气体压缩机在石化工业的应用和发展.doc

1、 本文由打败拳皇王子贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯 http:/ 论 坛 气体压缩机 在石化工业的应用和发展 中国石 化集 团原重 大 装备 国产 化 办公室 主任 本 刊副 主编 邱 明杰 与 王廷 俊 王 廷俊 气体压缩机 是对气 体进行压缩 ，产生 气体压缩能 的设 备 。对气体进 行压缩 的 目的是 输送 气体或者 为化学 反应 创 造 必要 的 条件 。气体 压缩机是 石化装 置的关键 设备 ，大部 分石化 装置都有 气体压缩 机。 一般常用 的有离心式 压缩机 、 往 复式 压缩 机 、螺杆式 压缩机 等。大

2、 多数压缩 机输送 介 质 为石油混 合 气体 、天然 气 、氮 气 、氢 气、氧 气、氯 气 、甲 烷 、乙 烯 、丙烯 、氨气 、二氧 化氮等 。鉴于石 化生产装 置 气压 力达 到 世界上最大 的乙烯装 置用 压缩机供 应 。商当属德来赛一兰德公司、 新比隆公司、 三菱重工、 德马格 公司、瑞士苏 尔寿公司等 。 化肥生产 中用的离心压缩 机 ， 主要有 工艺空气压缩机 、 合成 气压缩机 、二氧化 碳压缩机 、 气压缩机 、氨压缩机 ； 氮 空分空 压装置的空气 压缩机 、 气压缩机 、氮气压缩机 等。 氧 由于 合成氨装 置不断 向大型化 发展 ，用 户对 压缩机组 的能 大多数在高

3、温、高压、易燃、易爆、 腐蚀、有毒、 长周期连 续生产 条件下 ， 因此 要求压缩 机组必 须做到整体性 能好 ， 效 耗、 可靠性、 配套水平等技术指标的要求也越来越高。 前 ， 目 世界上先进的压缩机制 造厂家都在致 力于这 方面的研究 ， 并 取得 了很 大进 展 。 如在压缩机 气动性 能设计 上使用的程序 ， 率高 ， 结构紧凑 ，占地面积小 ，运转平稳可靠 ，无故障运 转时 间达 到 以上 ，而且可 以满足 各种工况 的需要 。 炼 油生产 中常用的压 缩机主要 为催化 裂化 装置的主 风 机和富气压缩机 ， 催化重整装 置和 加氢装置的循环氢压缩 机 和新氢压缩机 ， 焦化装 置

4、的焦 化气压缩机等 。 高压氢气压缩 机 由于规模和 工艺流程不 同， 并且有硫化氢 等介质腐蚀 ， 制 造 难度大 ， 界上只有少数 几个国家能够制造 ， 世 如美 国德 来 能适用于几百个大气压， 大大提高了计算精度； 转子稳定性 研究 ， 已经研 制出超二阶 、 三阶的高 柔性转 子 ， 已成功应 并 用于产 品的设 计。 此外 ， 国外在压缩机有 关部件成 套技 术上 也有 了很大发 展 ， 密封、 如 轴承 、 调节 系统 、 辅机 配套水平 、 机 组 自动 化控制 及故障 诊断水 平等方面 取得 了突破性 的进 展。 赛一兰德公司、意大利新比隆公司、德国博尔齐格公司等。 乙烯 成

5、套生 产装置 中的压缩机数 量最 多，如乙烯裂 解 装置的裂解气 压缩机 、 丙烯 压缩机 、 乙烯 压缩机； 聚乙烯 装 置的循环气压缩机和 乙烯压缩扎 聚丙烯装置的循环气压缩 离心压缩机在 国内的应用和发展 目 离心式压缩机 发趋势是： 前 容量不断 增大 ， 以满 足石 化生产规模不 断扩大的要求； 随着新技术 的发展 ， 型气体 新 密封 、 力轴 承和无润滑联轴 器的出现 ， 磁 不断开发 高压压缩 机和丙烯压缩机 ； 装置和丙烯腈装置的工艺空气压缩 机 等。 中乙烯 裂解装置的裂 解气压缩机 、 其 丙烯 压缩机和 乙 烯 压缩 机 ， 称 “ 俗 三机 ” 能耗 占装 置总能 耗

