壓縮機在煤化工中的應用

常少博(河南省發展燃氣有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

隨著科學技術的進步，煤化工新型裝備的應用也在增加。從煤化工技術生產的角度來看，新型科學技術的應用非常廣泛。壓縮機等新型設備的應用也開始普及，各種煤化工工藝生產過程中所需的功能型設備對提高工藝生產的效率和質量有著重要的效果。其中壓縮機對煤化工的需求和依賴度也日益增加。 壓縮機對煤化工的實用研究有很大價值。 壓縮機作為提供氣源動力的工業現代化的基礎機械，具體作用主要是提供空氣動力、氣體合成和聚合、氣體輸送、冷氣和氣體分離等類別，其中提供氣動力是最廣泛的應用領域，機械制造、石油化工、礦山冶金、服裝紡織、電子電力、醫藥食品等國民經濟的各項重要行業領域的內的完善。

近年來壓縮機研究進展迅速，煤化工裝置循環壓力壓縮機研究也取得了創新進展，實現了完全自主發展。合成氣壓縮機的工作使煤炭產量增加了。從年產10萬噸到60萬噸。壓縮機的研究與應用極大促進了煤化工產業的發展。同樣現代壓縮機轉子系統密封空氣間隙沖擊振動不穩定預測技術及消除技術保證了壓縮機轉子系統的安全性、穩定性和可靠性，允許壓縮機低振動平穩運行。其次新型金屬、塑料集成密封裝置具有耐高溫、腐蝕和低滲漏的優點，大大滿足了該裝置耐高溫、腐蝕和低滲漏的要求。并在很多領域中發揮出特殊的作用，在能源、電氣、化工等方面，可以調整溫度與氣體運輸的重要作用。

1 壓縮機的工作原理與類型

壓縮機機械能在主要功能下增加壓力。壓縮機主要由機體、曲軸、連桿、活塞總成、閥門、軸封、油泵、能量調節器和油循環系統組成。壓縮機是通過氣缸體積的恒定變化來完成增加壓力的工作的。壓縮機實際工作中可能發生的體積和能量損失。壓縮機在曲軸的控制下不斷轉動完成工作，每次轉動都能達到進、壓、排氣的過程。壓縮機制作需要采用到空氣動力學、各種制作工藝流程和制冷劑。氣動壓縮機主要用作機械和自動化設備的動力推進裝置，空氣壓縮機的生產過程主要用于石油、化工和冶金等行業的生產過程。壓縮機種類很多，制冷劑壓縮機壓縮各種獨特的介質氣體壓縮機分類主要按照中華人民共和國國家標準GB4976—1985《壓縮機分類》進行分類[1]。壓縮機是運用氣體能的機器，將發動機的機械能轉化為壓力或動能的裝置，主要是為了增加壓縮介質的壓力和產生壓縮空氣。例如，往復式壓縮機是能為化工管道提供通風的重要設備，其設備最常用于管道輸送。在化工行業管道設計中，如何更有效地使用往復式壓縮機及其相關配件。必須對壓縮機進行更有效地研究。

2 各種壓縮機在煤化工工藝的應用研究

氣動壓縮機主要用于壓縮空氣作為各種機械和自動化裝置的動態驅動設備；工藝中使用的壓縮機主要用于壓縮石油、化工、冶金等行業生產過程中的各種單一或混合平均氣體；冷介質壓縮機用于空調和制冷系統。壓縮機根據工作原理、活動部件結構、排氣壓力范圍和介質進行劃分。

2.1 螺桿式空氣壓縮機

螺桿式空氣壓縮機是旋轉容積壓縮機。螺桿式空氣壓縮機配備了一對旋轉異性轉子的螺旋轉子，逐漸減小它們之間和腔內的體積，允許氣體壓縮和能量傳輸。螺桿空氣壓縮機的基本結構。在油螺桿壓縮機的工作中，大量潤滑油噴灑在壓縮氣體介質中，用于潤滑、密封、冷卻和降低噪聲。螺桿壓縮機沒有同步齒輪，直接旋轉轉子，潤滑軸承、機械密封、閥門螺桿箱技術主要體現在陰陽轉子線型設計加工、軸承設計、調整、潤滑技術、密封性能等方面，轉子型設計加工最為重要。轉子線設計的優缺點可能影響整機的大部分規格，不成熟的轉子線設計會降低同類產品的能耗效率，直接影響螺桿壓縮機的整體性能和使用壽命。隨著“低碳節能”時代的到來，國內企業淘汰高能耗設備與落后工藝增加了礦山、冶金、電子電力及機械制造等行業對螺桿式壓縮機的需求。同時螺桿式壓縮機新技術、新產品不斷涌現，使其應用范圍進一步擴大[2]。

2.2 活塞式空氣壓縮機

活塞式壓縮機是一種常用的體積壓縮機。它將驅動裝置的旋轉運動更改為從曲柄連桿到活塞的往復運動。活塞與氣缸共同構成壓縮機工作室，依靠氣缸內活塞的往復運動，自動打開和關閉進排氣閥門，使氣體能定期進入氣缸工作室，進行壓縮和排放。活塞式壓縮機應用廣泛，可以壓縮包括空氣在內的各種氣體，在不同的工作環境中很少需要改變。活塞式壓縮機的配置可以從低電壓低容量使用的單缸配置到能夠壓縮高壓的多級配置。活塞式空氣壓縮機具有價格便宜、使用方便、壽命長、壓力范圍寬、空氣量調節對壓力的影響小等特點，但活塞式空氣壓縮機的結構復雜，與其他空氣壓縮機相比體積大，消耗部件多，維護費時間。

