螺杆压缩机在焦炉煤气制LNG 工艺上的应用

2020-02-16田茂林

设备管理与维修 2020年3期

田茂林

（山东钢铁集团日照有限公司，山东日照 276800）

0 引言

山东钢铁集团日照有限公司焦化部焦炉煤气制LNG 工艺采用中国船舶重工集团公司第七一一研究所LG636/0.65 型螺杆压缩机，2 开1 备，其中2 台变频，1 台工频，基本参数：进口体积流量636 m3/h，进口压力0.008 MPa（G），出口压力0.65 MPa（G），内容积比3.5，外压力比6.94，轴功率4059 kW，压缩机转速3860 r/min。

在螺杆压缩机的壳体内，有一对相互啮合的螺旋形转子，截面为4 个凸齿的转子是主动转子，是阳转子，截面为4 个凹齿的转子是从动转子，是阴转子。在压缩机机体的两端，分别沿径向和轴向开设一定形状和大小的吸气孔口、排气孔口。转子两侧的伸出轴上依次布置有密封组件、轴承组件、同步齿轮和平衡盘等。驱动设备通过联轴器带动阳转子旋转，阳转子通过同步齿轮带动阴转子旋转，阴、阳转子相互不接触，同步齿轮的速比与螺杆转子的速比相等。阴、阳螺杆转子靠轴承支撑和同步齿轮厚薄片的调整来保证阴、阳转子之间的间隙。转子与气缸之间，螺杆转子端面与气缸壁之间均有较小间隙。

其工作原理按照顺序分为吸气、压缩和排气等3 个过程。当主动转子（阳转子）在电机作用下旋转时，带动与其啮合的从动转子（阴转子）做相向运动，运动至进气口连通的位置时开始吸气，转子组合继续旋转，其产生作用的密封空间容积不断增大。从而将气体不断吸入密封腔，当转子组合转至吸气沟槽组件封住进气口的位置时，完成吸气过程；转子组件继续旋转，沟槽密封面逐渐向排气口方向移动，其密封空间容积逐渐变小，使密封腔内的气体因为压缩而使压力升高，直到压缩的密封空间与排气口相连的位置，从而完成整个升压压缩过程；当转子转至与排气口相通时，密封腔内的高压气体随着转子的旋转被压缩至排气管道开始排出，完成排出后完成整个排气过程，再进行下一个气体压缩循环过程。双螺杆式压缩机具有体积小、结构紧凑、运行可靠等优点，整个螺杆机组具有配套的润滑系统，但是因为阴阳转子凹凸性啮合转动的特点，机组运行时的噪声较大，这是螺杆机组的运行缺点。在实际使用过程中，对机组的润滑系统、喷液系统、介质气系统等方面进行问题梳理及适应性应用改进。

1 运行中存在的问题

1.1 润滑油系统

螺杆压缩机润滑油系统设有2 台润滑油冷却器和2 台过滤器，均为一开一备。运行过程中发现，在切换备用设备时，需要先将备用设备顶部排气阀打开，待备用设备充满油后，方可进行倒机操作。一方面，必须看到排气阀有油溢出才能确定设备满油，但溢出的油对设备造成污染；另一方面，备用设备不能始终处于立即使用的阶段，即便是始终充满油，但油温不满足使用需求。

1.2 喷液系统

螺杆压缩机气缸内喷注的液体来自外部喷液管线，喷液介质为除盐水，开机初期为管网补水，待出口压力提高至0.2 MPa以上且气液分离器液位200 mm 后，建立循环喷液。喷液的目的一是控制因压缩而升高的排气温度，使原本的绝热过程基本趋于等温压缩过程，并有效地提高容积效率和绝热效率，从而减少功耗及降低噪声。二是通过冷却液密封转子间隙，阻止压缩介质从高压腔向低压腔泄漏。但在补液过程中，需要主控室远程监控排气温度，同时指挥现场操作补液阀门进行调节，在压缩机启动初期全回流过程中，现场噪声大，通信不便，调节困难。

1.3 介质气系统

介质气管路系统包括吸入气体的过滤、压缩、冷却、分离、循环回流、卸荷以及相应的安全装置和控制系统，介质气流程上主要设备包括入口过滤器、入口消音器、螺杆压缩机、出口冷却器和气液分离器等。由于设备多且大，螺杆压缩机在厂房内分两层布置。由于出口调节阀门设置在一层顶部，位于回流管线旁，在升压过程中，同样是由主控室根据压力数值指挥现场操作人员进行调节，且手动阀门调节精度受人为因素影响较大，容易造成出口压力波动。