崔建捷 王東昌 楊曉通

（中國石油工程建設(shè)有限公司 北京設(shè)計(jì)分公司，北京 100085）

螺桿壓縮機(jī)在石油化工中應(yīng)用十分廣泛，不僅可以在很大程度上提升石油化工生產(chǎn)效率，而且還能有效降低能源消耗、完善工藝裝備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，螺桿壓縮機(jī)在石油化工產(chǎn)生中的性能不斷完善，推動(dòng)了我國石油化工行業(yè)的發(fā)展。筆者根據(jù)實(shí)際工作和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，通過查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)，對(duì)螺桿壓縮機(jī)在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望為提高螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用效率做出積極貢獻(xiàn)。

1 螺桿壓縮機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)

螺桿壓縮機(jī)，又稱螺旋式壓縮機(jī)，具有不同的結(jié)構(gòu)形式。螺桿式壓縮機(jī)SRM技術(shù)誕生于1934年，至此開始在工業(yè)上進(jìn)行應(yīng)用，發(fā)展速度迅速，其原因是因?yàn)槁輻U壓縮機(jī)具有以下幾個(gè)方面的性能優(yōu)勢(shì)。

首先，螺桿壓縮機(jī)的運(yùn)行比較平穩(wěn)，維護(hù)過程比較便利，運(yùn)維簡單。隨著螺桿壓縮機(jī)的不斷完善，對(duì)人力的要求也越來越低，自動(dòng)化水平得到了顯著的提高，無需對(duì)操作工人進(jìn)行較長的培訓(xùn)。螺桿壓縮機(jī)兼具了活塞式機(jī)械和純旋轉(zhuǎn)透平機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)?；钊綑C(jī)械的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)行特性穩(wěn)定、機(jī)械簡單，純旋轉(zhuǎn)透平機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)在于無振動(dòng)、無慣性力、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、容量的高速性等等。無油螺桿壓縮機(jī)不會(huì)造成氣體污染，因此氣體中存在的液體組分和雜質(zhì)也不會(huì)對(duì)螺桿壓縮機(jī)造成較多的干擾。

其次，螺桿壓縮機(jī)在應(yīng)用的過程中，由于其內(nèi)部的構(gòu)成零件較少，也沒有易損件，因此運(yùn)行安全可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)過程穩(wěn)定安全，使用壽命較長。螺桿機(jī)的主機(jī)頭使用壽命一般為30年。另外螺桿壓縮機(jī)無不平衡慣性力，運(yùn)行過程比較平穩(wěn)，能夠進(jìn)行無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面之間存在著縫隙，其耐液體沖擊能力較好，可以壓送各種易聚合氣體和粉塵氣體，具有良好的多相混輸性能。

最后，螺桿壓縮機(jī)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，而且能夠進(jìn)行強(qiáng)制輸氣，其自身容積流量受到排氣壓力的影響較小，因此高效運(yùn)行的工作范圍較大。在不受改動(dòng)的基礎(chǔ)上壓縮機(jī)能夠適應(yīng)各種工況，便于定型批量生產(chǎn)，因此在很多工藝技術(shù)中得以應(yīng)用。除此之外，螺桿壓縮機(jī)具有降低能耗的作用，能夠進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。

2 螺桿壓縮機(jī)在石油化工工藝中的應(yīng)用

2.1 螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅提升了我國螺桿壓縮機(jī)技術(shù)水平，還促進(jìn)了螺桿壓縮機(jī)的管理水平、工藝標(biāo)準(zhǔn)和裝備質(zhì)量。據(jù)有關(guān)資料顯示，目前我國有近四十家大中型石油化工企業(yè)采用螺桿壓縮機(jī)從事相關(guān)的生產(chǎn)，并且國產(chǎn)螺桿壓縮機(jī)占據(jù)了較大的比例。由此可見，螺桿壓縮機(jī)在我國石油化工生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位。

2.2 螺桿壓縮機(jī)用途分析

從實(shí)際用途來看，螺桿壓縮機(jī)主要應(yīng)用于三個(gè)方面，分別是聚合物的合成、制冷與氣體分離、氣體傳輸。石油化工生產(chǎn)離不開對(duì)氣體的壓縮，利用螺桿壓縮機(jī)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。比如利用氫氣和氮?dú)鈮嚎s合成氨，需要的壓力比較大，必須通過螺桿壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行制冷與氣體分離時(shí)，通過螺桿壓縮機(jī)將混合氣體進(jìn)行液化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氮和氧的分析。氣體傳輸過程中對(duì)壓力要求較大，利用螺桿壓縮機(jī)可以將氣體壓縮到0.3×102kg/cm2。

3 國外雙螺桿壓縮機(jī)在我國的應(yīng)用

我國在雙螺桿壓縮機(jī)方面的研究起步較晚，改革開放以來，很多大中型石油化工企業(yè)從國外引進(jìn)相對(duì)完整的螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)。比如丁二烯抽提裝置、苯乙烯裝置、火炬氣回收系統(tǒng)、低溫制冷系統(tǒng)等，在廠家選擇上以歐美為主，主要有美國的A-C、德國的GHH等公司，這些廠家的螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和制造都處于世界領(lǐng)先地位，因此需要對(duì)國外螺桿壓縮機(jī)在我國應(yīng)用情況進(jìn)行進(jìn)一步了解，接下來文章就從選型、實(shí)際操作和維護(hù)三個(gè)方面進(jìn)行論述。