6、的 ， ， 因此 ，降低 压缩机 能耗对 降低装 置能 耗具有 重要意 义。 目 前， 国外 已 用 了高效率三元流动 叶轮及与其 匹配 良好 的固 采 机和小流量压缩机产品； 进一步研究三元流动理论， 不仅应 用到叶轮设计 ， 还发展到叶 片扩 压器静止元 件设计 中， 以期 达 到最高的机组效率 ； 低噪 声化 ， 采用噪 声防护以改善操 作 环 境。 国内可以生 产石化用 离心压缩机 的制造 企业主要 有沈 阳鼓风机厂 、 上海鼓风机 厂、 陕西鼓风机 厂等 。 他们 引进 国 外技术 ，经过 消化吸收 ， 可以生 产石化用大 型离心压缩机 。 沈阳鼓风机厂 从意大利新 比隆公司引进 了

7、 、 、 定元件， 使其压缩机效率比原来提高 以上， 整机效率高 达 ，而 且运转 平稳 ，检测 、报警及联锁停 车 系统控 制 水平高 ， 可保 证装置 年的运转 周期 。 压聚乙烯装置 中的 高 超 高压压缩机是石化生 产装 置中压 力最高的往 复压缩机 ， 排 第 期 通用 朝 赫 维普资讯 http:/ 论 坛 ！ ）产业 南 场 气阀寿 命大 大提高；在产 品设计上 ， 用压缩机 热力学 、 应 动 三个离心压缩机 系列的全套设计制造专利技 术 从 日本 日立 公司 引进 了 型 离心压缩机 、 型 工业 冷冻机设计制造 专利技 术，从美 国费城齿轮 公司 引进 了 、 、 、 四个

8、 系列的高速 齿轮变速 器的设计制造专利 技术 ； 从 德国德马格 公司引进 了 型组装式 离心压缩 机设计制造 专利技 术和从 日本川崎重工株式会社 引进 了 型污水处理 鼓风 机技术 。 阳鼓风机厂生产 的离心压缩机 在国内石化企 沈 业 已经 应用 多台 ，市场 占有率 已达 以上 。 鼓厂 沈 生产 的 万 催 化裂 化装 置富 气压缩 机 进 流量达 到 ： ，功 率达 到 ；离心式 循环 氢压缩 机 流量达 到 ， 率达到 ，出 压 力达 功 ： 到 ，已经应用 于 万 氢裂化 装置；沈 鼓厂 自 加 行设 计 、 制造 的 裂 解 气 压 缩 机 流 量 达 到 ， 功 率 达

9、到 ；同国外 合作设 计 、制 造的 丙烯压 缩 机 流量达 到 ，功率 达 到 ；乙烯压缩 力学计算软件和压缩机工作过程模拟软件等， 提高了计算准 确度 ， 综合模拟模型预测压 缩机在实际工况 下的性 能参 通过数， 以提高新产品开发的成功率。 压缩机产品机电一体化得 到强化， 采用计算机自动控制，自动显示各项运行参数 ， 实 现优化节能运行状态， 优化联机运行、 运行参数异常显示、 报 警与保护； 品设计重视工业设 计和环境保 护 ， 产 压缩机 外 型美观 ，更加符 合环保要求 。 国内可 以生产石 化行业需要 的往 复式 压缩机 的厂家主 要 有沈阳气体压缩机 厂、上海压 缩机厂 、无

10、锡压缩机 厂等。 经过 年的发展 ，国内已形成 、 、 型等等数 、 、 十个压缩机系列、 数百种产品。 国内的中小型压缩机基本满 足了国内石化行业的需求， 但大型往复压缩机还不能完全满 足需要 。 沈阳气体压缩机厂从德国 公司引进了全套的 往复压缩机设计制造技术，将产品市场定位于炼油化工领 域， 尤其在大中型往复压缩机技术开发方面取得了突破性进 展 。 年研 制成功 了符 合现 行 国际标 准的 系列大 型 型氢气往复压缩机 组 ， 推出 了 年 型系列氮 氢气压 缩 机组 ， 年研 制成功 了 系列大 型氢气压缩机 型机流量达到 ，功率达到 ，已经应 用 到 万 乙 烯 裂解 装 置 。沈

