压缩机在煤化工工艺中的应用实践.pdf

2013年第11期 压缩机在煤化工工艺中的应用实践 张立新（兖矿国泰化工有限公司供水车间 山东滕州：277527） 摘要：本文首先介绍了压缩机的构造及工作原理，其次阐述了离心式压缩机的优缺点，重点论述离心压缩机在煤 化工工艺的应用实践，最后对压缩机的运行与维护加以说明，这对于研究压缩机在煤化工工艺中得应用有一定的参考 价值。 关键词：压缩机；煤化工；工艺；应用 一、压缩机的构造及工作原理 组成压缩机部件主要有机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴 封、油泵、能量调节装置、油循环系统等。 压缩机是通过气缸、 气阀和活塞所构成的工作容积不断变 化来完成工作的。 在不考虑压缩机实际工作中存在的容积损失 和能量损失的情况下，压缩机曲轴每旋转一周所完成的工作，可 分为吸气、压缩和排气三个过程。 压缩过程：活塞从下止点向上 运动，吸、排汽阀均关闭，气体此时被压缩，由于气缸容积不断变 小，其内部压力、温度不断升高直至气缸内气体压力与排气压力 相等。 排气过程：活塞继续向上移动，使得气缸内的气体压力大 于排气压力，排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动下等压排 出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。 此时由于排气阀 弹簧力和阀片本身重力的作用，排气阀关闭，排气结束。 至此，压 缩机完成了一个由吸气、压缩和排气三个过程组成的工作循环， 如此周而复始地重复上述三个过程。 二、离心压缩机在煤化工工艺的应用实践 1.离心式压缩机的优缺点： （1）优点：离心式压缩机的气量大，结构筒单紧凑，重量 轻，机组尺寸小，占地面积小。运转平衡，操作可靠，运转率高， 摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。在化工流 程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。 离心式压缩机为一种回转运动的机器， 它适宜于工业汽轮机 或燃汽轮机直接拖动。 对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工 业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。 （2）缺点：离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比 过高的场合。离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽 较方便，但经济性较差。目前离心式压缩机效率一般比活塞式 压缩机低。 2.离心压缩机在煤化工工艺的应用 当前， 我国煤化工装置用离心压缩机设计制造难题已被全 面攻克。 煤气化装置用循环气压缩机也已经摆脱了全部依赖进 口的局面，实现了完全自主研制；甲醇装置用合成气压缩机能力 从10万吨/年升级到60万吨/年，空分装置用空压机组完成了从 2.8万立方米/时、4万立方米/时到5.2万立方米/时的 “三级跳”， 我国大型煤制甲醇全部工艺环节中所用的压缩机组都实现了自 主化设计。 通过自主研发和产学研合作，我国的沈鼓集团已经掌 握了整个工艺流程涉及的全部压缩机组的设计制造技术， 包括 叶轮及其材料、密封件、转子构件、大型焊接机壳等关键件的系 列单元制造技术难题， 开发出离心压缩机转子系统密封气隙激 振失稳预测及消除技术，保证了压缩机转子良好的稳定性，实现 了压缩机低振动平稳运行。 其中，基于叶轮二次流动控制技术与 叶轮/回流器耦合设计技术的高效小流量基本级技术， 让煤化工 装置用相关压缩机整机效率提高4%以上。 耐高温、耐腐蚀、低泄 漏量的金属/塑料一体化新型密封装置，满足了机组耐高温、耐腐 蚀、低泄漏的要求，且与国外密封相比，成本降低了40%。 高强 度、 高抗应力腐蚀叶轮材料及强约束条件下闭式窄流道三元叶 轮的特种加工技术， 满足了叶轮材料在硫化氢腐蚀环境下强度 要求和使用寿命要求。 耐高温、耐固体颗粒冲刷磨损的镍基合金 材料表面渗硼技术，大大提高了产品的使用寿命，实现了大型煤 化工装置用离心压缩机组整体技术方案优化和设计制造， 打破 了国外技术垄断。 三、压缩机的运行与维护 1.完善岗位操作规程，严格按操作规程操作 在开始操作压缩机之前，必须制定一套合理的操作规程，并 在压缩机操作过程中不断完善这一操作规程。 此外，在压缩机操 作过程中，应严格遵守相关操作规程，保证操作人员按照操作程 序进行操作，严格履行自己的职责，定期开展巡检工作，加强对 压缩机运行状况的监控。 2.工艺指标控制 应严格按照压缩机的一系列工艺指标执行相关操作， 不得 对这些指标随意更改。 这些指标的设定应充分考虑以下几方面 因素：第一，运行安全因素；第二，机器寿命因素；第三，经济因 素。 3.润滑管理 在进行润滑工作时，应主要保证油品合格、过滤干净、油压 适度等。 这一工作也应按照润滑管理程序进行， 严格规范润滑 油、润滑设备等方面的要求，从而实现压缩机的良好润滑。 4.换热及换热设施管理 一是保证水的质量、压力和温度；二是保证压缩机的冷却设 备正常工作及有效开展水质管理工作； 三是为有效保证压缩机 的换热环境，必须处理好油冷却器、循环水水质管理等环节。 5.压缩机的开停车管理须重点做到五个 “ 避免” (1)避免压缩机启动时发生液击和抽负。 (2)避免高压窜低压及安全阀起跳现象。 (3)避免压缩比控制不合理，压缩机受力出现不均衡现象。 (4)避免由于置换失误而导致的精炼微量出现问题或合成触 媒中毒。 (5)避免由于阀门问题而造成的物料损失。 6.档案记录管理 应加快建立健全压缩机档案管理标准进程，严格记录关 于压缩机的各种信息，尽快使压缩机的安装、试车等环节步入规 范化轨道。 结论 总之，煤炭作为我国的主要能源和化工原料，对国民经济建 设具有重要战略意义。 目前，我国煤炭化工技术已有了长足的进 步，并相继引进了一系列功能先进