螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用分析

杨部庆

（大庆石化公司设备维修中心，黑龙江 大庆 163714）

螺杆压缩机广泛用于石油化工行业，它不仅大大提高了石油化工生产的效率，同时也提高了节能效果，改进了工艺设备，对工艺质量产生了积极的影响。随着科学技术的发展和进步，螺杆压缩机在石化行业的性能得到了提高，对我国石化行业的发展提出了更高的要求。本文结合相关文献，对螺杆压缩机在石化生产中应用的实践工作和学习经验进行了总结，为提高螺杆压缩机的效率做出了积极贡献。

1 螺杆压缩机的性能优势

螺杆压缩机有不同的结构，螺杆压缩机技术诞生于1934年，迄今已在工业中使用，螺杆压缩机的快速发展有着各种性能优势。首先，螺杆压缩机运行相对平稳，维护过程相对方便，并且易于使用和维护。随着螺杆压缩机的不断改进，对人力的需求正在减少，并且自动化水平得到了极大的提高，而无须长期的操作人员培训。螺杆压缩机结合往复式机械和纯涡轮机的优点，往复式机械的优点是运行稳定、机械简单，纯旋转涡轮增压器具有无振动、结构简单、体积小、容量大等优点。同时外界条件不会影响螺杆压缩机的使用，对螺杆压缩机的干扰小甚至可以忽略不计。其次，螺杆压缩机内部零件很少，不易损坏。因此在使用过程中安全可靠，在使用过程中经久耐用，稳定可靠，螺杆压缩机的使用寿命约为一年。另外，螺杆压缩机转子之间有齿面间隙，具有良好的抗液体冲击性，可压成各种易聚合气体和粉尘气体，具有良好的多相混合和输送性能。最后，螺杆压缩机适应性强。通过管道中的强制气体传输，体积流量受排气压力的影响较小。因此，高效运行的范围很大。压缩是在不变性的基础上进行，该机能适应多种工作条件，易于定批量生产，所以在很多工作中它都可以应用于艺术和工艺上。此外，螺杆压缩机还降低了能耗，流量功能可调。

2 螺杆压缩机的用途

螺杆压缩机的主要用途可分为三类，每种类型的应用程度不同，应用范围也不同。本文详细介绍了螺杆压缩机的三种用途。（1）合成聚合物。螺杆式压缩机可以实现气体压缩，因此，如果没有螺杆式压缩机，石化产品生产将无法进行。例如，氮气和氢气的合成必须通过螺杆压缩机完成，该压缩机可以提供足以产生这两种气体的压力。（2）气体分离和冷却。螺杆压缩机不仅可以实现气化，还可以实现冷却，同时还能使气体液化并从分离中分离出熔融气体。例如，氮和氧的分离需要螺杆压缩机。（3）天然气运输。气体传输必须使产品气体的输送压力和螺杆压缩机产生的压力达到气体传输所需的压力，并且压缩机满足天然气传输的要求。（4）固体颗粒输送。聚烯烃装置固体颗粒物料需要大流量和较高压力才能满足聚烯烃颗粒的密相或稀相输送要求，使用其他形式的风机或压缩机将提高投资和物料消耗。

3 螺杆压缩机使用流程

螺杆压缩机是一种常见的化工机械。与其他类型的压缩机相比，它具有以下特点：（1）高可靠性。螺杆压缩机零件少，易损件少，运行可靠，使用寿命长。（2）力量均衡。螺杆压缩机没有惯性不平衡，并且无须采取基本措施即可在高速下稳定运行。特别是它属于体积小、重量轻、占地面积小的便携式压缩机。（3）调整速度快。螺杆压缩机具有强制供气的特点，其流量几乎不受废气压力的影响，可以在高范围内保持高效率，并且在不改变压缩机结构的情况下适用于各种工作条件。螺杆压缩机的输出电流相对稳定，并且没有辅助设备（如管网）的交流电压，从而大大延长了其使用寿命。与大多数石化企业使用的普通压缩机相比，螺杆压缩机的使用存在一定的差异。因此，在化工生产设备的应用中，与普通压缩机的使用有一定的区别。这种情况的出现与化工生产技术人员缺乏对螺杆压缩机的认识有很大关系。针对这种情况的存在，相关化工企业管理人员也需要注意这个问题。在化工生产过程中，对员工进行培训，可以使他们了解普通螺杆压缩机，压缩机应在双螺杆压缩机的基础上调整相关指标参数，避免因超压造成安全生产事故或生产过程中存在其他问题。

