丁醇—2丙基庚醇联合装置循环气鼓风机选型

材料。

2 选型

输送醛类混合气，从主要参数表中可以看出，该鼓风机要求风量为28324m3/h（即472m3/min），出口压力不高出口压力0.227MPa（A），进出口压差△P为48KPa。通常鼓风机？终压为14.7～294KPa（G），3，，流量范围在0.15-2000m3/min，单级升压范围在9.8-98KPa。压缩机终压在294KPa以上。从风机的流量和风压来看，可选用罗茨风机和高速离心风机。

2.1 原理与结构方面

罗茨鼓风机是容积式风机，利用叶轮之间的空间来输送气体，输送的风量与风机的转速成正比，工作的主参数是风量，输出的压力随管道和负载的变化而变化，风量变化很小，属于恒流量风机。其结构简单，叶轮之间、叶轮与机壳、侧板之间有间隙，不需注油润滑，输送含粉尘气体较为安全，适合混相输送；制造容易，操作维护方便，维修周期短，易损件少的优点。

高速离心风机是速度型风机，是根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速后然后减速、改变流向，使动能转换为势能（压力）。工作的主参数是风压，输出的风量随管道和负载的变化而变化，风压变化不大，属于恒压风机，其结构复杂，动平衡要求高，操作维修相对复杂。不适合混相输送如介质中含液滴、粉尘，因这些液滴和粉尘，对高速旋转的离心风机叶轮有很大的汽蚀作用，影响设备的长周期安全运行。

2.2 设计与制造方面

该循环气鼓风机操作风量28324m3/h（即472m3/min），且与工艺气接触的壳体、转子等过流部件材质至少为304L，而国内制造厂家风量范围在200m3/min以下，且风机过流部件为普通铸钢。通过技术交流及技术咨询，国外有成熟设计、制造和应用，风量范围在0.5-1400m3/min成熟工艺和制造能力，并有在国外化工行业有一定的业绩。

国内各离心风机制造厂家从设计、制造、材料等方面均具备相应能力，并在国内化工行业有相当多的业绩。

2.3 工艺操作方面

该联合装置羰基合成单元在满负荷生产时，反应后混合溶液通过降膜蒸发器时重组分的挥发刻发生变化，因此造成风机负荷在随着重组分的挥发量在45%-100%之间无规律波动。

罗茨风机具有强制输送气体的特征。在转速一定的条件下，流量也一定（随压力的变化很小），变速驱动的罗茨鼓风机负荷变化范围在30-100%之间，能够在较大变负荷条件下实现安全平稳运行的风机，完全满足工艺要求的鼓风机在额定流量的45%到100%之间运行，且适用于含少量液体及微小固体颗粒等条件下安全运行。

高速离心风机适用于气量较大的场合，转速较高，风量是通过轴向进气导叶及扩压器调节装置，入口导叶调节系统进行调节的，其风量受外界环境影响（温度、压力）而变化。一般情况下，流量调节范围为额定流量的60%～110%，因本联合装置降膜蒸发器中重组份蒸发量发生波动，时常会出现风机负荷在45-65%范围内运行，而离心风机在此负荷下运行，配备的防喘振装置可以有效地避免鼓风机的喘振。因此，增加了机组的运行能耗和工艺操作难度。

2.3 控制系统方面

罗茨风机转速较低，其控制系统简单。

高还离心风机转速高，需配备独立的润滑油站，增加轴振动、轴位移和轴瓦温度等监测控制仪表，并需设防喘振旁路系统，对调节控制仪表具有较高的精度和稳定性要求。

2.4 能耗方面

罗茨风机与电机采用直联，不存在其他机械磨擦，机械效率高，容积效率高，绝热效率也较高，而离心鼓风机应考虑将齿轮增速箱的传动损失计算入内，其轴功率会较罗茨鼓风机大。再则，罗茨风机通过变频调速，对风机的效率影响很小。

高速离心风机，在设计工况点效率很高，而通过入口导叶调节气量时，其它流量点的效率均低于设计工况点的效率，在设计工况点45-65%流量调节范围内，需投入防喘振系统，这样能耗增加，效率下降，机组故障率会增加。

2.5 维护保养方面

罗茨风机结构简单，转速低，采用飞溅式润滑，易损件少，控制系统简单，易维护保养，运行周期长。

高速离心风机结构复杂，转速高，且有一定轴向推力，有独立的润滑油系统，控制系统复杂，易损件多，对安装、检修要求高。

2.6 投资方面

罗茨风机主要有主机、电机、变频器等。离心风机主要有主机、变速箱、电机、润滑油站和控制系统等。相比之下，国外大流量罗茨风机比国内离心风机一次性投资高，但从该联合装置的工艺要求方面考虑，罗茨风机较离心风机全运行周期费用低。

3 结论

综上所述，根据该联合装置的工艺特点，从鼓风机的结构原理、设计与制造、工艺操作、控制系统、能耗、检修维护和投资等方面分析，罗茨风机与离心风机相比，罗茨风机在额定的出口压力下，可满足额定流量45-100%负荷运行，特别是在45-75%负荷下运行，其排气量不随阻力大小而改变，适合要求稳定流量之工艺流程。同时，罗茨风机具有结构紧凑、设计制造工艺成熟，安装、操作、维护方便，全周期运行成本较低。因此，该联合装置的循环气鼓风机优先选用罗茨风机。

本文对循环气鼓风机造型的主要技术参数及要求进行分析，再根据丁醇-2-丙基庚醇联合装置的工艺特点，将罗茨风机与离心风机进行对比，得出罗茨风机性能更佳。

本装置为首套丁醇-2-丙基庚醇联合装置，因此该循环风机属于首次应用，现就从鼓风机工艺、技术、经济、安全等方面对设备选型与优化进行探讨。

【参考文献】

[1]何川，等.泵与风机[M].中国电力出版社，2008-06-01.

[责任编辑：陈双芹]