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《壓縮機》雜志與(yu)壓縮機網同(tong)步推
1、前言
1994年前后(hou)，有些化工(gong)廠缺乏高密封要求的(de)特殊氣(qi)體壓縮機，由于找不到合適的(de)壓縮機，這(zhe)些化工(gong)廠的(de)職工(gong)不得(de)不在環境相當惡劣的(de)工(gong)況下(xia)從事壓縮機操作(zuo)和(he)修(xiu)理工(gong)作(zuo)，他們承受(shou)著(zhu)身體被損(sun)害的(de)危(wei)險，無畏而又無奈。
2、氯乙烯壓縮機密封改(gai)造
例(li)如：有(you)(you)一個化工(gong)廠，生產氯(lv)乙烯，由于歷(li)史原因(yin)，他(ta)們一直(zhi)用普通的L型空(kong)氣(qi)壓(ya)縮機壓(ya)縮氯(lv)乙烯氣(qi)體，由于活塞桿填料密封有(you)(you)漏氣(qi)現象(xiang)，壓(ya)縮機站的環境中會有(you)(you)氯(lv)乙烯氣(qi)體逸(yi)出。因(yin)為氯(lv)乙烯氣(qi)體對(dui)人體肝臟的損傷比(bi)較嚴重，該化工(gong)廠規定：正(zheng)常的氯(lv)乙烯氣(qi)體壓(ya)縮機操(cao)作(zuo)工(gong)三年必須調崗。
該化工廠技術人(ren)員了(le)解到筆者(zhe)可以幫助他們(men)解決(jue)(jue)問(wen)題，以期尋求解決(jue)(jue)的(de)(de)辦法(fa)。筆者(zhe)分析了(le)解該壓縮機(ji)漏氣的(de)(de)情況后，決(jue)(jue)定(ding)用130千瓦的(de)(de)4LW無(wu)油(you)空氣壓縮機(ji)為基(ji)礎，研制(zhi)高(gao)密封(feng)要(yao)求的(de)(de)氯(lv)乙烯氣體壓縮機(ji)。
設計的首要工作(zuo)是(shi)把(ba)壓縮機(ji)中(zhong)體(ti)封閉，使從填(tian)料漏(lou)(lou)出的氯乙烯氣(qi)體(ti)不再漏(lou)(lou)入(ru)大氣(qi)。但(dan)是(shi)，從活塞桿漏(lou)(lou)入(ru)中(zhong)體(ti)的氯乙烯氣(qi)體(ti)會集(ji)聚，漏(lou)(lou)氣(qi)到(dao)一定量值時，會通過曲(qu)軸箱而漏(lou)(lou)入(ru)大氣(qi)。
下一個解決問題的(de)關(guan)鍵是把(ba)漏(lou)入中體(ti)的(de)氯(lv)乙烯(xi)(xi)氣(qi)(qi)體(ti)抽(chou)走。如(ru)何抽(chou)吸走這些(xie)氯(lv)乙烯(xi)(xi)氣(qi)(qi)體(ti)？作者做為設計負(fu)責人冥思苦想，既要抽(chou)走泄漏(lou)出的(de)氯(lv)乙烯(xi)(xi)氣(qi)(qi)體(ti)，還要回(hui)(hui)收這些(xie)氣(qi)(qi)體(ti)，同(tong)時又不得將漏(lou)出的(de)聚乙烯(xi)(xi)氣(qi)(qi)體(ti)與空氣(qi)(qi)混合(he)回(hui)(hui)收。
經過(guo)認(ren)真考慮，作者擬在壓(ya)縮機(ji)進(jin)氣口(kou)加一(yi)類似噴(pen)(pen)射泵的噴(pen)(pen)射管(guan)。把壓(ya)縮機(ji)吸氣管(guan)設計(ji)成(cheng)弱的噴(pen)(pen)嘴，壓(ya)縮機(ji)吸氣管(guan)置于一(yi)個特定的低(di)壓(ya)箱中。從壓(ya)縮機(ji)兩個中體(ti)處引16mm不(bu)銹鋼(gang)管(guan)與噴(pen)(pen)嘴外部的低(di)壓(ya)箱連接。
作者自己詳細的計(ji)算了所(suo)需負壓和噴嘴形(xing)狀尺(chi)寸(cun)，并要求設計(ji)成(cheng)漏氣(qi)回收裝(zhuang)置。經設計(ji)、加工到總裝(zhuang)、廠內試車。隨后化工廠按要求構筑壓縮機基(ji)礎，安(an)(an)裝(zhuang)所(suo)需管道，并安(an)(an)裝(zhuang)壓縮機。
在使用(yong)現場(chang)，作(zuo)者又(you)在16mm不銹鋼管中(zhong)間加了旋塞閥，以便保持較佳(jia)的回收效(xiao)果。經試(shi)用(yong)，回收效(xiao)果確(que)實不錯(cuo)。壓(ya)縮機廠(chang)房再(zai)也不用(yong)受氯乙烯氣(qi)體泄漏的威脅，化(hua)工廠(chang)很滿意(yi)。該化(hua)工廠(chang)總經理(li)還(huan)希望作(zuo)者當他們的顧問。