11、 鼓 厂 自行设 计 和 制 造 的 大化 肥 装 置 的空 气 压 缩机 、天然 气压缩 机 、氨压 缩 机 、 二氧 化碳 压 缩 机 已应 用于 万 化肥 装 置 ； 沈鼓设计制造的空气压缩机流量达到 ， 功率 达到 ，已经应用于 空 分装置 。陕西鼓 组。往复式新氢压缩机容积流量达到 ，活塞 压 力达 到 出 压 力达 到 ， ， ： 功率达 到 ， 风机厂 引 进瑞士苏尔寿公司 型所有系列、 种机型轴流 压缩机技术专利和技术秘密 ， 成功设计、 制造了 台套性 多已用于 渣油加氢脱硫装置。天华化工机械及自动 万 ， 化研究设计院和江阴压缩机厂合作设计制造 的迷宫压缩机流 量达 到 ，

12、出 压 力达到 ： ，已经应用于 万 能优良的轴流压缩机， 其中 多台套用于炼油厂催化裂化 装置的主、 备风机。其中为大连石化公司 万 催化裂 化装置制造的主风机是目前国内石化装置中最大的轴流压 缩 机 ，流量达 到 ，功率达 到 。 丙烯装置 。大型机组 的研 制成功 ，打破 了国外厂商长 聚期垄断我国炼油化工用往复压缩机市场的局面， 使同种机组 的市场价格下降超过 ， 标志着中国的往复压缩机制造 能力正 向国际先进水平迈 进 。 目前国 内往 复压缩机技 术水平 同国外相 比 ，主要 差距 为基础理论研究 差 ， 品技 术开发能 力低 ， 产 工艺装备 和实验 手段落后 ， 产品技 术起

13、点低 ， 格品种 、 规 效率 、 制造 质量 和 目前国内离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特 殊产 品方面还 不能满 足国内需要 。另外在 技术水平 、 质量 、 成套性 上和 国外还有 差距。 随着 石化 生产规模 不断扩大 ， 离 心压缩机大型化方面面临新的课题。 万 乙烯三机中 的裂 解气压缩 机 ， 流量达到 ，出 压 力达 进： ： 到 ， 轴功率达 到 。 装置原料 万 可靠性还有相当差距 ， 技术含量高和特殊要求的产品满足不 了国内需要 。 空气压缩机 （ 带尾气透平）进流量 ，进出 ： 压 力 ，轴功率 ， 内在设 计制造这 ： 国 些大型 气体压缩机 上还没有 成熟 的

14、经验 。 石化工业今后对气体压缩机的需求 为 了保证 国民经济持续 稳定发展 ， 计 年我 国原 预 往复压缩机在国内的应用和发展 目前往复式压缩机发展方向是： 大容量、 高压力、 结构 紧凑 、 能耗少、 噪声低 、 效率高、 可靠性高、排气净化能力 强 普遍采用撬装无基础 、 全罩低噪声设计，大大节约安装、 基础 和调试费用 ； 不断开 发变工况 条件 下运行 的新型气 阀， 油加工能力达到 ， 年达到 亿 年达到 ， 亿 ，成品油基本满足国内需要。预计 年我国乙烯 生 产能力达到 年达到 万 年达 到 万 ， ， 万 ，只能满 足国内需求的 。为此 石化 工业必 将加 快 发展步伐 ，实

15、现 大型化 、集约化 和一体 叠 用 棚 卿 第 维普资讯 http:/ 论 坛 化 ，提 高国际竞争能 力。 为了降低生产 成本 ， 高经济效益 ， 提 今后石化 生产规模 机 械制造 各方面都 有大量攻 关 内容。大 型压缩机 国产化 工 作 ，国内经过 多年 的努力 ，有 了不小的进展 。在离心 压 缩机 国产 化方面 ， 年迈 出 了三大步 ：第一 大步是 世纪 将进一步大型化， 单系列炼油装置规模将达到 万 以 上， 单系列乙烯装置生产规模将达到 石化行 万 。业 每年将投资 元以上对炼 油化工生产装置进 行改造 和 扩 建。在炼 油工程建设 方面 ：中国石化集团镇 海石化 ， 茂名

