中国化工专用压缩机现状及发展分析

compressor

中国化工专用压缩机现状及发展分析(2002年文献)

  I: l% j  j- p" X中国化工报 陈楚成

    压缩机应用范围很广，有时也称为通用机械。自２０世纪７０年代石油化工大发展之后，形成了与之配套的专用压缩机，如大化肥专用压缩机、乙烯工业用“三机”等。化工专用压缩机还包括传统的化工用压缩机，如氯气压缩机、特殊稀有气体压缩机等，这些压缩机通常对材料、密封、工艺，特别是真实气体的适应性有特殊的要求。化肥工业大型离心压缩机主要包括工艺空气压缩机、原料气压缩机、氨冷冻压缩机、合成气压缩机、二氧化碳压缩机（俗称五大机组）。
* D: T# K+ F0 N9 _5 S    从２０世纪７０年代开始，我国离心压缩机有了很大发展。在上海吴泾化工总厂国产３０万吨／年合成氨装置建设中，上海鼓风机厂、上海压缩机厂、上海冷冻机厂、杭州汽轮机厂分别研制成功工艺空气压缩机、合成气压缩机、氨冷冻压缩机及其配套驱动汽轮机。在此期间，我国最大的离心压缩机专业制造厂--沈阳鼓风机厂，工业汽轮机专业制造厂--杭州汽轮机厂，分别从新比隆和西门子公司引进了先进的技术软件和成套设备，使我国离心压缩机组设计制造整体水平上了一个台阶。同时，国内的研究机构也加快了研究进度，西安交大等院校和中科院系统很快在三元流理论和气体试验方面取得突破，三元流动叶轮设计计算方法和分析程序及真实气体的模拟计算方法等达到国际先进或领先水平。
    从７０年代末到８０年代末，我国离心压缩机无论是技术水平、工艺装备和质量管理都有很大提高。到１９８７年四川化工总厂建设２０万吨／年合成氨国产化项目时，国内制造厂承担了全部主要压缩机的制造任务。目前，我国３０余家大中型化肥厂所用的各种类型离心压缩机，国内都制造过。据不完全统计，国内制造（包括合作制造）的大化肥用离心压缩机共有３０多台。
    乙烯工业用压缩机主要包括裂解气压缩机、乙烯压缩机和丙烯压缩机。７０年代中，化工系统首先研制成功４万吨／年乙烯用“三机”（锦西化机厂研制了乙烯压缩机、兰州化机厂研制了丙烯和裂解气压缩机），在兰化试车成功。继４万吨／年乙烯“三机”之后，沈阳鼓风机厂在１９７９年曾研制出１２万吨／年乙烯“三机”，前年又为大庆石化提供４８万吨／年乙烯裂解气压缩机和丙烯压缩机。现在，沈阳鼓风机厂已有６台４５万--６０万吨／年乙烯“三机”交付使用。实际上，我国已完全有能力设计、制造各种大、中、小型乙烯装置用压缩机组。
( Y; {% H) j# H9 N4 O9 h$ Y& y# Q    大型离心压缩机组属技术密集型、高难度产品，必须拥有先进的专业设计制造技术。由于化工和石油化工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。
* A6 C- e& E% C1 X+ r    在二氧化碳压缩机方面，过去出现了一些压缩机性能与工艺条件不匹配的事故。现在西安交大、沈阳鼓风机厂都有自己的二氧化碳闭式试验台，问题已得到解决。因此，对大型化肥和石油化工压缩机的改进已基本上集中在压缩机性能本身的改进上。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。如在压缩机的气动性能设计上使用的程序，能够适用于几百个大气压，在近临界区域条件下适用于几十种复杂气体，大大提高了计算精度；在转子稳定性研究上，已经研制出超二阶、三阶的高柔性转子，并已成功使用；还在部件成套技术上有了很大发展，如在密封、轴承、调节系统、辅机配套水平等方面。因此，如何跟踪世界上先进的压缩机设计制造技术是当务之急。
* ~( p' L+ |% A! d0 Q. ]* `+ Q6 q    大型离心压缩机组的改进，需要加强以下方面研究。
- Q# D6 o9 q' N1 I! y. _% u    １．三维工程设计ＣＡＤ开发。采用三维工程设计可以优化设计机组布置，使机组布置美观，且具有自动进行干涉检查的功能，避免设计缺陷。能够自动进行结构分析，提高设计精度和设计效率。ＣＡＤ的主要开发内容有：建立三维实体造型设计模型，建立三维实体设备图库、数据库等。
2 i% J7 ^  z- X/ Q' G& ?- {( j    ２．转子--轴承系统动力特性设计专家系统的开发。在设计过程中，当转子--轴承系统动力特性不能满足设计规范的要求，或已经制造出来的机组出现振动过大、运行不稳定等情况时，就必须修改原机组的结构参数、物性参数值。但是影响转子--轴承系统动力特性的结构参数有很多，修改哪一个或几个结构参数最有效，能立竿见影地解决设计和机组稳定运行问题，是建立该专家系统软件的目标。主要研究内容有：各种转子结构、轴承结构参数对转子--轴承系统动力特性的影响、建立智能型专家系统设计计算软件包等。
    ３．智能型计算机控制系统开发。目前世界上已广泛采用了微机控制的三重冗余、容错控制器、多功能防喘振、性能调节、安全保护综合控制系统，使离心压缩机控制由传统的模拟仪表控制变为多功能的专家控制系统。主要研究内容有：研制大化肥装置用离心压缩机组专用的、具有防喘振、性能调节、安全保护的数字式微机综合控制系统。