由于漏(lou)氣回收裝(zhuang)置是動態起(qi)作用，在壓(ya)縮機(ji)起(qi)動前，氯乙烯進氣管(guan)(guan)道閥(fa)門(men)要關閉(bi)，壓(ya)縮機(ji)停機(ji)后(hou)，排氣管(guan)(guan)路閥(fa)門(men)亦應關閉(bi)，防止(zhi)回收噴嘴無(wu)流(liu)速時，回收裝(zhuang)置會無(wu)回收動力，導(dao)致氯乙烯氣體(ti)經16mm不(bu)銹鋼管(guan)(guan)和壓(ya)縮機(ji)填料漏(lou)入曲軸箱和周(zhou)圍大氣。
這(zhe)(zhe)套裝置在用(yong)戶處(chu)一(yi)直使用(yong)到搬遷(qian)。2010年后，有些(xie)螺(luo)桿壓(ya)縮(suo)機(ji)公司才開發了螺(luo)桿氯乙烯壓(ya)縮(suo)機(ji)，這(zhe)(zhe)是15年的后話。
3、二氧化硫(liu)螺桿壓縮機密封
二氧(yang)化硫(liu)螺桿壓縮機是一種特殊(shu)氣體(ti)壓縮機，密(mi)封(feng)性要求很(hen)高。
壽光市原來(lai)有一(yi)(yi)個磷肥廠(chang)(chang)，他們(men)苦于找不到合(he)適的二(er)氧化(hua)硫(liu)壓縮機(ji)而苦惱。作(zuo)者覺得(de)解決用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)是(shi)(shi)壓縮機(ji)廠(chang)(chang)不可推卸(xie)的責任，應該(gai)(gai)急用(yong)戶(hu)所(suo)急，想辦法盡(jin)量滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)的需(xu)求(qiu)。用(yong)戶(hu)還告(gao)訴我們(men)，二(er)氧化(hua)硫(liu)很刺鼻，假如有一(yi)(yi)滴二(er)氧化(hua)硫(liu)液體滴到地上，就會冒出一(yi)(yi)堆白煙(yan)。意思是(shi)(shi)說：該(gai)(gai)壓縮機(ji)密(mi)封性一(yi)(yi)定(ding)要好。
作(zuo)者(zhe)考慮：根據用(yong)戶(hu)(hu)的(de)(de)氣(qi)量(liang)(liang)和密(mi)(mi)封性要求，選(xuan)用(yong)螺桿壓縮(suo)(suo)機(ji)較為合適。于是和設計人員一起，按照作(zuo)者(zhe)的(de)(de)思(si)路(lu)，以(yi)5m3/min的(de)(de)螺桿空氣(qi)壓縮(suo)(suo)機(ji)螺桿為基(ji)礎(chu)，在(zai)壓縮(suo)(suo)機(ji)軸伸側(ce)增加油(you)浴機(ji)械密(mi)(mi)封，經(jing)過作(zuo)者(zhe)和其他(ta)設計人員的(de)(de)共同(tong)努力，完(wan)成(cheng)了(le)圖紙(zhi)設計。為了(le)解決密(mi)(mi)封的(de)(de)可靠性，作(zuo)者(zhe)親自到上(shang)海有(you)關密(mi)(mi)封件公司考察，挑選(xuan)并(bing)采購設計和制(zhi)(zhi)造(zao)質量(liang)(liang)過硬的(de)(de)機(ji)械密(mi)(mi)封。在(zai)解決了(le)設計和制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)(de)接口(kou)問題后(hou)，進入試(shi)制(zhi)(zhi)過程。裝成(cheng)二氧化硫氣(qi)體壓縮(suo)(suo)機(ji)，并(bing)投入試(shi)驗。在(zai)產品試(shi)驗站經(jing)過空氣(qi)試(shi)車后(hou)并(bing)經(jing)過廠(chang)內試(shi)驗，認為密(mi)(mi)封性能可靠，可以(yi)發往用(yong)戶(hu)(hu)。
為了在實際(ji)使用(yong)環(huan)境考(kao)(kao)察該(gai)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)的(de)性能，特別考(kao)(kao)察其密封性能，作者和用(yong)戶(hu)(hu)溝通(tong)后(hou)，把(ba)該(gai)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)運往用(yong)戶(hu)(hu)。用(yong)戶(hu)(hu)較快的(de)把(ba)該(gai)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)安裝(zhuang)連接完畢，并進行安裝(zhuang)試車。經(jing)過實驗驗證，證明該(gai)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)設計(ji)和制(zhi)造質量(liang)完全(quan)符合用(yong)戶(hu)(hu)要求。