16、石化炼油能 力 已经超过 万 ， 在进 一步改造 ； 还 上 海石化 、 高桥石 化 ， 金陵石化 、 子石化 、 扬 齐鲁石化 、燕 年代初 万 尿素装置二氧化碳压缩机实现了国产化 ， 压缩机进 口流量达到 ， 出压力达到 排 ， 轴功率达 到 ， 已经应用在镇 海、乌鲁木齐 、 宁夏 三 套大型化 肥生 产装置 中。 二大步是 世纪 年代初 万 第 氢裂化装置循 环氢压缩机 实现 了国产化 ，压缩 机进 口 加 流量达到 ， 出 口压 力达到 轴 进 ， 山石化 万 炼油改造正在进行；福建炼化，青岛炼 油、 海南炼油等 万 炼油新建 工程已经启动 。 中 国石油集 团 大连西 太平洋 万

17、炼油 厂改造工 程 已经完成 ；大 连石化 万 含硫 原油加工改造 ， 年完成 ；兰 州石化和抚 顺石化 万 炼油 改造正在 全 面配套 ；独山子石化 、长庆石化 万 油项 目加快 炼 启动。中国海洋石油 惠州 万 炼油厂建设 已经启 动。 煤制 油工程 中国神华集团 万 煤制油项 目 一期 工程已经开工建设 ， 年加 工能 力将达到 万 。另 功率达到 已经应用在镇海石化、 ， 天津石化等炼油 改造中。第三大步是 世纪 年代后期 ， 万 对 乙烯 装置 中的 “ 三机 ”实现 了国产化 ， 中裂 解气 压缩 机进 口 其 流量达 到 ，进出 口压 力达到 ， 轴功率 达到 ， 已经应用 到大

18、庆 、燕 山、扬 子 、上 海乙烯 改造工 程 中。在大 型往 复式压缩 机 国产化方 面 ， 年迈出了两大步：第一大步是 型新氢压缩机实现 了 国产化 ，压缩机进 口流量达到 ，进出口压 力 达 到 ，轴功率 达到 ， 用在镇 海 应 石 化等炼 油装 置改造 中。第 二大步是 型新氢 压缩 机 外陕西 、 贵州 、云南 、山东 、 甘肃 ，山西 、河南等煤液化项 目正在规 划之中 。 在 乙烯 工程建设方面： 国石化 集团 燕 山石化 、 中 扬 子石化 、 金山石化 万 乙烯改造 已经完 成 ， 正在规划下 一实现了国产化 ，进 口流量达到 ，进出口压力 达 到 ， ， ， 轴功 率达

19、到 ， 应用在 茂名 万 渣 油加 氢脱硫 装置 中。 如今 这些 大型压缩 机 国产化 的 成 果 已经 大量推 广到石 化生产 中 ， 变 了完 全依赖 进 口的 改 局 面 ，节约 了大量投 资 ，也使 我 国成 为世界上 少数 可以设 计 制造大 型气体 压缩机 的 国家 。 当代石化 工业 发展的特 点 ，一是石 化生产 工艺技术 进 步改造； 扬巴 （ 南京） 、赛科 （ 上海） 万 新建乙 烯 工程 已经完成 ；齐鲁 石化 、 茂名石化 万 乙烯改造正 在进 行；福建炼化 、 海石化 、 镇 广州石化 、天津 石化 、 武汉 石 化 万 乙烯正在准 备。中国石油集 团 吉林 石