3.1 選型方面

生產(chǎn)廠家對(duì)螺桿壓縮機(jī)的生產(chǎn)廠家有著重要影響，在選擇時(shí)一定要慎重。石油化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中對(duì)丁二烯裝置、苯乙烯裝置要求較高，因此螺桿壓縮機(jī)是最佳選擇。從國內(nèi)丁二烯裝置使用性能來看，與歐美發(fā)展國家存在一定的差距，比如英國的HowDNE，其公司生產(chǎn)的二烯裝置在工藝上更加成熟，使用過程中穩(wěn)定性較強(qiáng)。苯乙烯裝置的壓縮機(jī)選擇以美國的A-C公司產(chǎn)品為主。在實(shí)際應(yīng)用中，我國工藝氣體壓縮機(jī)制造技術(shù)存在一定的缺陷，給石油化工企業(yè)造成了較大的損失。比如，揚(yáng)子石化使用一臺(tái)空氣壓縮機(jī)廠家制造的壓縮機(jī)用于丁二烯裝置上進(jìn)行丁二烯氣體的壓縮，在使用中頻頻出現(xiàn)運(yùn)行故障，對(duì)生產(chǎn)造成重大影響。

3.2 實(shí)際操作方面

從實(shí)際應(yīng)用情況來看，我國石油化工行業(yè)在螺桿壓縮機(jī)的使用過程中存在較大問題，主要是因?yàn)椴僮魅藛T對(duì)雙螺桿壓縮機(jī)工作原理和使用性能了解不足，應(yīng)用時(shí)各種問題頻發(fā)。例如大慶丁二烯裝置螺桿機(jī)，于1996年1月發(fā)生了二段出口消音器丁二烯物料聚合堵塞問題，導(dǎo)致壓縮機(jī)過載而引起驅(qū)動(dòng)透平與機(jī)體之間聯(lián)軸節(jié)斷裂，導(dǎo)致透平上蓋飛出，造成不良影響。造成此次問題的原因是雙螺桿壓縮機(jī)使用過程中出口壓力多大，操作人員對(duì)溫度變化判斷不合理。

3.3 維護(hù)方面

螺桿壓縮機(jī)對(duì)安裝精度要求十分嚴(yán)格，國外進(jìn)口的螺桿壓縮機(jī)廠家通常在安裝技術(shù)方面保密，在各部位的處理上往往只提供一些簡易的數(shù)據(jù)，用戶在安裝時(shí)缺少可靠的參考標(biāo)準(zhǔn)，在后期的檢修和維護(hù)時(shí)存在較多問題。而國內(nèi)生產(chǎn)的螺桿壓縮機(jī)由于安裝尺寸、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等又存在一定的缺陷，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子報(bào)廢的例子屢見不鮮，燕山石化、大慶石化都出現(xiàn)過類型的事故。目前，我國石油化工行業(yè)處于發(fā)展階段，同時(shí)機(jī)械制造水平和歐美發(fā)達(dá)國家存在一定的差距，在丁二烯裝置、苯乙烯裝置的設(shè)備上以進(jìn)口為主，在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)仍改變不了現(xiàn)狀。雖然制造水平上存在不足，但是可以強(qiáng)化選型、應(yīng)用和維護(hù)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)設(shè)備實(shí)際使用情況進(jìn)行深入的分析和研究，把握好當(dāng)前石油化工企業(yè)螺桿壓縮機(jī)的運(yùn)行規(guī)律和故障處理方法，促進(jìn)我國石油化工行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

4 螺桿壓縮機(jī)發(fā)展前景

從當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)來看，未來的石油化工工藝中，螺桿壓縮機(jī)會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)會(huì)強(qiáng)化在三維設(shè)計(jì)開發(fā)方面的應(yīng)用，這會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)螺桿壓縮機(jī)性能的優(yōu)化，在提高質(zhì)量的同時(shí)增加工作性能、提高美觀性。利用三維設(shè)計(jì)，可以減少傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的缺陷，提高螺桿壓縮機(jī)的自動(dòng)干預(yù)檢查性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)問題，提升設(shè)計(jì)效率。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的造型設(shè)計(jì)，通過建立資源庫和設(shè)備圖庫，提升螺桿壓縮機(jī)在石油化工工藝中的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語

我國石油化工行業(yè)蓬勃發(fā)展，螺桿壓縮機(jī)在石油化工工藝中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。筆者相信未來隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)的發(fā)展，螺桿壓縮機(jī)在石油化工行業(yè)中自動(dòng)化程度會(huì)得到穩(wěn)步提升。此外，我國在螺桿壓縮機(jī)方面的研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)，加快三維設(shè)計(jì)的研究和應(yīng)用，強(qiáng)化螺桿壓縮機(jī)相關(guān)軟件的開發(fā)和應(yīng)用，使得螺桿壓縮機(jī)在石油化工行業(yè)發(fā)揮最大效用，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。