丁海秋
（江苏安邦电化有限公司氯碱厂 江苏 淮安 邮编223002） 关键词： 压缩机 发展 变迁 氯碱 特点 摘 要：通过对氯碱行业使用的压缩机的变迁历程，介绍了压缩机在压缩领域的应用、发展、及其各自特点和使用注意事项。
一、我国氯碱行业发展历史简述
氯碱工业的发展伴随着压缩机的发展变迁，提及压缩机发展趋势，这里首先应该让我们回顾一下我国氯碱工业七十九年来的发展变迁过程。
氯碱工业是基本化学工业之一，其中和烧碱应用比较广泛，在国民经济中占有重要的地位，主要应用于轻工业、纺织工业、冶金和有金属工业、化学工业和石化工业等。 氯碱生产历史悠久，世界氯碱工业始于1890年，我国氯碱工业起步较晚，直至二十世纪二十年代才开始创建，我国第一家氯碱厂是上海天原电化厂，也即是现在的上海天原电化厂，1930年才正式生产，且产能较小，日产折百烧碱约为2吨。到1949年，国内仅有氯碱厂9家，总产量1.5万吨。 1949年全国解放之后，氯碱工业得到较为快速的发展，五十年代烧碱产能平均年增速为36.1%，六十年代平均年增速为6.28%，七十年代平均年增速为8.286%，八十年代平均年增速为16.37%。在我国，90年代以前，烧碱是氯碱工业中的主导产品。90年代以后，我国烧碱实现了自给有余，改革开放带来的经济繁荣使氯产品的需求增长速度高于烧碱需求增长速度。1995年，我国烧碱业经过了短暂空前繁荣的平衡生产期，1996年下半年很快过渡到了“氯短碱长”时期。近几年国内氯产品需求旺盛，氯碱产能增长较快，氯、碱不平衡问题凸显，且可能继续扩大。
与国外发达国家相比，我国氯碱工业在经济规模、原料路线和环境保护方面还比较落后。如目前中国的烧碱企业有200多家，装置规模普遍较小，中国烧碱每套装置的平均规模在6万吨左右；2005年底，中国大陆有聚氯乙烯生产厂家90多家，合计生产能力972万吨，企业平均规模约10万吨/年，而发达国家装置规模一般在25万吨/年，最大规模已达312万吨/年。
目前日本所有烧碱装置均采用离子膜法生产，美国以采用隔膜法为主，约占2/3左右，其余为水银法和离子膜法，欧洲则50%以上采用水银法，离子膜法只占不到10%，其余为隔膜
法。离子膜法污染小，操作成本低，是新建烧碱装置的首选。目前我国烧碱生产工艺技术以隔膜法和离子膜法为主。近十年来，我国先后从日本旭硝子、日本旭化成、日本氯工程公司、意大利迪诺拉公司、英国ICI公司、美国西方化学公司等引进20余套离子膜烧碱装置。另外，北京化工机械厂1994年
研制成功复极式电槽，2000年又研制成功单极式离子膜电槽。目前国内采用国产化技术建设的电解装置约25套（已投产），总能力近130万吨/年，在建项目中采用国产化技术建设的电解装置约20家，总能力近150万吨/年。在我国，与离子膜电解槽配套的部件已基本实现国产化，实现了离子膜法烧碱生产装备的成套供货。2002年我国生产823万吨烧碱，其中66.6%为隔膜法，离子膜法达到30%；2003年我国烧碱产量939.9万吨，63.4%为隔膜法，36.6%为离子膜法；2004年我国烧碱产量939.9万吨隔膜法烧碱产量约792万吨，离子膜法烧碱产量增加至252.5万吨，苛化法烧碱产量约15万吨；2005年我国烧碱产能1471万吨，50.1%为隔膜法，49.9%为离子膜法。我国烧碱生产方法的结构正在逐步发生变化，隔膜法所占份额逐步减少，离子膜法烧碱所占比例稳步攀升。
下表为我国近年来烧碱产能统计：
年份\项目 总体烧碱产能 隔膜烧碱产能 离子膜烧碱产能 离子膜碱所占比例 2005年 1471 734 737 50.1%
2007年 2181 960 1221 56%
2008年 2700 999 1701 63% 以前我国烧碱供不应求，每年都有不同数量的进口。“七五”期间，平均每年要进口20万吨才能满足国内需要。随着我国氯碱工业的发展，进入九十年代，烧碱产量不仅可以满足国内市场的需要，还有部分出口，我国也由烧碱进口国成为出口国。近几年我国国民经济保持了较
