淺談提高不凝氣壓縮機處理能力的措施

朱艷坤（黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊分公司油氣處理廠，黑龍江　大慶　163312）

淺談提高不凝氣壓縮機處理能力的措施

朱艷坤（黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊分公司油氣處理廠，黑龍江大慶163312）

本文從探索壓縮機的工作原理出發，著重分析了往復式不凝氣壓縮機的吸氣量、排氣量與其處理能力的關系，并提出了處理措施。

壓縮機；工作原理；吸氣；排氣；處理能力；存在問題；處理措施

壓縮機是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機器，廣泛地適用于采礦、冶金業、機械制造業、土木工程、石油化工業、制冷與氣體分離工程及國防工業。近年來，隨著石油化工行業的大型化、集約化，壓縮機也在向高壓、高速及大容量方向發展。

1　壓縮機的工作原理

油氣廠使用的VW-6.3/0.2-12型不凝氣壓縮機為往復式壓縮機，往復式壓縮機的取名源于活塞的運動方式，也就是說，往復式壓縮機是靠活塞往復運動來產生壓縮氣體的。往復式壓縮機主要由氣缸、活塞桿、曲軸、吸氣閥、排氣閥等組成。當電機旋轉時，通過曲軸和活塞桿將旋轉運動變為往復直線運動，曲軸每轉一周，活塞在氣缸中往復運動一次，氣體壓縮機完成吸氣、壓縮、排氣三個過程。

1.1吸氣過程

活塞自左向右運動時，缸內形成真空，氣體經過濾器和吸氣管以壓力推開吸氣閥，進入氣缸。當活塞到達右端時，吸氣終了。

1.2壓縮過程

吸氣終了時活塞處于最右端，由于往復運動轉向左行開始壓縮空氣，吸氣閥關閉，缸內容積減少，缸內壓力逐漸升高。

1.3排氣過程

壓縮終了缸內壓力升高，達到排氣閥的開啟壓力，活塞繼續左行，壓縮空氣經排氣閥進入風包，氣缸的工作容積減少到零，活塞到達氣缸左端時排氣終了。

往復式壓縮機壓縮氣體主要靠上述三個過程，但實際上排氣終了時，氣缸和活塞之間仍有一定間隙，以防止活塞撞擊氣缸和氣閥，這一間隙的容積稱為余隙容積。由于余隙的存在，在排氣終了時缸內仍有少量高壓氣體，當活塞自左向右運動時，排氣閥首先關閉，隨著缸內容積加大，殘存的高壓氣體膨脹，壓力降低，直到缸內壓力降到大氣壓力以下，吸氣閥才打開，開始吸氣。從排氣閥關閉到吸氣閥打開的這一過程稱為膨脹過程。確切地說，壓縮機在實際工作中每一次循環要經歷膨脹、吸氣、壓縮和排氣四個過程。

2　如今壓縮機存在的問題：

油氣廠共有兩臺不凝氣壓縮機K101/1、K101/2，從2004年建廠至今，由于設備老化，壓縮機效率有所下降，處理量降低，設備故障增多，泄漏點增加，當塔頂壓力高時，經常是啟兩臺壓縮機，增加了設備的負荷，不利于設備的平穩運行，加大維修量和維修難度。

3　影響壓縮機處理能力的因素及改進方法

3.1吸氣量

我廠壓縮機的設計吸氣壓力為0.02Mpa，但在實際運行中并沒有達到設計值，在同樣的吸入條件和狀態下，吸入壓力越低，對吸氣效率的影響越大，這與進氣閥的結構形式和閥片的形式有關，我廠采用的是帶彈簧片的網狀閥，彈簧閥片的打開需要最小壓力差，雖然壓縮機設計已經考慮了這個因素，但是吸入氣流要克服這個最小壓差力，方能將氣體吸入，在吸入壓力低的情況下，影響了壓縮機的吸入量，從而影響了壓縮機的處理能力。

此外我廠壓縮機設計活塞直徑相對較小，且長期運行使前置過濾器以及各段出入管路上積碳，導致氣體流通面積減小，氣體阻力增大，壓縮機的功耗也相應增加，造成進氣量減少，影響了壓縮機的生產能力，使其性能下降。

改進方法：定期對前置過濾器及出入管路積碳部位進行清理，保證進氣量。

3.2排氣量

往復式壓縮機的排氣量又稱為壓縮機的生產能力，通常將壓縮機在單位時間內排除的氣體體積換算成吸入狀態下的數值，所以又稱為壓縮機的輸氣量。

影響排氣量的因素很多，

由公式排氣量

Vh—氣缸的行程容積；λv—容積系數；

λt—溫度；λp—壓力系數；

λu—泄漏系數；n—壓縮機的轉速

可看出，氣缸的行程容積是不會變的，壓縮機的、排氣量Vd跟λv、λt、λp、λu有著緊密的關系。

（1）容積系數

容積系數對于壓縮機的進氣量有著很大的影響，由于氣缸里有余隙，余隙氣體膨脹后占據了部分氣缸容積，使得氣缸的有效進氣容積明顯小于氣缸的行程容積。

由理論公式可知

當氣體的壓縮比一定時，余隙系數ε越大，容積系數λ0就越小，壓縮機的吸氣量也就越少。

改進方法：我們可以通過減小余隙容積，適當的增加排氣量，從而增大處理量，增加排氣量調整方式是調整一級氣缸和二級缸的余隙容積，將余隙缸的活塞向靠近曲軸的方向適當的調整，余隙容積減小，吸氣量增大。

（2）溫度系數

溫度系數表示壓縮機吸入氣體由于氣體吸熱體積膨脹而占去了一部分有效體積導致進氣量變少的程度。

我廠的不凝氣系統流程為：塔頂壓力控制在0.01～0.12Mpa之間，溫度為110～145℃。塔頂氣相經空冷器A-101冷卻至20～60℃，再經水冷器E-102冷卻至15～50℃，然后進入塔頂回流罐D-103進行氣液分離，回流罐分離出的氣相經不凝氣緩沖罐D-106進行氣液分離，分離出的氣相進入壓縮機K-101和K-102。由于夏季天氣炎熱或是來油含水時，塔頂水冷器溫度經常達不到壓縮機性能參數（吸氣溫度小于40℃），這樣大大降低了壓縮機的進氣量，影響其處理能力。

改進方法：提高氣缸內冷卻條件，減少氣體膨脹，增大吸氣量。對我廠循環水進行凈化處理，避免壓縮機冷卻系統管線結垢腐蝕，增大傳熱面積，能夠充分給壓縮機氣缸降溫。

（3）泄漏系數

壓縮機泄漏在運行中很常見，在每周一對壓縮機做氣密試驗中，我們經常發現二級缸部分螺栓有漏氣現象。由于長期運行，氣閥不嚴密，活塞磨損，不但會影響排氣量還會影響壓縮機的運行效率。

改進方法：加大巡檢力度，密切觀察排氣壓力及溫度，發現有泄漏點及時聯系維修人員進行處理。

4　結語

綜上所述，通過對廠不凝氣壓縮機處理能力的因素分析，得出了在吸氣量、排氣量兩方面共計4種提升處理能力的方法。

［1］姚玉英等.化工管理（上冊）.天津：天津大學出版社，1999.

［2］邊宏保，劉興林.中國西部科技.2009（6）.