气体压缩机在石化工业的应用和发展

气体压缩机在石化工业的应用和发展 气体压缩机是对气体进行压缩，产生气体压缩能的设备。对气体进行压缩的目的是输送气体或者为化学反应创造必要的条件。气体压缩机是石化装置的关键设备，大部分石化装置都有气体压缩机。一般常用的有离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机等。大多数压缩机输送介质为石油混合气体、天然气、氮气、氢气、氧气、氯气、甲烷、乙烯、丙烯、氨气、二氧化氮等。鉴于石化生产装置大多数在高温、高压、易燃、易爆、腐蚀、有毒、长周期连续生产条件下，因此要求压缩机组必须做到整体性能好，效率高，结构紧凑，占地面积小，运转平稳可靠，无故障运转时间达到 20 000h 以上，而且可以满足各种工况的需要。

炼油生产中常用的压缩机主要为催化裂化装置的主风机和富气压缩机，催化重整装置和加氢装置的循环氢压缩机和新氢压缩机，焦化装置的焦化气压缩机等。高压氢气压缩机由于规模和工艺流程不同，并且有硫化氢等介质腐蚀，制造难度大，世界上只有少数几个国家能够制造，如美国德来赛—兰德公司、意大利新比隆公司、德国博尔齐格公司等。

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 。