往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)分析

寇宇寧（大慶油田化工有限公司甲醇分公司，黑龍江大慶 163411）

往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)分析

寇宇寧
（大慶油田化工有限公司甲醇分公司，黑龍江大慶 163411）

往復(fù)式壓縮機(jī)是我國天然氣管道輸送中經(jīng)常應(yīng)用的設(shè)備，在該項(xiàng)工作中具有關(guān)鍵的作用。下面將就往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行一定的分析。

往復(fù)式壓縮機(jī)；節(jié)能降耗技術(shù)；分析

在往復(fù)式壓縮機(jī)實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)能是非常關(guān)鍵的一項(xiàng)問題，也是管理技術(shù)人員工作當(dāng)中一直面對(duì)的重點(diǎn)任務(wù)。對(duì)此，就需要積極開展研究，通過節(jié)能降耗技術(shù)的分析為節(jié)能工作開展提供重要依據(jù)。

1 氣體性質(zhì)影響

對(duì)于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的壓縮機(jī)設(shè)備，當(dāng)其活塞行程、轉(zhuǎn)速以及氣缸尺寸等指標(biāo)確定后，則可以通過對(duì)壓縮氣體物理性質(zhì)在壓縮機(jī)功率方面產(chǎn)生影響的分析實(shí)現(xiàn)科學(xué)節(jié)能措施的應(yīng)用。此時(shí)，假定在壓縮機(jī)當(dāng)中具有6個(gè)氣缸數(shù)量，其活塞行程為151.3mm，直徑為218mm，入口壓力1MPa，出口壓力2.4MPa，進(jìn)氣溫度46℃，入口阻力降固定不變。經(jīng)過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣體當(dāng)中重組分增加時(shí)，氣體的比重以及摩爾質(zhì)量都將隨之增加，但壓縮機(jī)功率、排氣量以及絕熱指數(shù)都隨之下降。對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)而言，其容積系數(shù)計(jì)算公式為：

在上式中，α為余隙容積，為余隙空間容積同氣缸總?cè)莘e的比值，n則為膨脹過程指數(shù)。根據(jù)該公式可以了解到，當(dāng)氣缸余隙容積保持不變的情況下，當(dāng)增加氣體絕熱指數(shù)后，壓縮機(jī)容積系數(shù)以及排氣量也將隨之增加。

比重方面，在不同氣體比重情況下，當(dāng)氣體當(dāng)中重組分增加時(shí)，比重大氣體在經(jīng)過氣閥以及管道時(shí)將具有較大的壓降，并因此增加氣缸實(shí)際壓力。此時(shí)，壓縮機(jī)指示效率、指示功率將降低，在壓縮系數(shù)降低的情況下，具有更小的排氣量。而當(dāng)氣體比重降低時(shí)，則將具有較大的指示功率以及排氣量。

導(dǎo)熱方面，氣體導(dǎo)熱特征將對(duì)壓縮機(jī)循環(huán)過程中的熱交換器產(chǎn)生影響，當(dāng)氣體具有較大的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，在壓縮機(jī)排氣、吸氣過程中更容易加熱，并因此具有較低的排氣量。對(duì)于不同組分氣體來說，根據(jù)其壓縮系數(shù)的不同，當(dāng)氣體組分較輕時(shí)，將具有較大的氣體壓縮系數(shù)，在進(jìn)排氣壓力、氣缸直徑相同的情況下，當(dāng)氣體壓縮系數(shù)較大時(shí)，則將具有較大的排氣量以及消耗壓縮機(jī)功率。

2 工作參數(shù)影響

2.1 進(jìn)氣溫度影響

假定在壓縮機(jī)當(dāng)中具有6個(gè)氣缸數(shù)量，其活塞行程為151.3mm，直徑為218mm，入口壓力1MPa，出口壓力2.4MPa，進(jìn)氣溫度46℃，入口阻力降固定不變。此時(shí)對(duì)壓縮機(jī)近期溫度對(duì)壓縮機(jī)功率、排氣量的影響進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力恒定時(shí)，當(dāng)進(jìn)氣溫度增加時(shí)，壓縮機(jī)功率將下降0.25kW，排氣量將減少3 000m3/d。該種情況的存在，即當(dāng)氣體溫度增加時(shí)，氣體將具有更小的密度、體積增加，并使氣缸吸入氣體質(zhì)量減少。

