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化工介质压缩机

/chemical medium compressor/
条目作者谷传纲

谷传纲

最后更新 2022-12-23
浏览 115
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在石油、化工等行业中应用的离心压缩机。

英文名称
chemical medium compressor
所属学科
工程热物理及动力工程

化工介质压缩机的工作介质往往为多组分实际混合气体,物性与理想气体的规律性差别较大,不满足理想气体状态方程。如各种合成气、二氧化碳、石油裂解气等。设计难度较理想气体压缩机高。有些化工介质压缩机在一定条件的中冷器会出现冷凝,应特别予以关注。

自20世纪70年代石油化工工业飞速发展之后,国内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。

从20世纪70年代开始,中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,中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,使中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,西安交通大学等院校和中国科学院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,中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,中国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”(锦西化工机械厂研制了乙烯压缩机、兰州化工机械厂研制了丙烯和裂解气压缩机),在兰州化工机械试车成功。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”,后又为大庆石化提供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,中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。

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。

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。

  • 徐忠.离心式压缩机原理(修订本).北京:机械工业出版社,1990.
  • 吴玉林,陈庆光,刘树红.通风机和压缩机.北京:清华大学出版社,2011.

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