該(gai)二氧(yang)化硫氣(qi)體螺桿壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)經(jing)一(yi)段時間(jian)實際(ji)使用(yong)后(hou)，得到用(yong)戶(hu)(hu)的(de)贊(zan)賞。用(yong)戶(hu)(hu)說：“墻(qiang)上的(de)管道閥門有時還有點漏(lou)氣(qi)，但該(gai)二氧(yang)化硫氣(qi)體壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)硬是一(yi)點不漏(lou)。”
4、氯甲烷氣體(ti)壓縮(suo)機治理
2008年時，山東有一家氯化工原料公司，其有6臺不(bu)同規格的(de)氯甲烷(wan)氣體壓(ya)縮(suo)機，分布在(zai)氯烴1、氯烴2和(he)氯烴3三個車間。這種活(huo)塞式氯甲烷(wan)壓(ya)縮(suo)機的(de)活(huo)塞桿(gan)壽(shou)命不(bu)超過2個月。雖然活(huo)塞桿(gan)摩擦面涂覆(fu)(fu)有陶瓷(ci)層(ceng)，希望陶瓷(ci)層(ceng)能承受強力摩擦，而(er)且涂覆(fu)(fu)陶瓷(ci)層(ceng)的(de)活(huo)塞桿(gan)價(jia)格昂貴，但氯甲烷(wan)壓(ya)縮(suo)機活(huo)塞桿(gan)表(biao)面還是會在(zai)不(bu)到2個月（有時1個半月）后，就磨成一道一道深(shen)溝，涂層(ceng)部分發生脫落，導致活(huo)塞桿(gan)表(biao)面拉傷漏氣嚴重。
氯甲烷壓縮(suo)機拆卸安(an)裝都(dou)比(bi)較(jiao)麻煩，有時(shi)由于氯甲烷泄漏嚴重，維護人(ren)員都(dou)無(wu)法靠近，換活塞(sai)桿時(shi)，維修人(ren)員須帶防毒(du)面具操作。
2008年8月(yue)5日，在(zai)(zai)氯(lv)烴三車(che)間修(xiu)理LW-8/2.8-9.55A氯(lv)甲(jia)烷壓(ya)縮(suo)機填料(liao)(liao)(liao)時，作(zuo)者在(zai)(zai)他們的填料(liao)(liao)(liao)盒(he)內、聚四氟乙烯密封環(huan)周圍空隙中，加入自(zi)己研制的SL特抗磨(mo)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)潤滑脂(zhi)。該(gai)活塞(sai)桿(gan)與填料(liao)(liao)(liao)使用(yong)(yong)了4～6個(ge)月(yue)才更換(huan)。過去該(gai)壓(ya)縮(suo)機填料(liao)(liao)(liao)漏氣是(shi)最大問(wen)題，現(xian)在(zai)(zai)車(che)間已感到(dao)比較滿意。以后配件供應商(shang)將(jiang)活塞(sai)桿(gan)材料(liao)(liao)(liao)換(huan)成(cheng)3Cr13活塞(sai)桿(gan)，在(zai)(zai)填料(liao)(liao)(liao)密封環(huan)四周和填料(liao)(liao)(liao)盒(he)中同樣加入SL特抗磨(mo)修(xiu)復塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)潤滑脂(zhi)后，活塞(sai)桿(gan)不用(yong)(yong)涂覆(fu)陶(tao)瓷(ci)層(ceng)仍(reng)也可用(yong)(yong)6個(ge)月(yue)。該(gai)活塞(sai)桿(gan)經涂覆(fu)陶(tao)瓷(ci)層(ceng)后，在(zai)(zai)安裝時填加SL特抗磨(mo)修(xiu)復塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)潤滑脂(zhi)后，最長用(yong)(yong)了一年多(duo)也未失效。
由于氯烴生(sheng)產(chan)的(de)特殊(shu)性、工廠習慣、氯烴產(chan)品的(de)旺銷(xiao)勢頭，以及氯甲烷(wan)(wan)氣體的(de)特殊(shu)性決(jue)定，化工廠仍(reng)在使用活塞式氯甲烷(wan)(wan)壓(ya)縮機(ji)。目(mu)前，尚未看見有合適的(de)回轉式氯甲烷(wan)(wan)壓(ya)縮機(ji)問(wen)世。
當然，這種替代是必(bi)然的，就要看(kan)壓縮(suo)機廠家如何研制(zhi)和試(shi)用。
5、隔(ge)膜和液環壓縮機(ji)密(mi)封性討論(lun)
