【壓縮機(jī)網(wǎng)】降低能源使用成本和發(fā)現(xiàn)自身工廠內(nèi)更多可利用的能源資源是許多行業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。為了找到可持續(xù)的解決方案以減少能源使用，工程師們將重點(diǎn)放在了未被充分利用的低壓蒸汽上。

　　圖：荷蘭Terneuzen市聚烯烴工廠照片來源：Hydrocarbon Processing

　　這家位于荷蘭Terneuzen市的聚烯烴工廠在一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目中使用機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）技術(shù)來提升低壓蒸汽品質(zhì)，并進(jìn)行再利用。MVR的核心是使用了阿特拉斯·科普柯氣體與工藝事業(yè)部的兩級(jí)離心式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)將過熱蒸汽從3 barg壓縮至12.5 barg。充分使用低壓蒸汽以減少天然氣使用量，同時(shí)降低CO2的排放量。

　　產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為能源：電氣化和靈活性

　　2014年，荷蘭政府啟動(dòng)了“產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為能源”項(xiàng)目。其核心是：工業(yè)制造中使電力需求更加靈活。

　　即在工業(yè)制造中提高電氣化水平和用電靈活性。簡(jiǎn)單地說，使用電力替代天然氣等化石燃料。而靈活性意味著工業(yè)制造可以獲得對(duì)電力需求的控制。這有兩種實(shí)現(xiàn)的方式：第一種是錯(cuò)峰儲(chǔ)能；第二種是臨時(shí)性減少生產(chǎn)需求以降低用電需求。

　　這樣做有助于減少工業(yè)對(duì)化石燃料的需求，減少二氧化碳排放。使得整個(gè)能源供應(yīng)更具可持續(xù)性和成本效益。

　　機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)

　　我們的客戶選擇了蒸汽再壓縮技術(shù)，支持其實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為能源”項(xiàng)目。它的關(guān)鍵是將余熱升級(jí)為高質(zhì)量的熱能。

　　2015年，Terneuzen聚烯烴加工廠對(duì)蒸汽再壓縮方案開展可行性研究，目的是利用MVR將冷凝熱轉(zhuǎn)換為可被利用的熱能。即采用MVR技術(shù)可變廢為寶，將蒸汽提升至12.5 barg或35 barg，并進(jìn)行再利用，從而解決低壓蒸汽浪費(fèi)的問題。

　　可行性研究表明，經(jīng)濟(jì)性上MVR方案最可行的是50噸/小時(shí)。然而，陶氏化學(xué)嘗試在小規(guī)模應(yīng)用MVR技術(shù)，并希望將該技術(shù)納入未來可能的聚乙烯擴(kuò)建項(xiàng)目（以及其他可供選擇的項(xiàng)目）。

　　因此，陶氏化學(xué)決定MVR試點(diǎn)項(xiàng)目裝置的標(biāo)稱質(zhì)量流量為12噸/小時(shí)。這是基于與工廠蒸汽壓力水平的匹配性。這意味著使用換熱器吸熱后形成的低壓蒸汽，為3.5 barg熱能（蒸汽）賦能。這通常用于工藝加熱，將其壓力提升至所能利用的壓力水平，從而減少鍋爐供熱中對(duì)化石燃料的使用。

　　為MVR選擇整體齒輪壓縮技術(shù)

　　Terneuzen聚烯烴工廠通過比較和分析，在多個(gè)壓縮機(jī)技術(shù)中選擇整體齒輪壓縮技術(shù)。阿特拉斯·科普柯氣體與工藝事業(yè)部提出的整體齒輪離心壓縮機(jī)解決方案發(fā)揮了關(guān)鍵作用，因而被選為Terneuzen試點(diǎn)項(xiàng)目的動(dòng)設(shè)備合作伙伴。阿特拉斯·科普柯氣體與工藝事業(yè)部在蒸汽壓縮機(jī)領(lǐng)域擁有30多年的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，在蒸汽壓縮機(jī)提升蒸汽能級(jí)并作為能源使用方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　壓縮機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵特性是小齒輪軸葉輪懸掛布置。小齒輪軸的設(shè)計(jì)可用于一個(gè)或兩個(gè)（相對(duì)的）壓縮機(jī)級(jí)。

　　小齒輪軸的軸承與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的軸承相同，轉(zhuǎn)子軸由單件熱處理鍛造低合金鋼制成。軸封可選用迷宮式、干氣密封，或浮動(dòng)碳環(huán)等型式。

　　高速軸配套可傾瓦軸承，低速軸使用套筒軸承，采用多盤聯(lián)軸器連接驅(qū)動(dòng)設(shè)備和壓縮機(jī)。

　　運(yùn)行控制通過安裝在第一級(jí)葉輪上的進(jìn)口導(dǎo)葉（IGV），由一個(gè)固定速度的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。隨著壓縮機(jī)高速軸設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速增加，其壓縮性能也會(huì)提升（這有助于保持緊湊的設(shè)計(jì)）。

　　此外在每個(gè)壓縮級(jí)后配備冷卻器，提高整體效率。

　　通過機(jī)械蒸汽再壓縮MVR利用低壓蒸汽未開發(fā)的潛力，Terneuzen聚烯烴工廠成功地找到了更節(jié)能、更可持續(xù)的能源供應(yīng)。從這個(gè)項(xiàng)目可以看出，MVR有潛力用于任何有低壓蒸汽的地方。

　　壓縮機(jī)目前運(yùn)行良好。在2020/2021的12個(gè)月內(nèi)，節(jié)約了約1000萬立方米的天然氣使用，實(shí)現(xiàn)了1780萬噸的二氧化碳減排。