各种运行维护信息，使其实现标准化。

根据往复式压缩机的不足之处，化学管道中往复式压缩机也有很多不足之处，不容忽视。例如，最突出的是设备中有很多活动部件，机器内部结构复杂；其次，往复式压缩机噪声较高。往复式压缩机由于之前的设计时间，无法满足当前的化工管道要求。在往复压缩机中，活塞环磨损、缸体磨损和皮带传动迅速降低工作效率，耐久性不高。往复式压缩机的控制系统太旧，无法自动化工作，需要专业人员并排操作，不仅如此，往复式压缩机长时间不能连续运行。

在化工管路设计中，往复式压缩机每条管路可配备两个以上，每次操作交替进行，从而使化工管路能够长期运行。此外，由于其机械噪音高，往复式压缩机及其配件的位置必须考虑周围环境，并考虑到在机器外安装隔音板或类似的东西。因为经常需要工人来修理，所以在维护岗位时也要考虑到工人的便利性。往复式压缩机需要专业操作，因此也需要考虑运营商的工作场所布局[3]。

4 结语

压缩机应用在煤化工的设施上还需要考虑到多方面的问题，以全面的角度、全局的眼光，设计出最佳的设计方案，从而提高煤化工管道运输的效率，使其满足化工管道运输的具体需要。其中，压缩机直接影响后续工业中制冷、分离等工作。但压缩机应用最重要的是要考虑到安全的问题，所有的设计方案都需要在保证安全的前提下去做进一步的完善。