對于有高(gao)密封要求的(de)特殊氣體來說，隔膜壓(ya)縮機和(he)液環壓(ya)縮機對小型用氣客戶是比(bi)較適合的(de)。
隔膜式壓(ya)縮機適于壓(ya)縮高純(chun)度、稀(xi)有(you)、貴重、易(yi)燃易(yi)爆、有(you)毒有(you)害、具(ju)有(you)腐(fu)蝕性的(de)氣(qi)(qi)體介(jie)質、氧氣(qi)(qi)以及高壓(ya)氣(qi)(qi)體等場合(he)。在大型(xing)(xing)化工公司、大型(xing)(xing)石(shi)油化工流(liu)程均有(you)應用。
隔(ge)膜壓縮機可壓縮輸送(song)諸(zhu)如：氮氣(qi)(qi)、氦氣(qi)(qi)、醫院呼吸(xi)氣(qi)(qi)體、一氧化(hua)二氮、二氧化(hua)碳、氖氣(qi)(qi)、氬氣(qi)(qi)、六氟(fu)化(hua)硫氣(qi)(qi)體、一氧化(hua)碳、氫氣(qi)(qi)、乙烯、重氫、天然(ran)氣(qi)(qi)、液化(hua)石油天然(ran)氣(qi)(qi)、制冷劑、滅火劑、烷烴(jing)類氣(qi)(qi)體等。
隔(ge)膜壓縮機適(shi)合于(yu)小型(xing)高密封要求的特殊氣體應(ying)用領域，其流量范圍可以從0.1到680立方米/小時，最大出口(kou)壓力可達50MPa。
上(shang)世紀，機(ji)(ji)(ji)械部為(wei)北京第一(yi)通(tong)用(yong)機(ji)(ji)(ji)械廠從法國Henri Corblin引進(jin)(jin)了一(yi)臺隔(ge)膜(mo)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)，從第一(yi)臺仿(fang)制法國的隔(ge)膜(mo)式高壓壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)開始，我(wo)國的隔(ge)膜(mo)式壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)開始起步。經隔(ge)膜(mo)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)工作者的努力。我(wo)國制造隔(ge)膜(mo)式壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)的企業已經形成了一(yi)定(ding)的產(chan)業規模。隔(ge)膜(mo)式壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)生(sheng)產(chan)能力和(he)產(chan)品水(shui)平業已達到世界先進(jin)(jin)水(shui)平，一(yi)些國產(chan)隔(ge)膜(mo)壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)完全可以替(ti)代(dai)進(jin)(jin)口(kou)產(chan)品。
隔(ge)膜壓(ya)縮(suo)機由于(yu)余隙容積小，單(dan)級壓(ya)縮(suo)比高(gao)，每級的壓(ya)縮(suo)比最高(gao)可達到(dao)15：1。隔(ge)膜壓(ya)縮(suo)機無泄漏，耐腐蝕(shi)，具有獨特的泄漏檢測體系。
氦(hai)氣壓縮機(ji)基本都用(yong)隔(ge)膜(mo)壓縮機(ji)，由于我國貧氦(hai)，液氦(hai)從加拿大(da)進口(kou)，由有關氣體公司分(fen)送到(dao)氦(hai)氣站(zhan)儲存后再分(fen)發。
北京重大(da)活動(dong)放(fang)的(de)氣球都是充(chong)氦。核(he)磁共振使用超(chao)導，一(yi)般也需充(chong)氦，而隔膜壓(ya)縮機正是用來(lai)壓(ya)送氦氣的(de)。
國內現在有兩列對稱平衡4膜(mo)頭隔膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機，最(zui)大功(gong)率可達90千瓦。兩列對稱平衡8噸活塞力增(zeng)壓(ya)(ya)(ya)隔膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機的最(zui)大功(gong)率可達110千瓦。
上世紀，北歐(ou)曾有(you)一個大的隔(ge)膜(mo)(mo)壓縮(suo)機(ji)公(gong)司，他們可以生(sheng)產4列(lie)對稱平衡型隔(ge)膜(mo)(mo)壓縮(suo)機(ji)。現有(you)的國內(nei)隔(ge)膜(mo)(mo)壓縮(suo)機(ji)公(gong)司中，少有(you)能看到那么(me)大的隔(ge)膜(mo)(mo)壓縮(suo)機(ji)。
