浅析乙烯装置压缩机的技术改造及发展
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摘 要：随着经济的快速发展，无论在国内，还是世界范围内各乙烯装置为了扩大生产能力、降低能耗、减少运行费用、增加装置效益、增强产品在市场上的竞争力，纷纷采用先进技术和设备对装置进行改造、扩建，以获得经济规模。
乙烯装置中的裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机、乙烯制冷压缩机是装置的关键设备，其能耗占总能耗的20％。因此提高压缩机效率和运行可靠性，减少压缩机能耗是降低乙烯装置生产成本，保证装置安稳长满优运行的一个重要方面。除了已有的行之有效的措施，如提高压缩有效系数、增加压缩段数、减少段间压降外，目前压缩机生产厂家研制开发出了高效压缩机。高效压缩机在设计、制造和检验上利用计算机技术，在此基础上设计的压缩机叶轮形状能最大限度地提高气体压缩效率，同时使气体在压缩机内部流动过程中压力损失降至最小程度，从而使输送气体的能耗进一步降低，以满足装置的改造、扩建对压缩机性能的要求。
一、压缩机的技术改造
1.压缩机技术可靠性的改进
由于乙烯装置需要长周期安全稳定运转，因此作为乙烯装置心脏的大型离心压缩机组必须具有可靠性和稳定性的特点。转子的稳定性是提高压缩机可靠性的一个重要方面表现，按使转子产生振动的激励力来分类，可分为两类：一类是强迫振动；另一类是自激振动。转子强迫振动的激励力有转子不平衡、离心力和气体激励力等等。转子自激振动的激励力通常来自轴承中油膜对轴的作用力、密封产生的气动力。
自激力的影响超过轴承阻尼的影响，则轴的振幅越来越大，机组的运行则越危险；反之，若轴承的阻尼的影响超过自激力的影响，则振幅越来越衰减，最后轴回到原来的平衡位置．振动就投有危险。
三菱重工在最近开发的MAC压缩机上为了增加转子系统的阻尼能力，将传统的浮环密封改进为具有阻尼功能的浮环密封。新型的浮环密封在内侧和外侧密封环之间增加了阻尼环。在密封处设置阻尼环对转子振动的阻尼作用十分显著，离心压缩机转子在浮环密封处的振动要大于在轴承处的振动，因此在密封处设置阻尼环比在轴承处更为有效。
2.离心式压缩机组联轴器的改进
乙烯装置离心压缩机组联轴器通常为齿轮联轴器，多年生产实践表明，齿式联轴器基本上能够满足离心压缩机组的要求，但是随着机组不断向大型化、高速化发展也暴露出些缺点和不足：
2.1需油系统。齿轮啮合必须设置系统，并对系统和油有严格的要求。
2.2易产生油泥。机组运行中，由于离心力的作用，容易从脏的油中聚集油泥，堵塞油管路，影响机组的安全运行。
2.3存在薄弱环节。齿轮联轴器在结构上存在一些薄弱环节，在运行中易发生故障，表现最为明显的就是半联轴节轮毂过盈处的当前在改造乙烯装置离心压缩机组时，有用膜片联轴器取代齿轮联轴器的趋势。
但由于膜片联轴器的安装和拆卸采用液压方式，因此需配备相应的高、低压液压泵和油管线及金属盘等安装工具，其拆装过程较齿轮联轴器复杂；又因为拆装时所使用的压力较高，达到2500kgf／am2，而且采用“o”环作为液压油的密封，故存在一定的风险性。
3.离心式压缩机改进考虑的问题
在考虑压缩机的改造时，还应注意压缩机系统以下几方面的问题，以便能够作出最佳选择。
3.1现有驱动机的能力是否满足压缩机功率增加后的要求；
3.2压缩机管口和工艺管线之间的安装位置是否合适；
3.3检查确认油和密封油辅助系统的能力是否能用于新机组上。一般来讲，仅需作较小的改动即可满足要求；
3.4检查主气体管线的尺寸，核实管口处气流速度是否符合要求，如果不满足要求，需加大管线尺寸；
3.5确认机房吊车的能力，因为与原设备相比，新压缩机的尺寸有所加大；
3.6核实现有基础的能力能否支撑新机器的重量。
二、压缩机的发展趋势
1.离心压缩机发展简介
全球范围的各化工生产装置为了降低能耗，对大型机组的高效率和高稳定性提出了更高的要求。为顺应这一发展趋势，MHI于推出MHI自己的技术先进的压缩机，该压缩机采用MHI研究开发中心的较为先进的技术，并以三菱先进压缩机(MAC)命名推向市场。自从MAC投入市场以来，其性能和可靠性已逐步为用户所接受 目前许多日本的乙烯装置为节约能耗，已用MAC更换原有的压缩机。日本国内乙烯装置所有用户基本上都采用了MAC。三菱重工已经在世界范围内销售了100多台MAC压缩机。目前，我国已能生产小型乙烯装置的离心压缩机，但无论设计还是制造都还落后于世界先进水平。国内部分生产厂也积累了一定的经验，但今后大型乙烯装置压缩机的国产化尚待解决下列问题：性能设计的经验不足问题；制造工艺，尤其是叶轮加工问题；低温材料的制造；配套用的高压蒸汽透平的试制。
2.离心压缩机新技术发展趋势
为满足乙烯装置降低运行费用和单位能耗，延长运行周期，提高整套装置经济效益的要求，压缩机技术的发展集中体现在提高性能和可靠性上。
提高离心压缩机的效率优化气体流道近年来由于计算机技术的迅猛发展，各厂家广泛将计算机技术应用到压缩机的生产上，在开发新型高效压缩机时，以上述技术为基础，建立一体化的设计、制造和测试方法。气体流道是压缩机性能的一个关键因素，新型高效压缩机采用了通过长期设计和制造经验而获得的优化技术。气体流道优化的方法是压缩机的全部级都采用三元流叶轮影响离心压缩机效率最重要的因素是叶轮的性能，为获得压缩机整机的高效率，高效率的三元流叶轮开发，取代以经典设计方法为基础的二元流叶轮。
三元流叶轮的性能明显优于二元流叶轮的性能，三元流叶轮的相对能量头系数不会出现陡降现象。三元流叶轮的最大效率高于二元流叶轮。叶轮性能从二元流到三元流的改进，在很大程度上得益于计算机辅助设计技术的发展。三元流叶轮内流场的速度分布较之于二元流叶轮更加均匀，从而减少了压缩机的能量损失，提高了压缩机的效率。
参考文献
[1] 瑞恒壁．气体密封结构．操作原理及其应用．风机技术，1992，5.
[2] 张杰．磁力轴承和干气密封在工艺压缩机上的应用．风机技术，1992，3.
[3] 彭建．不同槽型气体端面密封的研究．流体机械，1996，11.