2021年化工压缩机领域重大技术创新成果汇总
我国化工领域在先进技术设备支持下，已经有了长足的进步，化工生产过程中对压缩机设备的应用是比较关键的，这也是促进化工生产力提升的关键设备之一。化工系列压缩机可以压缩的气体有：煤气、氨气、氯甲烷、二氯甲烷、四氧化二氮、四氟乙烯、六氟丙烯、氯乙烯、丙烯、丙烷等。
1.国产高含硫天然气压缩机组问世
由中原油田普光分公司自主研发的国内首台高含硫天然气压缩机组在普光101集气站安装完毕，正式进入调试阶段。“这表明我国已成为世界上极少数掌握高含硫天然气压缩机组技术的国家之一，对提高气井采收率，保障气田长久发展具有里程碑意义。”2021年3月12日，中原油田采气首席专家朱德华表示。
天然气压缩机组是目前行业内比较先进的“增压外输”设备，能引导压力不足的天然气从地层顺利进入集输管线，最大限度提高气井采收率。“过去，我国在油田二次开发方面形成了注水、注二氧化碳等成熟技术，但在气田二次开发方面却稍显薄弱。” 朱德华说。从2013年开始，普光气田的气井就开始出现压力降低的趋势，产气量降低、产液量增大、硫沉积加剧等伴生问题也愈发严重。据数据统计，截至2021年2月底，普光气田在生产的52口气井平均井口压力仅有11兆帕，仅为初始压力的三分之一，普光103-1井、普光104-1井等气井井口压力已直逼外输系统压力，面临被迫停产的威胁。
与此同时，我国的中原油田文23气田、辽河油田双台子气田等近几年都是如此。缅甸领海四大气田，以及马兰帕亚天然气田也发出气井提高采收率“告急”的信号。
“世界上能制造高含硫压缩机的厂家屈指可数，而能满足普光气田特性的更是只有一家美国企业，每台机组造价2400万元。”朱德华介绍说。在没有任何经验可循的情况下，普光分公司从2018年开始了“酸性湿气增压先导试验项目国产机组”项目的研发工作。而普光气田高含硫的特性就已经注定了此次研发工作的难度。而因这一特性引发的其他一连串问题更是雪上加霜。
据普光分公司副经理商剑峰介绍，公司科研人员克服困难，在数千种材料中选出最适合气田特性的、在上百次实验中寻找最佳试验参数值。经过3年不懈努力，普光分公司共解决关键技术难题40余项，终于研发出了首台国产化高含硫天然气压缩机组，并形成了高含硫压缩机设计、制造技术和增压压缩机安全、高效运行及检维修等一系列配套工艺，填补了国内技术空白，而价格仅为国外设备的三分之一。
2.首台套天然气长输管道30兆瓦级燃驱压缩机组验收
2021年4月24日，由中国机械工业联合会和中国通用机械工业协会组织的首台套天然气长输管道国产30兆瓦级燃驱压缩机组鉴定验收会在浙江衢州召开。与会专家一致认为，该机组性能完全满足我国天然气管道的建设与运行要求，达到了国际先进水平，实现了我国能源装备领域的重大突破。
在工业性考核期间，燃气轮机驱动压缩机组表现出了良好的性能和运行可靠性，其性能达到了国际同类产品先进水平，关键生态指标——氮氧化物排放优于进口现役机组。在可靠性方面，“千小时故障停机次数”指标也优于进口机组同期水平。截至目前，机组已经稳定运行超过8200小时。专家组表示，30兆瓦级燃驱压缩机组的研制成功，打破了国外技术垄断、填补了国内空白，对于实现能源核心装备自主可控、保障国家能源战略安全具有重要意义。
30兆瓦级燃驱压缩机组国产化工作由中国船舶集团第七〇三研究所负责研制牵头，哈尔滨汽轮机厂负责燃机本体制造，沈鼓集团负责压缩机研制及制造，国家管网集团西气东输分公司作为建设运营单位和最终用户并参与机组研制。机组研制过程中，各参研单位通力合作、攻坚克难，以“高标准、高水平、重推广”及“能与国外产品同台竞争”为总体原则，组织开展了大量技术攻关，历经10年，相继攻克了30余项研发设计、生产制造及试验验证等方面的关键核心技术，完成了机组研制、工厂试验及工业性运行考核。
3.首台ACL90大型轴流压缩机下线
2021年6月25日，中国首台完全自主研制ACL90大型轴流压缩机下线仪式在四川成都举行。此次下线的ACL90大型轴流压缩机，是成都成发科能动力工程有限公司根据市场发展趋势及用户需求，历时9个月完全自主研发、自主设计、自主制造而成的，充分满足用户对风量、压力、运行效率的要求。
据介绍，成发科能ACL90大型轴流压缩机主要在气动设计、强度设计、结构设计方面进行了突破和创新。
在气动设计方面，成发科能依托航空发动机设计体系以及科能公司自主的T-Turbo气动设计平台，开发出了更加高效的叶型、优化了机组叶片的排间，提高了机组的整体运行效率，扩大了轴流压缩机的安全运行调节范围；强度设计方面，成发科能依据自身的强度考核体系和经验，并吸收引入国际先进强度评价体系，通过坎贝尔图以及Goodman曲线进行分析和考核，对机组进行强度校核，保证机组安全可靠运行。