核工(gong)業(ye)由(you)于考慮安全因素(su)，使用了(le)較多的隔膜壓(ya)縮機。
現如今隔(ge)膜材(cai)料主要是316L不銹鋼(gang)和有機(ji)材(cai)料。最(zui)常用的是316L不銹鋼(gang)，其抗拉(la)強度為 σb (MPa)：≥480。
同(tong)樣液環(huan)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機隔(ge)膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機適合(he)(he)于壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)小型(xing)高密封要求的(de)特殊氣體。特別(bie)適合(he)(he)于壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)氯氣及含氯氣體。在化工行業的(de)裝置中，有不少液環(huan)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)機在運行，而且大有擴展之勢。
現在國內有幾家(jia)水環泵(beng)和(he)液環壓縮機公司(si)，產品種類較多。原(yuan)來淄(zi)博有一(yi)家(jia)真空泵(beng)廠，和(he)西門子合資生產水環泵(beng)和(he)壓縮機。
GardnerDenver在(zai)淄(zi)博有一家獨資的(de)NASH 液環(huan)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機公司。GardnerDenver是在(zai)美(mei)國(guo)(guo)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機人眼里的(de)“壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機超級大國(guo)(guo)”。他們的(de)液環(huan)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機開發能力，技術和質量水平都比(bi)較(jiao)高(gao)。
兩級(ji)液環壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)是比較(jiao)新的(de)液環壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)，有能力制(zhi)造者還是鳳毛(mao)麟角，但經證(zheng)明其性能優越。對要求苛(ke)刻(ke)的(de)工藝過程(cheng)，兩級(ji)液環壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)的(de)適用(yong)性較(jiao)佳。包括壓(ya)縮(suo)(suo)臭氧、其它化(hua)學(xue)以及(ji)石油和(he)天然氣(qi)等，其壓(ya)縮(suo)(suo)機(ji)氣(qi)量可以從12到1000 SCFM（20至(zhi)1700m3/h）。
兩(liang)級液環(huan)壓(ya)縮(suo)機是(shi)要求嚴格的(de)化(hua)學、石化(hua)行業(ye)的(de)設備。其(qi)排氣壓(ya)力可(ke)達13bar（170psig）。中壓(ya)液環(huan)壓(ya)縮(suo)機為(wei)苛刻的(de)工藝應(ying)用提供可(ke)靠(kao)的(de)壓(ya)縮(suo)設備，經證(zheng)明，其(qi)性能適合于碳氫化(hua)合物的(de)回收和壓(ya)縮(suo)，以及氫氣，氯氣和其(qi)它(ta)氣體的(de)壓(ya)縮(suo)，且維護(hu)要求低。
當水與工藝氣體不(bu)相容時，高效中(zhong)(zhong)壓(ya)壓(ya)縮(suo)機可以(yi)使用替(ti)代密封液。中(zhong)(zhong)壓(ya)液環(huan)壓(ya)縮(suo)機有(you)不(bu)銹鋼型(xing)、球墨(mo)鑄(zhu)鐵型(xing)和(he)其(qi)它(ta)材料(liao)型(xing)。
6、結語
經我(wo)(wo)國幾(ji)代人的艱苦努力，我(wo)(wo)國境內的高(gao)密封(feng)性(xing)要求(qiu)的特殊(shu)氣體壓(ya)縮機已完全能滿足我(wo)(wo)國有(you)關行(xing)業(ye)和(he)部門的需求(qiu)，為我(wo)(wo)國工業(ye)和(he)其他事業(ye)的發展(zhan)助力，這是可(ke)喜可(ke)賀的發展(zhan)成就。
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