20、化、 庆石化 万 乙烯 改造 已经启动； 大 大连石化 、 兰州石化 、 山子石 化 万 乙烯正在准 备。中国海洋石 独 油总公司 惠州 万 乙烯 即将 建成 。 一步 很快 ， 年就有新 的生产工艺 出现 ，新 的生产工艺 对 石 化装 备不断提 出新 的要求； 二是 石化生 产规模大型化 ， 进 而 要求装备大型化 。 万 炼油 厂中 ， 催化裂化装 置规 模 达到 加氢 裂化装置规模 达到 。 万 ， 万 万 乙烯 厂 中，乙烯 裂解装 置规模 达到 万 ，聚 乙烯 和 聚丙烯装置规模达 到 万 ， 生产装置规模 都是 年前 的 。 倍 套 万 炼油 厂需要压缩机 台 ，一套 万 乙烯工

21、厂需要各种 压缩机 据统计 分析 ， 台。 年中国石化集 团采购气体压缩 机 ， 采购压缩机 台 年 年采购压缩机 保持了不断增长的趋势。 台， 台， 预计 “ 十一五”期间，全国石化行业需要气体压缩机 台左右， 每年平均 台。 其中离心压缩机占 ， 往复压 缩 机占 。 由于 国内压缩机制造 企业开发能 力、 制造技 术 水平还不能完全满足石 化生 产需 要 ， 国内用 户对 国内压 或者 缩 机产品不满意 ，估计还 有 的离心压缩机 、 的 往 复压缩机还要 依赖进 口。 目 国内大型 气体压缩机 国产化攻 关正在 向着新的 目 前 标迈进，不断有新的突破。 年沈阳鼓风机集团承担 了 以煤

22、粉为原料 的大化肥改造 工程 万 空分 装置 ， 中 的 原 料 空 气 压缩 机 研 制 任 务 ， 压缩 机 进 口流 量 达 到 轴 功 率 达 到 ，这 是 目前 在 石 ， 化 工业 中 应 用的 能 力最大 的 离 心 式空 气压 缩 机 。 年 初 沈 阳鼓 风 机 集团还承担 了茂名乙烯改 造工程 中 万 等级 的 乙烯 裂 解 气压 缩 机 的研 制任 务 ，压缩 机 进 口流 量 ， 出 口压 力 ， 进 轴功率 ， （ 下转 第 页） 大 型 压缩 机 国产化 任 重 道 远 由于石化生 产规模不 断扩大 ，设 备大型化 成为一个 明 显的趋势 。 备大型化 不是 设备

23、简单 的放大 ，在设 计计算 、 设 第 期 通 用 觚 赫 维普资讯 http:/ 论 坛 ， 五 压缩 空 气 系统 节 能 的解 决 办法 空 气 系统 评 估 压缩 空气 系统节能 的关键在于 找到系统浪 费根本原 因 和准确分析 出系统节能潜 力的数值。 为此 ， 需要 了解 用户现 比例。 产品在生产过程中消费的能源越多， 成本越高， 或利 空间越小 ， 价格上的竞争优势也就越小， 这一道理是显而易 见的 。 但是 目 ， 国绝大多数企业 经营粗放 ， 前 我 消耗高 ， 浪 费大， 经济效益差， 产品缺乏竞争力。 节能降耗 ， 提高能效 成为高耗能企业提高国际竞争力的重要手段。

24、我国政府十分 重视以节能降耗为主 的技 术开发和技术改造 ， 并给 予财 政支 场的使用状况， 记录一些必要的数据并进行数据分析， 这个 过程 叫 “ 气系统评估 ” 该项 工作在 国外 已经有 多年 的 空 。 发展历史。 在中国市场， 目前还是压缩空气领域里新兴的业 务， 目前 已有英格索 兰公司等少 数单位涉足其 中。 空气 系统 评 估除 了能 够给 用户的压缩 空气 系统 带来 节能解决 方案之 持。其 目的在于鼓励企业在激烈的市场竞争中通过节能降 耗 ，降低生产成本，提高其在国际市场上的竞争力。 节能降耗 ， 是可持续发展的重要因素 ， 也是企业不懈的 追求奋斗目标。 因而对压缩空