结构设计方面，该压缩机的核心叶片采用军工材料，采用第二代叶型设计及承载面积更大的T型榫头，有效降低了应力水平，显著提升机组核心叶片的使用寿命。此外，在结构设计上还采用经过充分验证的整体焊接式壳体，具有强度高、塑性韧性好、包容性好、机构灵活、没有铸造缺陷等优点；采用平衡管道+平衡毂的双平衡系统，解决了启机或压力调整时轴向平衡的滞后性，提高了止推轴承的寿命；采用异形进口圈结构，降低进口气流损失；采用自主专利的梳齿+浮环的组合式密封结构，提升密封效果，提高机组的工作效率和寿命。
这台大型轴流压缩机将应用于江苏中天钢铁绿色精品钢示范工程，作为高炉供风核心设备投入运行。
4.-271℃！大型低温制冷技术获重大突破
2021年4月15日，由中国科学院理化技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”， 在理化所廊坊所区通过验收及成果鉴定。专家组认为，该项目整体达到国际先进水平，其中高稳定性离心式冷压缩机技术和兆瓦级氦气喷油式螺杆压缩机技术达到国际领先水平。
业内人士表示，该项目的顺利验收，标志着我国从此打破了国外技术垄断，具备了研制液氦温度4.2K（约-269℃）千瓦级、超流氦温度2K（约-271℃）百瓦级大型低温制冷装备的能力，大型低温制冷技术进入国际先进行列。
据介绍，该项目取得了一系列核心技术突破，包括大型低温制冷系统整机设计体系构建及控制技术、系列化气体轴承氦透平膨胀机技术、大型超流氦负压换热器技术、大型高效氦气喷油螺杆压缩机技术、高稳定性离心式冷压缩机技术、大型复杂低温制冷系统集成与调试技术等。
在应用和成果转化方面，项目组打造了“边研究、边应用、边转化”的模式。项目成果——百瓦级大型制冷机在宁夏盐池液化天然气闪蒸汽提氦项目中获得应用，初步打通了我国氦资源开发的技术链条。项目的成功实施，还带动了我国高端氦螺杆压缩机、低温换热器和低温阀门等行业的快速发展，提高了一批高科技制造企业的核心竞争力，使相关技术实现了从无到有、从低端到高端的提升。在我国初步形成了功能齐全、分工明确的低温产业群，让“冷”装备获得了“热”发展。
5.文23储气库高压大功率压缩机研制通过鉴定
2021年5月12日，受中国石化集团公司重大装备国产化办公室委托，石化机械承办的文23储气库高压大功率压缩机研制项目成果鉴定会在武汉三机分公司召开，并顺利通过鉴定。
文23储气库项目是国家“十三五”重点建设工程，其利用位于河南省濮阳县文留镇已枯竭文23气田建设储气库，设计总库容量达104亿立方米，一期工程设计库容量84亿立方米。在原始底层压力38.6MPa的情况下，注气压缩机必须满足大排量、高排压、宽工况等复杂的注采工况需求。
而储气库用高压大排量压缩机一直以来主要依赖进口，存在严密的技术壁垒。面对文23储气库建设需求，石化机械面对历史性的机遇与挑战，迎难而上、勇挑重担，研制出RDSD706机型，打破了地库压缩机长期依靠进口的局面，极大降低了我国储气库开发、运行成本，不仅推动了我国天然气工业的发展，更契合《中国制造2025》战略发展目标。
鉴定委员会由中石化勘探院、科技部、油田事业部、中原油田分公司、江汉石油工程设计有限公司、中国石油天然气管道工程公司等单位的专家，以及武汉大学、华中科技大学的教授共8人组成。会上，首先由项目研制单位汇报国产化研制情况，使用单位中原储气库公司汇报设备运行情况。鉴定委员会成员对文23项目进行讨论评估并形成鉴定意见。
专家组认为，文23储气库项目不仅满足了生产实际需求，并在科研攻关过程中形成了储气库压缩机宽工况适应性技术、大排量高压元件设计分析技术等五项研究成果；形成了储气库压缩机宽工况适应性、大长径比活塞杆控制工艺等四个创新点，具备储气库压缩机组设计和制造能力。由机械公司生产的天然气压缩机在文23储气库进行工业化应用，完成了两个注气作业周期后，在工艺适应性、振动指标及千小时故障率等方面优于同站进口机组，取得了良好的经济和社会效益。压缩机整体技术具有自主知识产权，达到了国际先进水平，其中压缩机组振动控制技术、大压差气缸润滑技术处于领先水平。
最终鉴定委员会一致同意通过鉴定，建议加快储气库系列化国产压缩机组研制，加大推广应用力度。
6.40万吨/年特大型高温苯乙烯尾气压缩机完成出厂验收
中石化国产化办公室组织专家在上海召开了“40万吨/年苯乙烯装置尾气螺杆压缩机”国产化开发项目螺杆压缩机出厂验收会，由中国船舶集团七一一所承接的特大型高温苯乙烯尾气压缩机国产化项目机组顺利完成出厂验收。
作为大型苯乙烯装置的关键设备，尾气螺杆压缩机是长期制约国内苯乙烯成套装备技术发展的重要因素。中国石化重大装备国产化办公室联合中石化上海工程公司、中石化茂名分公司以及七一一所，依托茂名石化40万吨/年粗裂解气制乙苯/苯乙烯项目，开展了大型高温苯乙烯尾气螺杆压缩机组的国产化工作。
经过一年多的攻关，项目组完成了机组的开发。在此次验收工作中，专家现场见证了螺杆压缩机温升试验、机械运转试验，各项指标均满足出厂验收要求。随后，专家还听取了关于该课题的关键技术攻关、项目执行、监造、试验等情况的汇报，一致同意通过出厂验收。
该机组的成功开发，将填补国内空白，打破进口产品垄断，对降低国产工艺包的能耗水平具有重要意义。
