我國石化通用機械技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
過濾機 主要有轉(zhuǎn)鼓真空過濾機和PTA裝置真空轉(zhuǎn)鼓過濾機,用于煉油廠酮苯脫蠟。隨著工業(yè)技術(shù)發(fā)展,日本月島機械公司研制出濾布行走式連續(xù)過濾機;奧地利安德利茨公司開發(fā)出CPF隔膜擠壓式過濾機;美國Arus公司開發(fā)出S7型真空過濾機;意大利EIMCO公司和英國Paxman公司隨后也相繼進行了研發(fā);日本神戶制鋼所首次研制出微機控制轉(zhuǎn)鼓真空過濾機,集連續(xù)過濾、隔膜擠壓和微機控制于一體,使過濾機制造技術(shù)水平上了一個臺階。目前,轉(zhuǎn)鼓真空過濾機正朝大規(guī)格、高速率、全自動方向發(fā)展。
我國脫蠟轉(zhuǎn)鼓真空過濾機是從意大利EIMCO公司引進的設(shè)計和制造技術(shù)。經(jīng)消化吸收和改進 ,我國已掌握了整套加工、組對、焊接工藝等訣竅。目前,我國脫蠟轉(zhuǎn)鼓真空過濾機已有GB-50、GB-60、GB-100共3種規(guī)格產(chǎn)品。與國外相比,我國過濾機的主要差距是對市場發(fā)展、產(chǎn)品需求認(rèn)識不夠,創(chuàng)新能力弱,對引進技術(shù)消化較差,產(chǎn)品系列化開發(fā)能力弱。
離心機 石化裝置中使用的離心機主要有立式和臥式螺旋卸料沉降式離心機。目前,國外離心機技術(shù)發(fā)展較快,已經(jīng)實現(xiàn)專業(yè)化和系列化。我國研制的臥式LWF10000-N型和LWF1050-N型離心機已分別用于7萬~10萬噸/年高密度聚乙烯裝置懸浮液分離,研制的LW1200×1980型離心機用于22.5萬噸/年P(guān)TA漿液脫水,離心機轉(zhuǎn)鼓鼓直徑達(dá)到1200毫米。但是,我國立式離心機的研發(fā)仍處于初步模仿的階段,與國外相比,在設(shè)計技術(shù)、產(chǎn)品大型化和系列化方面存在較大的差距。
煙氣輪機 煙氣輪機是催化裂化裝置中重要的能量回收設(shè)備,目前GHH公司的技術(shù)比較成熟。20世紀(jì)70年代,我國研制完成了首臺催化裂化裝置YL3000型煙氣輪機;1982年,我國又研制出YLII6000型大功率雙級煙氣輪機。目前,我國已生產(chǎn)YL型單、雙級汽輪機70余臺,其輸出功率范圍為2000Kw~19200kW,生產(chǎn)煙氣輪機總臺數(shù)在世界名列第二,其中生產(chǎn)雙級煙氣輪機總臺數(shù)名列首位。我國研制的煙氣輪機使用壽命、震動值等性能指標(biāo)與國外機組相當(dāng)。目前,我國開發(fā)的YL33000A和YL35000A煙氣輪機,已應(yīng)用于300萬~350萬噸/年重油催化裂化裝置,該煙氣輪機是國內(nèi)功率最大的煙氣輪機,標(biāo)志著我國煙氣輪機生產(chǎn)已達(dá)到國際先進水平,能夠滿足現(xiàn)代催化裂化裝置生產(chǎn)的需要 ,設(shè)計和制造水平與國外相當(dāng)。
干燥機 國外對密閉型蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機的開發(fā)較早,日本三井造船、月島機械及德國FAUVET-GIREL都生產(chǎn)過此類產(chǎn)品,其設(shè)備直徑已達(dá)到4000毫米以上。我國20萬噸/年HDPE蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機及40萬噸/年P(guān)TA裝置蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機已實現(xiàn)國產(chǎn)化。目前蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機已經(jīng)形成筒體直徑為1800~3200毫米的系列化產(chǎn)品。與國外相比,我國的差距主要表現(xiàn)在設(shè)備大型化方面。在未來5~15年內(nèi),我國即將建設(shè)40萬~50萬噸/年聚乙烯和聚丙烯裝置以及60萬噸/年聚酯裝置需要大型干燥機,其所用干燥機有待國內(nèi)開發(fā)研制。
擠壓造粒機 擠壓造粒機是聚烯烴裝置的關(guān)鍵設(shè)備,它可以把聚合物經(jīng)過混煉、擠壓、造粒等過程制造出聚烯烴粒料,以方便運輸。目前,國外只有德國WP公司、日本制鋼所、日本神戶制鋼所、美國法雷爾公司等為數(shù)不多的幾家公司擁有設(shè)計、制造大型混煉造粒機組成套技術(shù)的能力。大型擠壓造粒機未來發(fā)展的主流是向雙螺桿混煉造粒機組方向發(fā)展。
我國開發(fā)擠壓造粒機技術(shù)比較落后,目前研發(fā)的擠壓造粒機只是中小型,ABS萬噸級混煉擠出機經(jīng)生產(chǎn)運行考核,其主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到設(shè)計要求。我國通過對引進大型造粒機的消化吸收,完成了7萬~10萬噸/年聚丙烯裝置混煉擠出機組施工圖設(shè)計,并掌握了大型造粒機的多方面資料和相關(guān)技術(shù),但還沒有實際應(yīng)用。目前,我國擠壓造粒機的設(shè)計和制造水平與國外差距較大,大中型聚烯烴生產(chǎn)裝置用擠壓造粒機全部依靠進口。
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(fēng)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(dá)到國際同類產(chǎn)品先進水平,往復(fù)式活塞壓縮機達(dá)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(fēng)機股份有限公司、陜西鼓風(fēng)機(集團)有限公司、上海鼓風(fēng)機廠等,其中沈陽鼓風(fēng)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(dá)到50%以上。目前我國的富氣壓縮機進口流量達(dá)到81600Nm3/h,功率達(dá)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(dá)250000 Nm3/h,功率達(dá)1600 KW,出口壓力達(dá)18Mpa,已經(jīng)用于120萬噸/年加氫裂化裝置;裂解氣壓縮機流量達(dá)120000 Nm3/h,功率達(dá)到18000 KW,已應(yīng)用于30~50萬噸/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20~30萬噸合成氨裝置;空分裝置的空氣壓縮機流量達(dá)到220000 Nm3/h,功率達(dá)到17580 KW,已經(jīng)應(yīng)用于40000 Nm3/h空分裝置。陜西鼓風(fēng)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(fēng)機。為大連石化公司350萬噸/年催化裂化裝置制造的主風(fēng)機是目前國內(nèi)石化裝置中最大的軸流壓縮機,流量達(dá)到300000Nm3/h,功率達(dá)到40000 KW。
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(xué)、動力學(xué)計算軟件和壓縮機工作過程模擬軟件等,提高計算準(zhǔn)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、DZ、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(biāo)準(zhǔn)的4M50型大型氯氣往復(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(dá)到34000Nm3/h,活塞壓力達(dá)到80KN,出口壓力達(dá)到19 Mpa,功率達(dá)到4000 KW,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(dá)到980 Nm3/h,出口壓力達(dá)到3.8 Mpa,已經(jīng)用于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落后,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(biāo)準(zhǔn)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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