2.2 排氣壓力影響

當(dāng)壓縮機(jī)入口壓力恒定情況下，當(dāng)壓縮機(jī)排氣壓力增加時(shí)，壓縮機(jī)壓力比將隨之增大，根據(jù)公式計(jì)算，壓縮機(jī)指示功率以及指示功量都將隨之增加，同樣假定在壓縮機(jī)當(dāng)中具有6個(gè)氣缸數(shù)量，其活塞行程為151.3mm，直徑為218mm，入口壓力1MPa，入口阻力降固定不變，但將出口壓力提升到3.0MPa。此時(shí)則可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出口壓力增加時(shí)，壓縮機(jī)將具有較小的排氣量以及功率，當(dāng)排氣壓力升高0.1MPa時(shí)，壓縮機(jī)功率將增加1.2%～3.4%。而當(dāng)入口壓力為1MPa、出口壓力為2.5MPa時(shí)壓縮機(jī)功率將提升3.4%。而如果出口壓力從3.7MPa提升到3.8MPa，壓縮機(jī)功率的增加比重為1.3%。該種情況的存在，即表明當(dāng)壓縮比提升時(shí)，壓縮機(jī)功率在增加幅度方面將逐漸減緩。

2.3 進(jìn)氣壓力影響

此時(shí)，假定壓縮機(jī)氣缸數(shù)量為4，活塞行程141.3mm，直徑306.4mm，出口壓力恒定為3MPa。通過性能軟件的應(yīng)用對(duì)此時(shí)壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力變化情況下對(duì)功率以及排氣量的影響進(jìn)行模擬。假定壓縮機(jī)使用三級(jí)壓縮模式，即當(dāng)出口壓力不變，入口壓力在0.02～0.07MPa范圍中通過計(jì)算軟件的應(yīng)用對(duì)入口壓力的影響進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，對(duì)于單機(jī)壓縮，當(dāng)其出口壓力恒定不變時(shí)，隨著壓縮機(jī)入口壓力的提升，其排氣量也將隨之增加。當(dāng)壓縮機(jī)入口壓力從1MPa提升到1.4MPa時(shí)，當(dāng)進(jìn)氣壓力增加時(shí)，壓縮機(jī)也將具有更大的功率。而當(dāng)壓力提升到2.4MPa時(shí)，在壓力提升的情況下壓縮機(jī)功率反而降低。當(dāng)以多級(jí)壓縮方式處理時(shí)，在壓縮機(jī)壓力不變情況下，壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力在提升的情況下，壓縮機(jī)將具有更大的功率以及排氣量。對(duì)于壓縮機(jī)功率而言，對(duì)其產(chǎn)生影響的因素即為壓縮機(jī)壓力比同排氣量?jī)烧唛g哪個(gè)為主要因素。當(dāng)壓力比在1.1以上時(shí)，在吸氣壓力降低的情況下，壓縮機(jī)降低功率則將高于壓力比上升增加的功率，對(duì)此，當(dāng)入口壓力降低時(shí)，其也將具有更低的功率。而當(dāng)壓力比在1.1以下時(shí)，在吸氣壓力降低時(shí)，壓縮機(jī)降低功率則將低于壓力比上升而增加的功率。對(duì)于該種情況，即可以簡(jiǎn)單總結(jié)為，當(dāng)入口壓力降低時(shí)，壓縮機(jī)功率將隨之增加。而當(dāng)入口壓力升高時(shí)，壓縮機(jī)則將具有較低的功率。

3 結(jié)束語

在上文中，我們對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，根據(jù)研究結(jié)果，在管道設(shè)計(jì)時(shí)，需要盡可能縮短管道長(zhǎng)度、使用具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的冷卻器，以此獲得更好的節(jié)能降耗效果。

[1] 鹿欽鶴，孫超，郭長(zhǎng)濱，等.往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷方法研究[J].石化技術(shù)，2015，（4）：25-26.

[2] 楊莽代.往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)分析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2015，（13）：49-49.

[3] 王晗，蔣營(yíng)營(yíng).節(jié)能降耗技術(shù)在往復(fù)式壓縮機(jī)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（30）：44-45.

Analysis of Energy Saving Technology for Reciprocating Compressor

Kou Yu-ning

Reciprocating compressor is a kind of equipment which is often used in natural gas pipeline transportation in our country. The following will be reciprocating compressor energy saving technology for a certain analysis.

reciprocating compressor；energy saving technology；analysis

TH45

B

1003-6490（2016）12-0042-01

2016-12-07

寇宇寧（1978-），女，遼寧莊河人，工程師，主要研究方向?yàn)榛ぴO(shè)備管理。