25、气系统进行正确评估 ， 寻找压 缩空气系统节能方案 ，也将是业内人士的永远的追求。 参 考 文 献 好 地 利 用废 热 以 改 善压 缩 机 经 济 效 果 更 、 ： ， ， 外， 还可以对用户的压缩空气系统配置、 流程控制甚至系统 泄漏的情 况作定性或定量的考察 ， 给希望对 自己的压缩 空气 系统进行各方面提高的人士提供从咨询到解决等方面可以提 供一站式 的服 务。 由于其 实施的结果可以给用气单 位带 来能 源节约， 电费支出降低等明显的经济效益 ， 所以越来越受到 广大压缩 空气提供者 和压缩空气使用者 的重视 。 实践证 明， 潘 志 吻 气 系统 评 估报告 英格 索兰压 缩

26、机 有 限公 空 上海司 ， 在经过专业的、 全面的空气系统分析 ， 并加上恰当的 专业 的实施 ，能源 节约可以 达到 。 对压缩空 气系统节能 提供全面 的解决方案应 该从压缩 空气系统评估开始 。 现代化 的压缩空 气系统运行时所碰到的 疑难和低效问题总是让 人觉 得很复杂和无从下手 。 其实对压 缩空气系统进行正确的评估就 可以为用户的整个压缩空气 系 统提供全面的解决方案 。 对压缩空 气系统设备其进行动态管 理， 使压缩空 气系统组件充分 发挥 效能 。 这也是 压缩空气行 业在今后的发展 方 向。 竹川仲 夫 空气压缩机的节能措 施 辛 省 （ ） 一 。 容量控制影 响螺杆压缩

27、机的动 力费 用 韩俊英、 谭跃进。 压缩机与供 气系统的现状和 发展 用 通 机械 ， （） 、 （） 中国机械 工业联合会 压缩 空气站设计 规 范。 ：中国计划 出版社 ， 北京 井 田 可人 。 空压 设备 中的 节能 压 缩 机 油压 空 气压 ， （） 。 ， ， ， 电力紧张的问题 已经成为制约 国民经济发展的 “ 瓶 颈” 很多企业都为了维持整个社会的正常运转而被迫被拉 ， 电、 限电。 所以现在， 压缩空气系统能源和效率问题已经作 为一个专门的课题得到了一些企业和研究单位的重视。 加入 将大大改变我国经济发展的市场环境， 国内 企业不仅要立足于 国内市场 ， 而且 必须遵循

28、国际惯 例 ， 参与 国家经贸委 “ 市场经济条件下政府 节能管理模 式研究” 课题组 市场经济 条件下政府 节能管理模式研 究。 北京：中国 电 力 出版社 ， 国际竞争。 能源是产品成本的一部分， 有些甚至还占较高的 （ 上接 第 页）有相 当的难度 。如果这 台压缩机研制成功 ， 机厂和天华化 工机械 及 自动化研究设计院 合作研制的 一 型大 型尾气 回收迷 宫式 压缩机 ， 目前我 国国 。 一 是 大型压缩机制造 水平又上了一个新台阶，为将来研制 万 裂解气压缩机奠定了基础。沈阳鼓风机集团还承担了 镇海 万 催化 重整装置氢 气增压机研制任务 。这台增 内最大的迷宫压缩机 ， 已经

29、安在于齐鲁 万 乙烯改造工 ， 程 中。 我信 ， 国只要 坚持重大装备 国产 化的方针 ， 我 支持 鼓励研 究 、 设计 、 造单位和 用户相结合 ， 断向 国际水 平 制 不 冲击 ， 就会提高我 国大型压缩机 的制造能 力， 不仅可以满 足 压机压缩比高达 属于高压比、 。 ， 轻组分、 低流量压缩机 ， 过去 一般采 用往复 压缩 机 。用户考虑 到往复 压缩机 故障率 高， 维修量大 ， 因此希 望采用离心压缩 机 ， 用蒸汽透平驱动 。 该离 压缩 机采用 、 段压缩 ，级 叶轮 ， 出 口压力 缸 进 国内石化工业的需要， 还可以出口到世界其他国家， 真正提 高我 国大 型的制造水 平 。 为 、 。在大型往复压缩机国产化中，无锡压缩 、 第 朝 通 用棚 麓 1