高的增速，各相关行业产品产量都有不同程度的增加，烧碱的消费量也有一定的增加。2001年烧碱的表观消费量约674.18万吨，比2000年稍有增长，2002年，烧碱表观消费量达到796.33万吨，比上年增长18.12%，2003年烧碱表观消费量达到913.18万吨，比上年增长14.67%，2004年烧碱表观消费量达到1035万吨，比上年增长13.34%，2005年烧碱表观消费量达到1176万吨，比上年增长13.62%。收到金融危机的影响，到2008年11月底，我国氯碱企业的开工率只有30％左右。大量氯碱企业减产或停产，减少了烧碱的社会供应量，使其价格难以下行。我国新增烧碱产能的70%为西部氯碱新上PVC配套项目。
我的忏悔二、我国氯碱工业压缩机应用历史软暴力将被严惩
⑴、的物化性质
氯的应用极为广泛，氯在常温常压下为黄绿剧毒气体，具有非常活泼的化学特性，能
与大多数金属发生化学反应、与非金属及其化合物进行反应，与有机物也能发生卤代、加成反应。
主要来源于氯碱工业，电解盐水产生的气态氯为的贮存、运输以及运用带来不便。0℃，1大气压下的密度为1468公斤/米3，1升可气化为463升0℃的，1公斤的在0℃气化后的体积约为300升，因此需要对进行一系列冷却、除雾、干燥、压缩、液化或直接输送至下道工序等，这是为什么氯碱工业需要压缩机的原因。
⑵、纳氏泵的应用及其特点
输送经历了从小型纳氏泵到大型透平压缩机的演变过程。
为了使得能够使用钢铁材料制成的管道及设备输送处理，需要去除中的大部分含水，使其降低到400ppm以下，这是针对纳氏泵而言，需要在15℃去除的水分约为3.9克/公斤氯，可用浓硫酸来实现这个目的。
纳氏泵俗称液环式纳氏泵，作用有3个，一是的压缩输送；二是电解负压的控制；三是残余水的吸收，这点下面还将提及。
在压缩干燥后时，需要液封作为循环液以形成负压，浓硫酸可以实现这个目的，采用浓硫酸，主要是基于如下5个主要原因：⑴、在硫酸中的溶解度较小且相互不反应；
⑵、浓硫酸的脱水效率很高，1吨的98% （m/m）的浓硫酸吸水稀释到75%左右约吸水0.33吨；⑶、价格低廉，容易购买，除去特殊时期不正常因素导致的价格虚高泡沫外，价格一般在400元/吨；⑷、浓硫酸对钢铁设备具有钝化作用，不会对钢铁设备造成腐蚀，这点非常重要；⑸、稀酸可以回收利用。唯一的不足即是浓硫酸的吸水稀释热巨大。
中水分的脱除通过2部分脱除，一段是干燥塔部分脱除中的大部分水分；二是中残
余的水分通过纳氏泵中的浓硫酸脱除，使用纳氏泵需要注意浓硫酸的浓度，一般每台纳氏泵循环罐内浓硫酸浓度从98%降低至93%就必须换酸，将98%酸打至循环罐，将其中93%酸置换到干燥塔，以防93%酸对碳钢造成腐蚀。
使用纳氏泵的有如下几个特点：
纳氏泵一般使用在烧碱产能低于10万吨/年的小型氯碱企业，隔膜制碱企业使用较为常见；使用纳氏泵对进行压缩，出口压力大约在0.2MPa，出口压力不高，所以一般使用在对压力不高的场合，如果液化成作为商品销售，则能耗较大，通常液化温度在－25℃；使用纳氏泵进行压缩，因其使用浓硫酸作为压缩循环密封液，故纳氏泵出口存在硫酸除雾器，一般采用的是旋风分离器，这种分离器除雾效率不高，直径小于100μm的硫酸雾难易除去，因此对后续系统要求纯净的工艺，不能使用纳氏泵，比如有机氯合成岗
打造心灵的韧度位。冗余系统
纳氏泵需要定期进行硫酸浓度检测，排放液中含氯对环境造成影响；纳氏泵检修率偏高，每次检修在拆除纳氏泵时，其中残留的硫酸和夹带的对环境的污染都较大，因硫酸为强腐蚀性液体，维修人员操作强度和思想负担都较大；纳氏泵的压缩能力有限，15万吨/年的氯碱厂，约需11台纳氏泵，占地面积巨大，其进出口阀门一般为DN250的截止阀（根据能力大小阀门大小不同），每一次开关的强度
都较大，力气较大的同志才能胜任该操作。
纳氏泵因单台能力较小，反过来说也有益处，因纳氏泵虽是压缩机，实际为一种单纯的泵，不存在任何连锁串级控制，为操作的随意性留下很大的空间，可以任意搭配操作，不受仪表条件限制，不存在喘振问题，操作的精度要求不高，这也造成电解压力不易控制，自动化程度不高。
纳氏泵一般流程为:
⑶、透平压缩机的特点及其应用
