祁亚玲 李莹珂 韩淑怡

中国石油工程建设有限公司西南分公司, 四川 成都 610041

0 前言

透平膨胀压缩机的主要优点是既可回收能量,又可获得较优的制冷效果。近年来，透平膨胀压缩机在天然气处理领域的水露点控制、烃露点控制、轻烃回收、液化等工艺处理过程中被广泛用做制冷机械[1-2]。

等熵效率是衡量透平膨胀压缩机热力学性能的一个重要参数[3-4]。对于向心径—轴流反作用式透平膨胀压缩机,其膨胀端效率约为80%～87%,而增压端效率约为75%～82%。透平膨胀压缩机的关键部件是叶轮和转子,一般采用闭式整体叶轮,设计主要遵循API STD 617《石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机—压缩机》等相关标准要求。

国外较大型的透平膨胀压缩机生产企业有法国Cryostar,美国Mafi-Trench、GE、RotoFlow,德国MAN TURBO和日本三菱等[5]；国内有杭州杭氧股份有限公司、开封空分集团有限公司、简阳瑞特机械设备有限公司等。目前,国产机型的处理规模与国外机型的处理规模差距较大[6-7]。

1 应用现状

天然气是易燃易爆气体,组分十分复杂,一般含有C1～C5、H2S、H2O、N2、CO2、H2、COS、CS2等,对设备的密封和防腐要求高,而且膨胀后的天然气在腔体内会产生低温液态重烃,对叶轮冲击较大,对叶片结构要求极高。目前用于天然气制冷领域的透平膨胀压缩机有两类:一类是采用强制稀油润滑的滑动轴承型,整机性能非常成熟,应用广泛;另一类是磁力轴承型,工程应用较少,正处于大力推广应用阶段。目前，世界上两大磁力轴承厂商是瑞典和法国联合成立的S2M公司以及美国DOVER/WAUKESHA Bearings公司。……