石化通用機械現(xiàn)狀及發(fā)展方向
石化通用機械主要包括氣體壓縮機、石化專用泵和閥門等。
氣體壓縮機石化生產(chǎn)裝置中常用的氣體壓縮機有離心式氣體壓縮機和往復(fù)式氣體壓縮機。多年來,我國壓縮機制造業(yè)在引進國外技術(shù),消化吸收和自主開發(fā)基礎(chǔ)上,攻克不少難關(guān),取得重大突破。例如,催化裂化裝置用的主風機和富氣壓縮機、加氫裝置用的循環(huán)氫壓縮機、新氫壓縮機,乙烯三大壓縮機,化肥四大壓縮機組等已大量在石化生產(chǎn)中應(yīng)用。其中,水平剖分式離心壓縮機和軸流式壓縮機制造技術(shù)已接近或達到國際同類產(chǎn)品先進水平,往復(fù)式活塞壓縮機達到國際同類產(chǎn)品水平。
目前,離心式壓縮機的國際發(fā)展方向是壓縮機容量不斷增大、新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器相繼出現(xiàn);高壓和小流量壓縮機產(chǎn)品不斷涌現(xiàn);三元流動理論研究進一步深入,不僅應(yīng)用到葉輪設(shè)計,還發(fā)展到葉片擴壓器靜止元件設(shè)計中,機組效率得到提高;采用噪音防護技術(shù),改善操作環(huán)境等。
國內(nèi)為石化企業(yè)提供壓縮機的制造廠家有十余家,主要有沈陽鼓風股份有限公司、陜西鼓風機(集團)有限公司、上海鼓風機廠等,其中沈陽鼓風機股份有限公司生產(chǎn)的離心壓縮機在國內(nèi)石化壓縮機市場占有率達到50%以上。目前我國的富氣壓縮機進口流量達到81600Nm3/h,功率達7166KW,已用于300萬噸/年催化裂化和延遲焦化裝置;離心式循環(huán)氫壓縮機流量達250000Nm3/h,功率達1600KW,出口壓力達18Mppa,已經(jīng)用于120萬噸/年加氫裂化裝置;裂解氣壓縮機流量達120000Nm3/h,功率達18000KW,已應(yīng)用于3050萬噸/年乙烯裂解裝置;大化肥裝置的空氣壓縮機、天然氣壓縮機、氨壓縮機、二氧化碳壓縮機已應(yīng)用于2030萬噸合成氨裝置;空分裝置的空氣壓縮機流量達到220000Nm3/h,功率達到17580KW,已經(jīng)應(yīng)用于40000Nm3/h空分裝置。陜西鼓風機(集團)有限公司在引進瑞士蘇爾壽公司技術(shù)基礎(chǔ)上,成功設(shè)計制造出170多臺套性能優(yōu)良的軸流壓縮機,其中,60多臺套用于催化裂化裝置的主、備風機。為大連石化公司350萬噸/年催化裂化裝置制造的主風機是目前國內(nèi)石化裝置中最大的軸流壓縮機,流量厲害到300000Nm3/h,功率達到40000KW。
但是,我國離心壓縮機在高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品上還不能滿足國內(nèi)需要,50%左右產(chǎn)品需要進口。另外,在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性上和國外還有差距。隨著石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,我國離心壓縮機在大型化方面將面臨新的課題。
國外往復(fù)式活塞壓縮機發(fā)展方向為大容量、高壓力、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗少、噪聲低、效率高、可塑性好、排氣凈化能力強;普遍采用撬裝無基礎(chǔ),全罩低噪音設(shè)計,大大節(jié)約了安裝、基礎(chǔ)和調(diào)試費用;不斷開發(fā)變工況條件下運行的新型氣閥,使氣閥壽命大大提高;在產(chǎn)品設(shè)計上,應(yīng)用壓縮機熱力學、動力學計算軟件和壓縮機工作過程模擬軟件等,提高計算準確度,通過綜合模擬模型預(yù)測壓縮機在實際工況下的性能參數(shù),以提高新產(chǎn)品開發(fā)的成功率,壓縮機機電一體化得到強化。采用計算機自動控制,自動顯示各項運行參數(shù),實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行狀態(tài),優(yōu)化聯(lián)機運行,運行參數(shù)異常顯示,報警與保護;產(chǎn)品設(shè)計重視工業(yè)設(shè)計和環(huán)境保護,壓縮機外型美觀更加符合環(huán)保要求等。
經(jīng)過20年發(fā)展我國已經(jīng)形成L、D、DZZ、H、M型等數(shù)十個壓縮機系列的數(shù)百種產(chǎn)品。目前,國內(nèi)中小型壓縮機已經(jīng)基本滿足國內(nèi)石化行業(yè)需求,但大型往復(fù)式壓縮機還不能滿足需要。沈陽氣體壓縮機股份有限公司從德國引進了了全套往復(fù)式壓縮機設(shè)計制造技術(shù),在大中型往復(fù)式壓縮機技術(shù)開發(fā)方面已取得突破性進展。1990年,我國研制成功符合現(xiàn)行國際標準的4M50型大型氫氣往復(fù)式壓縮機組,1996年推出6M50型系列氮氫氣壓縮機組,1998年研制成功4M80型系列大型氫氣壓縮機組。往復(fù)式新氫壓縮機容積流量達到34000Nm3/h,活塞壓力達到80KN,出口壓力達到19Mpa,功率達到4000KW,已用于200萬噸/年渣油加氫脫硫裝置。國內(nèi)自行設(shè)計制造的迷宮式壓縮機流量達到980Nm3/h,出口壓力達到3.8Mpq,已經(jīng)用物7萬噸/年聚丙烯裝置。
與國外往復(fù)式壓縮機技術(shù)水平相比,我國的主要差距為基礎(chǔ)理論研究差,產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)能力低,工藝裝備和實驗手段后,產(chǎn)品技術(shù)起點低,規(guī)格品種、效率、制造質(zhì)量可靠性差。另外,技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國內(nèi)需求。
石化專用泵國際石化用泵制造廠主要有瑞士蘇爾壽公司、日本荏原公司、德國KSB公司、美國高斯公司等。石化用泵的發(fā)展方向是大型化,高速化,機電一體化,泵產(chǎn)品成套化、標準化、系列化和通用化;多品種、性能廣、壽命長及可靠性高;泵密封、軸承生產(chǎn)的大型化和專業(yè)化;特別是高溫、低溫和超低溫泵,高速泵,精密計量泵,耐腐蝕泵,輸送粘稠介質(zhì)和帶固體顆粒介質(zhì)泵,以及屏蔽泵的技術(shù)發(fā)展很快。
與國外相比,我國石化用泵在設(shè)計理論,設(shè)計方法上都比較落后,產(chǎn)品開發(fā)多采用仿制和類比的方法,缺乏理論根據(jù)和實驗研究數(shù)據(jù);加工裝備和工藝水平比較落后,加工精度低、生產(chǎn)效率低;產(chǎn)品系列化和通用化程度不高,規(guī)格品種少;泵效率、質(zhì)量和可靠性、密封性能、耐腐蝕性能等方面還有較大差距。目前,我國石化用泵還有不少依賴進口。
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