大型高压往复式压缩机在石化领域的应用发展研究

宋福鹏　徐娜　周阳　潘晓光　李冬宁

摘要：在我国的石化领域中，基本上所有的大型生产设备都是从国外进口的，作为大型石化工艺装置中的关键性设备，大型高压往复式压缩机价格昂贵，且国内无配套的配件供应及维修体系，导致石化工业发展受到较大的影响。实现大型高压往复式压缩机国产化研发制造，根据我国的石化工业生产需求制造出相应的设备，保证设备的质量及相关零部件的供应，建立完善的设备售后服务体系，保证其正常使用与故障维修，对于促进我国石化工业的发展具有积极意义。

关键词：大型高压往复式压缩机；石化领域；应用发展

随着石油化学工业的迅速发展，应用于该领域生产实践中的压缩机生产技术水平也随之不断提高，目前在石化领域中应用比较广泛的机型为大型高压往复式压缩机。往复式压缩机是一种可将一定体积气体通过吸入、排除封闭空间的方式提高其静压力的容积式压缩机，具有热效率高、耗电量小、装置简单、造价低等优点，在炼油工艺装置中，常常使用的大型高压往复式压缩机有新氢压缩机及离心式循环氢压缩机。实现大型高压往复式压缩机的国产化生产制造，对于促进我国石化领域的发展具有重要意义。

1大型高压往复式压缩机研发生产现状

目前能够生产出活塞力超过1250kN的大型往复式压缩机的只有美国、德国、英国、意大利等少数几个西方发达国家，我国石化领域中应用的大型高压往复式压缩机也是从这几个国家进口的，但是就其生产实践情况来说，这些设备虽然造价昂贵，但是在设计上仍然存在较多的缺陷，导致在运行初期就出现一些大型的生产事故。分析了多起由于国外引进的大型高压往复式压缩机故障而引起的生产事故案例之后，发现造成故障的主要因素有以下几点：①安装低于不合理，导致设备零部件结构不合理，重要部位应力集中，引起十字头法兰断裂；②设备选材不科学，导致该部分逐渐过早损坏，继而影响到整个设备的使用寿命。比如说工作压力较高的进口设备选择了球墨铸铁GGG作为活塞体的原材料，导致一级缸套偏磨严重。

在大型高压往复式压缩机的国产化生产过程中，需要借鉴国外的一些设备生产经验，包括其设计方案及选材、工作原理等，以产品设计为例，国内外普遍会采用压缩机动力学及热力学计算软件确定设备的设计参数，再使用压缩机工作过程模拟软件来模拟设计好的设备的工作过程，发现其中是否存在什么问题，不断完善设计方案。但是在实际生产过程中，需要综合考虑到产品的造价及实际生产需求，根据我国石化工艺装置的研发经验来改进设备的设计参数，优化设备运行状态。

2大型高压往复式压缩机国产化研发技术要点

2.1设计要点

大型高压往复式压缩机的设计要点包括以下几个：①主要零部件的设计，采用ANSYS等计算机有限元分析软件计算设备主要零部件（比如曲轴、曲轴箱、活塞体、十字头等）的受力，设置合理的部件参数，选择合适的原材料；②主要连接部位螺栓的设计，反复计算这些部位的预应力，选择较为先进的生产制造工艺，采用加温伸长或者是液压拉伸的方式对螺纹进行预紧紧固，保证螺纹分布均匀，从而使得连接部位在设备运行过程中均匀受力，避免发生应力集中现象；③整体结构设计，根据整体结构的力学分析以及设备使用的便利性来设计其结构；④安全性，设备的运行安全是设计师必须考虑的问题，应该对设备的气体管道体系进行脉动分析，对压缩机轴系进行扭振分析，确保设备的性能。

2.2完善生產及售后体系

在设备的生产过程中，应该要确保原材料的质量及生产工艺，确保整体设备的性能及运行效率，同时需要生产足够的配套零部件，尤其是易损坏的主要零部件，保证大型石化工艺装置的供货周期，同时根据生产实际要求不断提高生产制造水平，完善生产体系。在新研发的大型高压往复式压缩机应用于生产实践时，应该制定出相应的使用流程及日常养护维修工作流程，培养出专门的技术型人才，保证设备的正常运转，根据设备在运行时的一些小问题及时发现损坏的零部件或者是故障环节，及时排除故障。作为石化领域中的关键性大型生产设备，如果压缩机机组长时间故障，无法及时修复，将会造成非计划停产，因此必须加强设备的使用及检修管理，保证设备的正常运转，确保石化工业生产效益。

3结语

大型高压式往复机作为石化领域工艺装置中的关键性技术设备，造价昂贵，且由于都是从国外进口，国内贸易相关的售后服务体系，所以一旦设备发生故障，维修过程较为复杂，造成非计划停产，严重影响到石化工业生产效益目。为了摆脱这一局面，我国众多相关研究领域的科学家正致力于大型高压往复式压缩机的研发制造，希望能够在近几年内生产出符合我国生产实践需求的高技术设备，同时建立起相关的售后维修技术体系，培养设备的使用及维修人才，保证国产设备能够满足生产需求，正常运行，确保石化工业生产体系的正常运转。