4 使用螺杆式压缩机的应用

我国对双螺杆压缩机的研究起步较晚，改革开放以来，许多大中型石化公司从国外进口了较完整的螺杆压缩机系统。例如，丁二烯提取单元、苯乙烯单元、低温冷却系统、聚烯烃颗粒及粉末输送系统等选自欧美制造商。这些螺杆式压缩机机械的设计制造企业在世界领先地位。因此，国外在我国需要了解的螺杆压缩机的应用程序，其次，从选型、实际运行方面进行了探讨。

4.1 螺杆压缩机的选择

制造商对螺杆压缩机制造商的精心选择有着重要影响。在石化行业，由于对烯烃和苯乙烯装置的要求越来越高，丁二烯螺杆压缩机是最佳选择。从丁二烯装置性能来看，中国与欧美发展中国家相比，存在一定的漏洞。例如，英国豪德公司制造的螺杆压缩机技术相对成熟，并且在使用过程中具有很大的稳定性。在我国的实际应用中，工艺气压缩机的制造技术存在一些缺陷，给石油工业和化工企业造成了巨大的损失。例如，扬子石化利用螺杆压缩机制造丁二烯装置，烯烃气体压缩在使用中经常发生操作故障，对生产有着重要影响。

4.2 实际运行

从实际应用来看，中国石化行业螺杆压缩机存在的主要问题，在使用过程中，主要是由于操作人员对双螺杆压缩机的工作原理和性能缺乏了解，导致应用中经常出现各种问题。例如，大庆丁二烯螺杆机组中丁二烯聚合物材料被阻塞，使压缩机过载并破坏了蒸汽轮机和阀体之间的连接，从而导致涡轮机盖过早地飞出，原因是双螺杆压缩机在使用过程中出口压力高，操作员对温度变化的评估不合理。

5 螺杆压缩机在石化企业生产过程中的应用

5.1 应用现状

随着我国科学技术的进步，螺杆式压缩机已达到技术，设备和质量不断提高的水平，管理等许多方面也需要改进。据调查统计，我国有30多家大中型石化企业在生产过程中使用螺杆压缩机，螺杆压缩机应在其使用中占有重要份额，所以螺杆压缩机在石化行业中扮演着不可替代的角色。

5.2 螺杆压缩机的应用分析

工业上的高压聚乙烯颗粒输送的压力在1500～3200 kg/cm2之间。压缩气体用于冷却和气体分离，气体被压缩，冷却和膨胀。用于人工冷却（制冷，空调等），例如氨气和氟利昂压力链条机，压缩压力为8～12kg/cm2。这种类型的压缩机通常被称为“制冰机”。如果液态气体的主要成分是混合气体，则必须同时分离液态气体。例如，在分离出液态气体之后，可以获得诸如纯氧、氮气和氦气的稀有气体。燃气管道的压缩机压力不同，主要根据管道的特定长度来确定，氯气填充压力为10～15kg/cm²，二氧化碳填充压力为50～60kg/cm²。

5.3 螺杆压缩机的未来应用趋势

三维结构的开发和设计可以促进螺杆压缩机单元布局的优化和改善，并改善整体布局的美观性。三维设计实现了自动检查，有效地减少了设计错误。在设计过程中，可以自动确定结构以确保设计的准确性,使用CAD进行3D实体建模设计，创建了3D实体建模数据库和设备图纸数据库。在石化工业中，在螺杆压缩机的加工过程中应加快转子轴承的开发，为了满足设计转子轴轴承系统时的设计标准，或者在操作设备时出现不稳定或剧烈振动的问题，必须重新设置结构参数。由于转子轴承系统的影响因素和设置参数，最好依靠软件来提供数据以解决维护过程中的问题，进一步促进系统的自动化和智能化。

6 结语

随着我国石化工业的大力发展，螺杆压缩机在石化工业中的应用越来越广泛，石化行业螺杆压缩机的自动化程度将不断提高。另外，螺杆式压缩机的研究在我国也很重要，有必要进一步加强研究，加快螺杆压缩机三维设计的研究和应用，改善螺杆压缩机软件的开发和应用，并在石油化工行业中充分利用螺杆压缩机，提高螺杆压缩机的使用价值。