透平压缩机是一种具有蜗轮的离心式压缩机，是具有叶片的工作轮在压缩机的轴上旋转，进入工作轮的气体被叶片带着旋转，增加了动能和静压头，然后出工作轮进入扩压器内，在扩压器中气体的速度转变为压力，进一步提高压力，经过压缩的气体再经弯道和回流器进入下一级叶轮进一步压缩至所需的压力。因气体的压缩消耗机械能并转化为热能，所以在透平
压缩机的每一级压缩比不能过大，以防级间冷却器无法将热量及时移走，导致氯火现象
的发生。气体热量的移除，使得气体体积减小，以利于压缩过程的逐级进行。
透平压缩机是一种速度式压缩机，与其它压缩机相比较，优点：⑴、排气量大，排气均
匀，气流无脉冲；⑵、转速高；⑶、机内不需要润滑； ⑷、密封效果好，泄露现象少；⑸、
有平坦的性能曲线，操作范围较广；⑹、易于实现自动化和大型化；⑺、易损件少、维修量
少、运转周期长。缺点：⑴、在机组开车、停车、运行中，负荷变化大；⑵、气流速度大，
流道内的零部件有较大的摩擦损失；⑶、有喘振现象，对机器的危害极大。诗穷而后工
相对于纳氏泵，透平压缩机的显著特点是排出压力高，输送量大，所需动力少。因其输
出压力高，压缩比大，故其产生的热量也较大，机械的精度也较高，所以对氯中含水及其它
杂质的要求亦相应提高，一般要求含水在100ppm以下。这里特别需要提出的是，还要有高效拦阻索
的水雾及酸雾捕集器，以除去干燥后夹带的硫酸雾，同时保证氯中含水符合工艺要求，除去
其中夹带的盐分、有机杂质等。
我国使用透平压缩机较晚，第一批使用的压缩机为当时的化工部引进的5套压缩机，其中一套就是上海氯碱所率先使用的，后逐渐为广大氯碱厂家所接受，逐渐普及，其中有一个原因是七八十年代国内氯碱厂烧碱产能普遍较小，能够配套透平压缩机的厂家不多，透平压缩机输送能力较大，如果大马拉小车，从经济上就不合算，而且存在喘振的风险，比如单套6万吨/年的处理能力用在2万吨/年的处理能力上，就不如直接上2台纳氏泵来的更经济。
在我国，首先开发研究和应用于实际生产的小型透平压缩机生产厂家，为杭州振兴工业泵制造有限公司, 该公司自1993年开始研制开发小透平压缩机，是国内第一家研制生产企业。样机经1997~1998年近20个月工业化运行考核，取得了令人满意的结果。这是国内第一台自主研发的小透平压缩机，目前所采用的小透平压缩机制造标准即由该公司起草并获得国家通过。随后，国内出现多家有能力生产压缩机的厂家，大多处理能力在10万吨/年左右，很少有大型压缩机，由于的特殊性，以及机械加工业的水平限制，出口压力也不是太高，防止泄漏。
目前，从仪表控制上，国内透平压缩机厂家普遍都已克服技术难题，实际生产推广的瓶颈在机械加工的精密技术上与国际先进水平仍然有一定的差距，以及仪表稳定性及耐久性方面存在的部分差距，使用国产压缩机进行生产的厂家，经常的做法是一开一备，或几开一备，以防不确定因素造成跳停
事故，而国外的压缩机企业普遍是一台压缩机即可保证氯碱企业输送的需要，出口压力高，维修频率低，不需备机，使得国产透平压缩机在推广上竞争力不如国外所产机型。
氯碱行业，近年来新增产能较快，其中70%新增产能在中国西部地区，基本配套大型PVC 装置，氯碱销售有一定的区域半径，同一地区大量上马氯碱，对该地区原有的氯碱行情势必造成较大的冲击，恶化了局部地区的氯碱形势，形成剧烈竞争的局面。集中上马大型甚至超大型氯碱配套PVC装置，必须依靠利好的PVC市场前景，一旦PVC市场疲软，造成的资源浪费将十分巨大。
国外著名的压缩机企业，比如日本的神钢（Kobelco），其业务中心已迁至中国上海，实现了中国本土化生产，其生产的压缩机用户主要为中国用户；德国的西门子工业（原来的德马格－德拉瓦）中近年新并入的KKK集团生产的透平压缩机等。国内著名的压缩机企业，比如杭州阳光集团；杭州振兴工业泵制造有限公司；杭州求是等。
节能方面，因透平压缩机具有的上述所提及的优点，一个年产15万吨/年烧碱的厂家使用一台280kwh的冷冻机对进行液化即可，而原来需要3~4台，年节约340万元，投资3
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