2.3 離心式壓縮機在煤化工的應用研究

離心壓縮機具有以下優點：

(1)離心壓縮機體積小、重量輕、體積小，不需要占用面積大。

(2)離心壓縮機通過葉輪將機械能轉化為氣體壓力能，允許氣體通過入口壓縮。這種形式的排氣是連續、均勻的，不需要中型罐等裝置。操作可靠，振蕩較小，摩擦件和冷件。

(3)在煤化工過程中，離心壓縮機可以實現無油絕對氣體壓縮，不污染氣體。

同時離心壓縮機也有一些缺點：

(1)離心壓縮機不適合氣體量太小或壓力過大的情況。

(2)離心壓縮機工作雖然相對穩定，但其穩定運行面積略小，經濟性較高。

(3)目前離心壓縮機的效率低于活塞式壓縮機

2.4 往復式壓縮機的應用

往復壓縮機的內部動能是一種壓縮裝置，可改變缸內容積循環，并通過缸內活塞或膜的往復運動來增加壓力和輸送氣體。往復式壓縮機屬于體積壓縮機。其中，根據往復運動運動的零部件也可以分為活塞式壓縮機和隔膜式壓縮機。根據往復式壓縮機的運動原理和實際運行效果，可以通過往復式壓縮機的優缺點來了解往復式壓縮機的優缺點，從中可以了解如何更好地避免往復式壓縮機及其配件的布局根據往復式壓縮機的優勢，往復式壓縮機最突出的位置是其熱效率高，每單位時間能耗最低。其次，往復式壓縮機的加工比較方便，所需材料要求不高，所需資金也很少，也就是說比較便宜。

往復壓縮機裝置系統比較簡單，工人更容易學會操作。往復式壓縮機生產時間很早，制造時間很長，因此往復式壓縮機的生產技術也比較成熟。最后，往復式壓縮機的應用遠遠不止于化工管道，往復式壓縮機設備也可以在很多方面使用。根據以上這些往復式壓縮機的優點可知，在化工管道設計中，往復式壓縮機應安裝在冷卻方便的地方，工人方便操作。往復式壓縮機及其配件更換便捷，因此，往復式壓縮機在各種工業設施中出現應用非常廣泛。盡管往復式壓縮機仍用于大多數化工管路，但今后很可能會出現更好、更高效、更適合化工管路的機器。通過研究進一步表明：往復式壓縮機的附屬設備，雖然所占廠房面積較大，但如果布置安排得當，可以有效的提高其設備的運行的效率，同時還可以保證設備運行的安全。因此在化工管道設計中，合理對往復式壓縮機及其附屬的設備進行布置，是十分有必要，也是十分重要的一個必不可少的步驟。一個化工管道中往復式壓縮和其附屬設備的布置，能最大限度的提高化工管道的效率和安全。

3 壓縮機的運行與維護

將壓縮機應用于煤化工過程時，應進行操作維護工作。操作維護時應遵守下列操作規范：操作人員嚴格按照操作規程操作，定期檢查和維護設備，同時繼續完善壓縮機操作過程中的規定。壓縮機工藝指標應嚴格實施，在定義工藝指標時應考慮到所有條件。在壓縮機潤滑工作室，為了注意潤滑油產品的質量，應使用合格、經過過濾、適合機油壓力的產品。做好壓縮機運行維護工作，嚴格記錄壓縮機的各種運行維護信息，使其實現標準化。

根據往復式壓縮機的不足之處，化學管道中往復式壓縮機也有很多不足之處，不容忽視。例如，最突出的是設備中有很多活動部件，機器內部結構復雜；其次，往復式壓縮機噪聲較高。往復式壓縮機由于之前的設計時間，無法滿足當前的化工管道要求。在往復壓縮機中，活塞環磨損、缸體磨損和皮帶傳動迅速降低工作效率，耐久性不高。往復式壓縮機的控制系統太舊，無法自動化工作，需要專業人員并排操作，不僅如此，往復式壓縮機長時間不能連續運行。

在化工管路設計中，往復式壓縮機每條管路可配備兩個以上，每次操作交替進行，從而使化工管路能夠長期運行。此外，由于其機械噪音高，往復式壓縮機及其配件的位置必須考慮周圍環境，并考慮到在機器外安裝隔音板或類似的東西。因為經常需要工人來修理，所以在維護崗位時也要考慮到工人的便利性。往復式壓縮機需要專業操作，因此也需要考慮運營商的工作場所布局[3]。

4 結語

壓縮機應用在煤化工的設施上還需要考慮到多方面的問題，以全面的角度、全局的眼光，設計出最佳的設計方案，從而提高煤化工管道運輸的效率，使其滿足化工管道運輸的具體需要。其中，壓縮機直接影響后續工業中制冷、分離等工作。但壓縮機應用最重要的是要考慮到安全的問題，所有的設計方案都需要在保證安全的前提下去做進一步的完善。