浅谈提高不凝气压缩机处理能力的措施

朱艳坤（黑龙江省大庆油田化工有限公司东昊分公司油气处理厂，黑龙江　大庆　163312）

浅谈提高不凝气压缩机处理能力的措施

朱艳坤（黑龙江省大庆油田化工有限公司东昊分公司油气处理厂，黑龙江大庆163312）

本文从探索压缩机的工作原理出发，着重分析了往复式不凝气压缩机的吸气量、排气量与其处理能力的关系，并提出了处理措施。

压缩机；工作原理；吸气；排气；处理能力；存在问题；处理措施

压缩机是一种压缩气体提高气体压力或输送气体的机器，广泛地适用于采矿、冶金业、机械制造业、土木工程、石油化工业、制冷与气体分离工程及国防工业。近年来，随着石油化工行业的大型化、集约化，压缩机也在向高压、高速及大容量方向发展。

1　压缩机的工作原理

油气厂使用的VW-6.3/0.2-12型不凝气压缩机为往复式压缩机，往复式压缩机的取名源于活塞的运动方式，也就是说，往复式压缩机是靠活塞往复运动来产生压缩气体的。往复式压缩机主要由气缸、活塞杆、曲轴、吸气阀、排气阀等组成。当电机旋转时，通过曲轴和活塞杆将旋转运动变为往复直线运动，曲轴每转一周，活塞在气缸中往复运动一次，气体压缩机完成吸气、压缩、排气三个过程。

1.1吸气过程

活塞自左向右运动时，缸内形成真空，气体经过滤器和吸气管以压力推开吸气阀，进入气缸。当活塞到达右端时，吸气终了。

1.2压缩过程

吸气终了时活塞处于最右端，由于往复运动转向左行开始压缩空气，吸气阀关闭，缸内容积减少，缸内压力逐渐升高。

1.3排气过程

压缩终了缸内压力升高，达到排气阀的开启压力，活塞继续左行，压缩空气经排气阀进入风包，气缸的工作容积减少到零，活塞到达气缸左端时排气终了。

往复式压缩机压缩气体主要靠上述三个过程，但实际上排气终了时，气缸和活塞之间仍有一定间隙，以防止活塞撞击气缸和气阀，这一间隙的容积称为余隙容积。由于余隙的存在，在排气终了时缸内仍有少量高压气体，当活塞自左向右运动时，排气阀首先关闭，随着缸内容积加大，残存的高压气体膨胀，压力降低，直到缸内压力降到大气压力以下，吸气阀才打开，开始吸气。从排气阀关闭到吸气阀打开的这一过程称为膨胀过程。确切地说，压缩机在实际工作中每一次循环要经历膨胀、吸气、压缩和排气四个过程。

2　如今压缩机存在的问题：

油气厂共有两台不凝气压缩机K101/1、K101/2，从2004年建厂至今，由于设备老化，压缩机效率有所下降，处理量降低，设备故障增多，泄漏点增加，当塔顶压力高时，经常是启两台压缩机，增加了设备的负荷，不利于设备的平稳运行，加大维修量和维修难度。

3　影响压缩机处理能力的因素及改进方法

3.1吸气量

我厂压缩机的设计吸气压力为0.02Mpa，但在实际运行中并没有达到设计值，在同样的吸入条件和状态下，吸入压力越低，对吸气效率的影响越大，这与进气阀的结构形式和阀片的形式有关，我厂采用的是带弹簧片的网状阀，弹簧阀片的打开需要最小压力差，虽然压缩机设计已经考虑了这个因素，但是吸入气流要克服这个最小压差力，方能将气体吸入，在吸入压力低的情况下，影响了压缩机的吸入量，从而影响了压缩机的处理能力。

此外我厂压缩机设计活塞直径相对较小，且长期运行使前置过滤器以及各段出入管路上积碳，导致气体流通面积减小，气体阻力增大，压缩机的功耗也相应增加，造成进气量减少，影响了压缩机的生产能力，使其性能下降。

改进方法：定期对前置过滤器及出入管路积碳部位进行清理，保证进气量。

3.2排气量

往复式压缩机的排气量又称为压缩机的生产能力，通常将压缩机在单位时间内排除的气体体积换算成吸入状态下的数值，所以又称为压缩机的输气量。

影响排气量的因素很多，

由公式排气量

Vh—气缸的行程容积；λv—容积系数；

λt—温度；λp—压力系数；

λu—泄漏系数；n—压缩机的转速

可看出，气缸的行程容积是不会变的，压缩机的、排气量Vd跟λv、λt、λp、λu有着紧密的关系。

（1）容积系数

容积系数对于压缩机的进气量有着很大的影响，由于气缸里有余隙，余隙气体膨胀后占据了部分气缸容积，使得气缸的有效进气容积明显小于气缸的行程容积。

由理论公式可知

当气体的压缩比一定时，余隙系数ε越大，容积系数λ0就越小，压缩机的吸气量也就越少。

改进方法：我们可以通过减小余隙容积，适当的增加排气量，从而增大处理量，增加排气量调整方式是调整一级气缸和二级缸的余隙容积，将余隙缸的活塞向靠近曲轴的方向适当的调整，余隙容积减小，吸气量增大。

（2）温度系数

温度系数表示压缩机吸入气体由于气体吸热体积膨胀而占去了一部分有效体积导致进气量变少的程度。

我厂的不凝气系统流程为：塔顶压力控制在0.01～0.12Mpa之间，温度为110～145℃。塔顶气相经空冷器A-101冷却至20～60℃，再经水冷器E-102冷却至15～50℃，然后进入塔顶回流罐D-103进行气液分离，回流罐分离出的气相经不凝气缓冲罐D-106进行气液分离，分离出的气相进入压缩机K-101和K-102。由于夏季天气炎热或是来油含水时，塔顶水冷器温度经常达不到压缩机性能参数（吸气温度小于40℃），这样大大降低了压缩机的进气量，影响其处理能力。

改进方法：提高气缸内冷却条件，减少气体膨胀，增大吸气量。对我厂循环水进行净化处理，避免压缩机冷却系统管线结垢腐蚀，增大传热面积，能够充分给压缩机气缸降温。

（3）泄漏系数

压缩机泄漏在运行中很常见，在每周一对压缩机做气密试验中，我们经常发现二级缸部分螺栓有漏气现象。由于长期运行，气阀不严密，活塞磨损，不但会影响排气量还会影响压缩机的运行效率。

改进方法：加大巡检力度，密切观察排气压力及温度，发现有泄漏点及时联系维修人员进行处理。

4　结语

综上所述，通过对厂不凝气压缩机处理能力的因素分析，得出了在吸气量、排气量两方面共计4种提升处理能力的方法。

［1］姚玉英等.化工管理（上册）.天津：天津大学出版社，1999.

［2］边宏保，刘兴林.中国西部科技.2009（6）.