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噴油工藝螺桿壓縮機特征分析和應用分析

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2019-04-01 09:37【

螺桿空壓機有兩種,噴油和無油。最早在工藝流程中應用的是無油型。上世紀末噴油螺桿壓縮機從制冷和空氣壓縮機領域拓展到工藝領域中。噴油螺桿壓縮機在技術上得到了進一步發展,同時也成為壓縮機發展的重要方向之一。

在一些領域,無油形式的壓縮機取代了離心壓縮機成為大型氣體工藝設備的主要設備;另一些領域,噴油螺桿壓縮機則利用自身的高壓比、排氣性等優勢獲得了用武之地,替代往復式壓縮機,輔助氣體加工工藝提高效率。

噴油工藝螺桿壓縮機的特征分析

無油螺桿空壓機與噴油螺桿空壓機之間的差異在于,轉子接觸形式的不同,噴油螺桿壓縮機的轉子之間是完全接觸的,陽轉子在工作中負責傳動,而陰轉子則為被動運行。工作中噴油壓縮機的直接依靠傳動軸承提供動力,并在運行中加入潤滑油,形成一種直動模式。省去了無油壓縮機中特有的結果,因在運行中所體現的特征和性能區別于無油壓縮機,且可以利用特殊設計的滑閥來控制內部空間的比例而提高效率,具體特征如下:

1.高壓比和高排氣壓

因為噴油螺桿的設置沒有多余容積,在壓縮的過程中因潤滑油的介入可以起到冷卻和密封的效果,使得壓縮的過程接近等溫壓縮,不會形成過高的排氣溫度,這就從理論上可以設置任意壓力比,而不需考慮壓差和效率問題。目前應用的噴油螺桿壓縮機單級的壓力比極限為50:1。在應用中,如果壓力比大于7:1的時候,會考慮效率問題而采用兩級串聯的形式。兩級串聯的噴油螺桿壓縮機的轉子可安裝到一個機殼內,采用噴油制冷,不需要進行級間的冷卻。

另外,在運行中無油螺桿壓縮機結構復雜,相比而言噴油壓縮機就簡單了許多,整個腔體內可以有更大的空間對氣體進行壓縮,提高轉子做功的有效功率。直動模式增加了轉子的剛性,所以排氣壓力可以直接作用到轉子上,增加了系統的穩定性。利用緊湊的結構和剛性材料的選擇,噴油壓縮機的工作壓力也隨之提高。測試與實踐中已經可以達到10MPa,從而拓展了應用領域。

2.效率提高

因為壓縮機在工作中被噴入了潤滑油,所以噴油壓縮機在工作中可以隔離壓縮腔內的各個泄漏的通道,使得噴油螺桿壓縮機的工作效率大大提高。尤其是在處理輕組分的氣體時,因為潤滑油的密封作用,使其容積效率得到了更好的發揮。應當注意的是,噴油量的增加直接減少了泄漏的量,從而提高了冷卻的效果,絕對熱的指標效率增加,但是噴油量也不能過大,容易導致攪油損失能力過大,反而容易降低機械效率。因此在實際應用中,油氣比例為1%-2% 的情況下,壓縮機綜合性效率最高,在低排氣壓力的時候取值小而排氣壓力大則取值適當增加。

3.較好的可靠性和節能性

螺桿壓縮機因為結構相對簡單,因此本身的易損件也較少。在使用中不需要備用設備,與無油螺桿壓縮機相比沒有復雜的油封系統,因此其維修間隔時間也隨之延長,可靠性也隨之增加。在實際應用中,噴油螺桿壓縮機可以連續工作幾年。在噴油螺桿壓縮機的應用中因為滑閥技術的應用,氣體壓縮過程中可以對壓縮機的工作參數進行調節,氣量和容量比例的控制可以使其適應更多的工況。作為一種卸載裝置,噴油壓縮機吸氣以及壓縮可以進行適當調整,改變工況的技術優勢突出了靈活的技術特征可以適應工況復雜的環境,可以使之適應更多的領域。

噴油工藝螺桿壓縮機的應用分析

1.螺桿空壓機煉油工藝中的應用

煉油的工藝中,對氫氣壓縮是一個重要的氣體處理環節。噴油螺桿壓縮機已經被廣泛應用在這個工藝中。其壓力可以達到10MPa。如氫裂化工藝中,往復壓縮機往往用于制氫過程,而離心壓縮機則用于循環壓縮。在一些小于10MPa的工況下,噴油螺桿壓縮機有較好的適應性。因為潤滑油的封閉作用,噴油螺桿壓縮機可以高效的壓縮低分子量的輕質氣體。因煉油工藝中的氫氣壓縮流程可以體現其優勢。在加氫處理、汽油柴油脫硫、連續催化重整等工藝中得到應用效果較好。噴油工藝螺桿壓縮機在上述工況下完全可以發揮其可靠性和低維護、壽命長等優勢,在這些工藝環節中起到很好地工藝性能。

2.螺桿空壓機石油化工領域

石油化工中聚乙烯和聚丙烯是兩種最為基礎的原料,二者都是乙烯的衍生物,另外也有一些石油化工裝置成產苯丙烷、直鏈烷基苯、丁二烯、氯乙烯等等化工原料。這些制造工藝中都需要對氣體進行壓縮與傳輸。其中聚乙烯和聚丙烯的生產工藝中,在生氣的壓縮也將噴油螺桿壓縮機作為主要的傳輸和增壓裝置。

3.螺桿空壓機輸氣工程

噴油螺桿空壓機已經被廣泛應用到氣體開采和傳輸中。因為在天然氣管道增壓和氣體回收中壓力需要達到 4-9MPa。而噴油螺桿壓縮機安裝體積小,且結構緊湊,可以實現箱式結構,安裝費用不高且低維護率可以使之長期工作,維修成本較低。利用燃氣輪機和電機驅動的方式也容易實現。尤其是在工作中采用滑閥調節可以適應工況改變帶來的影響,節能效果優良,因此適應開采氣體的流量和組份波動,所以被應用到氣體開采和集輸過程中。另外,因為對復雜氣體的處理優勢,噴油螺桿壓縮機還被用于鋼鐵行業的焦爐煤氣的壓縮,抗腐蝕性效果突出。

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