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喷油工艺螺杆压缩机特征分析和应用分析

2019-04-22

螺杆空压机有两种,喷油和无油。早在工艺流程中应用的是无油型。上世纪末喷油螺杆压缩机从制冷和空气压缩机领域拓展到工艺领域中。喷油螺杆压缩机在技术上得到了进一步发展,同时也成为压缩机发展的重要方向之一。

在一些领域,无油形式的压缩机取代了离心压缩机成为大型气体工艺设备的主要设备;另一些领域,喷油螺杆压缩机则利用自身的高压比、排气性等优势获得了用武之地,替代往复式压缩机,辅助气体加工工艺提高效率。

喷油工艺螺杆压缩机的特征分析

无油螺杆空压机与喷油螺杆空压机之间的差异在于,转子接触形式的不同,喷油螺杆压缩机的转子之间是完全接触的,阳转子在工作中负责传动,而阴转子则为被动运行。工作中喷油压缩机的直接依靠传动轴承提供动力,并在运行中加入润滑油,形成一种直动模式。省去了无油压缩机中特有的结果,因在运行中所体现的特征和性能区别于无油压缩机,且可以利用特殊设计的滑阀来控制内部空间的比例而提高效率,具体特征如下:

1.高压比和高排气压

因为喷油螺杆的设置没有多余容积,在压缩的过程中因润滑油的介入可以起到冷却和密封的效果,使得压缩的过程接近等温压缩,不会形成过高的排气温度,这就从理论上可以设置任意压力比,而不需考虑压差和效率问题。目前应用的喷油螺杆压缩机单级的压力比极限为50:1。在应用中,如果压力比大于7:1的时候,会考虑效率问题而采用两级串联的形式。两级串联的喷油螺杆压缩机的转子可安装到一个机壳内,采用喷油制冷,不需要进行级间的冷却。

另外,在运行中无油螺杆压缩机结构复杂,相比而言喷油压缩机就简单了许多,整个腔体内可以有更大的空间对气体进行压缩,提高转子做功的有效功率。直动模式增加了转子的刚性,所以排气压力可以直接作用到转子上,增加了系统的稳定性。利用紧凑的结构和刚性材料的选择,喷油压缩机的工作压力也随之提高。测试与实践中已经可以达到10MPa,从而拓展了应用领域。

2.效率提高

因为压缩机在工作中被喷入了润滑油,所以喷油压缩机在工作中可以隔离压缩腔内的各个泄漏的通道,使得喷油螺杆压缩机的工作效率大大提高。尤其是在处理轻组分的气体时,因为润滑油的密封作用,使其容积效率得到了更好的发挥。应当注意的是,喷油量的增加直接减少了泄漏的量,从而提高了冷却的效果,热的指标效率增加,但是喷油量也不能过大,容易导致搅油损失能力过大,反而容易降低机械效率。因此在实际应用中,油气比例为1%-2% 的情况下,压缩机综合性效率高,在低排气压力的时候取值小而排气压力大则取值适当增加。

3.较好的可靠性和节能性

螺杆压缩机因为结构相对简单,因此本身的易损件也较少。在使用中不需要备用设备,与无油螺杆压缩机相比没有复杂的油封系统,因此其维修间隔时间也随之延长,可靠性也随之增加。在实际应用中,喷油螺杆压缩机可以连续工作几年。在喷油螺杆压缩机的应用中因为滑阀技术的应用,气体压缩过程中可以对压缩机的工作参数进行调节,气量和容量比例的控制可以使其适应更多的工况。作为一种卸载装置,喷油压缩机吸气以及压缩可以进行适当调整,改变工况的技术优势突出了灵活的技术特征可以适应工况复杂的环境,可以使之适应更多的领域。

喷油工艺螺杆压缩机的应用分析

1.螺杆空压机炼油工艺中的应用

炼油的工艺中,对氢气压缩是一个重要的气体处理环节。喷油螺杆压缩机已经被广泛应用在这个工艺中。其压力可以达到10MPa。如氢裂化工艺中,往复压缩机往往用于制氢过程,而离心压缩机则用于循环压缩。在一些小于10MPa的工况下,喷油螺杆压缩机有较好的适应性。因为润滑油的封闭作用,喷油螺杆压缩机可以高效的压缩低分子量的轻质气体。因炼油工艺中的氢气压缩流程可以体现其优势。在加氢处理、汽油柴油脱硫、连续催化重整等工艺中得到应用效果较好。喷油工艺螺杆压缩机在上述工况下完全可以发挥其可靠性和低维护、寿命长等优势,在这些工艺环节中起到很好地工艺性能。

2.螺杆空压机石油化工领域

石油化工中聚乙烯和聚丙烯是两种为基础的原料,二者都是乙烯的衍生物,另外也有一些石油化工装置成产苯丙烷、直链烷基苯、丁二烯、氯乙烯等等化工原料。这些制造工艺中都需要对气体进行压缩与传输。其中聚乙烯和聚丙烯的生产工艺中,在生气的压缩也将喷油螺杆压缩机作为主要的传输和增压装置。

3.螺杆空压机输气工程

喷油螺杆空压机已经被广泛应用到气体开采和传输中。因为在天然气管道增压和气体回收中压力需要达到 4-9MPa。而喷油螺杆压缩机安装体积小,且结构紧凑,可以实现箱式结构,安装费用不高且低维护率可以使之长期工作,维修成本较低。利用燃气轮机和电机驱动的方式也容易实现。尤其是在工作中采用滑阀调节可以适应工况改变带来的影响,节能效果优良,因此适应开采气体的流量和组份波动,所以被应用到气体开采和集输过程中。另外,因为对复杂气体的处理优势,喷油螺杆压缩机还被用于钢铁行业的焦炉煤气的压缩,抗腐蚀性效果突出。

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