宋福鵬

摘 要：在我國(guó)的石化領(lǐng)域中，基本上所有的大型生產(chǎn)設(shè)備都是從國(guó)外進(jìn)口的，作為大型石化工藝裝置中的關(guān)鍵性設(shè)備，大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)價(jià)格昂貴，且國(guó)內(nèi)無配套的配件供應(yīng)及維修體系，導(dǎo)致石化工業(yè)發(fā)展受到較大的影響。實(shí)現(xiàn)大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化研發(fā)制造，根據(jù)我國(guó)的石化工業(yè)生產(chǎn)需求制造出相應(yīng)的設(shè)備，保證設(shè)備的質(zhì)量及相關(guān)零部件的供應(yīng)，建立完善的設(shè)備售后服務(wù)體系，保證其正常使用與故障維修，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)石化工業(yè)的發(fā)展具有積極意義。

關(guān)鍵詞：大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)；石化領(lǐng)域；應(yīng)用發(fā)展

隨著石油化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，應(yīng)用于該領(lǐng)域生產(chǎn)實(shí)踐中的壓縮機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平也隨之不斷提高，目前在石化領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛的機(jī)型為大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)是一種可將一定體積氣體通過吸入、排除封閉空間的方式提高其靜壓力的容積式壓縮機(jī)，具有熱效率高、耗電量小、裝置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在煉油工藝裝置中，常常使用的大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)有新氫壓縮機(jī)及離心式循環(huán)氫壓縮機(jī)[1]。實(shí)現(xiàn)大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)制造，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)石化領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

1.大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)研發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前能夠生產(chǎn)出活塞力超過1250kN的大型往復(fù)式壓縮機(jī)的只有美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、意大利等少數(shù)幾個(gè)西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)石化領(lǐng)域中應(yīng)用的大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)也是從這幾個(gè)國(guó)家進(jìn)口的，但是就其生產(chǎn)實(shí)踐情況來說，這些設(shè)備雖然造價(jià)昂貴，但是在設(shè)計(jì)上仍然存在較多的缺陷，導(dǎo)致在運(yùn)行初期就出現(xiàn)一些大型的生產(chǎn)事故。分析了多起由于國(guó)外引進(jìn)的大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)故障而引起的生產(chǎn)事故案例之后，發(fā)現(xiàn)造成故障的主要因素有以下幾點(diǎn)：①安裝低于不合理，導(dǎo)致設(shè)備零部件結(jié)構(gòu)不合理，重要部位應(yīng)力集中，引起十字頭法蘭斷裂；②設(shè)備選材不科學(xué)，導(dǎo)致該部分逐漸過早損壞，繼而影響到整個(gè)設(shè)備的使用壽命。比如說工作壓力較高的進(jìn)口設(shè)備選擇了球墨鑄鐵GGG作為活塞體的原材料，導(dǎo)致一級(jí)缸套偏磨嚴(yán)重。

在大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)過程中，需要借鑒國(guó)外的一些設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，包括其設(shè)計(jì)方案及選材、工作原理等，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例，國(guó)內(nèi)外普遍會(huì)采用壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)計(jì)算軟件確定設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)，再使用壓縮機(jī)工作過程模擬軟件來模擬設(shè)計(jì)好的設(shè)備的工作過程，發(fā)現(xiàn)其中是否存在什么問題，不斷完善設(shè)計(jì)方案。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要綜合考慮到產(chǎn)品的造價(jià)及實(shí)際生產(chǎn)需求，根據(jù)我國(guó)石化工藝裝置的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)來改進(jìn)設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2.大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化研發(fā)技術(shù)要點(diǎn)

2.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)

大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)：①主要零部件的設(shè)計(jì)，采用ANSYS等計(jì)算機(jī)有限元分析軟件計(jì)算設(shè)備主要零部件（比如曲軸、曲軸箱、活塞體、十字頭等）的受力，設(shè)置合理的部件參數(shù)，選擇合適的原材料；②主要連接部位螺栓的設(shè)計(jì)，反復(fù)計(jì)算這些部位的預(yù)應(yīng)力，選擇較為先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝，采用加溫伸長(zhǎng)或者是液壓拉伸的方式對(duì)螺紋進(jìn)行預(yù)緊緊固，保證螺紋分布均勻，從而使得連接部位在設(shè)備運(yùn)行過程中均勻受力，避免發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象；③整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析以及設(shè)備使用的便利性來設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)；④安全性，設(shè)備的運(yùn)行安全是設(shè)計(jì)師必須考慮的問題，應(yīng)該對(duì)設(shè)備的氣體管道體系進(jìn)行脈動(dòng)分析，對(duì)壓縮機(jī)軸系進(jìn)行扭振分析，確保設(shè)備的性能。

2.2完善生產(chǎn)及售后體系

在設(shè)備的生產(chǎn)過程中，應(yīng)該要確保原材料的質(zhì)量及生產(chǎn)工藝，確保整體設(shè)備的性能及運(yùn)行效率，同時(shí)需要生產(chǎn)足夠的配套零部件，尤其是易損壞的主要零部件，保證大型石化工藝裝置的供貨周期，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求不斷提高生產(chǎn)制造水平，完善生產(chǎn)體系。在新研發(fā)的大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐時(shí)，應(yīng)該制定出相應(yīng)的使用流程及日常養(yǎng)護(hù)維修工作流程，培養(yǎng)出專門的技術(shù)型人才，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的一些小問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞的零部件或者是故障環(huán)節(jié)，及時(shí)排除故障。作為石化領(lǐng)域中的關(guān)鍵性大型生產(chǎn)設(shè)備，如果壓縮機(jī)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間故障，無法及時(shí)修復(fù)，將會(huì)造成非計(jì)劃停產(chǎn)，因此必須加強(qiáng)設(shè)備的使用及檢修管理，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保石化工業(yè)生產(chǎn)效益。

3.結(jié)語(yǔ)

大型高壓式往復(fù)機(jī)作為石化領(lǐng)域工藝裝置中的關(guān)鍵性技術(shù)設(shè)備，造價(jià)昂貴，且由于都是從國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)貿(mào)易相關(guān)的售后服務(wù)體系，所以一旦設(shè)備發(fā)生故障，維修過程較為復(fù)雜，造成非計(jì)劃停產(chǎn)，嚴(yán)重影響到石化工業(yè)生產(chǎn)效益[2]。為了擺脫這一局面，我國(guó)眾多相關(guān)研究領(lǐng)域的科學(xué)家正致力于大型高壓往復(fù)式壓縮機(jī)的研發(fā)制造，希望能夠在近幾年內(nèi)生產(chǎn)出符合我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐需求的高技術(shù)設(shè)備，同時(shí)建立起相關(guān)的售后維修技術(shù)體系，培養(yǎng)設(shè)備的使用及維修人才，保證國(guó)產(chǎn)設(shè)備能夠滿足生產(chǎn)需求，正常運(yùn)行，確保石化工業(yè)生產(chǎn)體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂運(yùn)容，陳學(xué)東，高金吉，范志超，楊啟超.我國(guó)大型工藝壓縮機(jī)故障情況調(diào)研及失效預(yù)防對(duì)策[J].流體機(jī)械，2013，01：14-20.

[2]韓杰，謝元華，李拜依，張磊，邵桂陽(yáng)，張文慧.活塞式壓縮機(jī)的研究進(jìn)展[J].節(jié)能，2014，12：17-23.