往復式天然氣壓縮機節能降耗技術分析

劉洋

摘 要：對于制造行業最重要的動力來源，如何減少往復式天然氣壓縮機的耗能問題成為目前關注的重中之重。在未來的發展中，只有有效的降低往復式天然氣壓縮機的耗能，才能推動整個行業技術的發展。

關鍵詞：往復式天然氣壓縮機；節能；降耗

1 概述

目前，最為環保的能源處理方式就是對天然氣進行壓縮處理，此技術的使用可以比較有效的提高經濟效益。我國天然氣壓縮機使用的時間起步比較晚，主要引用的是國外的產品，設備運行過程中系統運行消耗的能量太大、工作效率低等。保證設備的正常運行就是要確保發動機和壓縮機的正常使用，而影響兩者的重點就是耗能問題，只有解決這方面的問題，才能對節能工作提供實際的保障。

2 往復式天然壓縮機使用過程中的理論循環

實際中，理論參考假設有以下幾點：第一個就是氣缸存在的容積；第二個就是進氣和排氣系統受到的阻力；第三個就是壓縮氣體所需要的容積確保無誤；第四個是氣體壓縮過程中的指數是否正常。在整個壓縮機循環的過程中涵蓋了溫度的循環、變化的信息以及熱量的循環。

3 往復式天然氣壓縮機影響性能的因素

3.1 壓縮機輸氣指數

壓縮機的輸氣指數通常是壓縮機正常運行的輸出氣量以及理論輸出氣量的占比，輸氣指數對實際輸出的氣量有影響。根據設備設計報告可以看出，只有降低輸氣指數才能降低壓縮機的耗能。

3.1.1 容積。實際使用過程中，影響余隙的主要是活塞的活動，當活塞在止點上的時候，活塞的頂面會和氣缸產生一定的容積量。在這個過程中，如果壓縮的距離越來越小，那么就會產生噪音等其他不良反應。

3.1.2 壓力值。壓力指數直接的反映出氣體呼入時的壓力，當吸氣的壓力值下降的過大，對吸氣閥門的壓力就會增大，從而導致閥門關閉，因此，在實際工作中，只有適當的降低吸氣壓力才能確保壓力值的適中。

3.1.3 溫度。溫度是衡量氣體壓縮過程中吸氣量對呼氣量影響的參數。當吸氣的時候，氣缸內壁會因為吸氣溫度上升，如果這時候的溫度大于吸氣管溫度，那么就會導致吸入氣體的容積下降，從而影響整個氣缸的壓力。此問題最好的解決辦法就是提高氣缸的質量。

3.1.4 泄露指數。泄露由于很多的零配件都存在因為密封不嚴格造成的，其后果造成排氣的總量少于氣缸內部的總量。只有有效的降低活塞和氣缸之間的縫隙、優化產品的設計、提高吸氣和排氣的密封質量、提高制造技術等，才能有效的確保泄露指數在可工作的范圍內。

3.2 壓縮機氣體的物理特性

天然氣中有很多的混合物質，其中大多數都是可凝結的氣體，因此，在壓縮的時候，某些氣體會產生凝析以至于混合物質含量下降，最終干擾壓縮機的工作。

3.2.1 含水量。當往復式天然氣壓縮機工作后，如果此時處于相同的溫度之下，那么每壓縮一個n×0.1MPa，體積就會減小1+n倍，相對的單位體積之內的含水量也會相應增加。溫度一樣，單位體積的含水量越高，壓縮的水越多，那么對于設備的腐蝕越高，從而增加了設備正常使用的能耗。

3.2.2 壓縮過程中的壓縮因子。由于壓縮機工作的時候會導致混合氣體的組分發生變化，導致壓縮的因子也在產生變化，此變化直接影響容積指數，導致容積或者氣缸的尺寸偏離原先的需求。

3.2.3 氣體濃度。壓縮的過程中氣體的濃度決定了壓縮過程中存在的阻力，濃度越大阻力越大，反之，濃度越小阻力越小。

4 活塞式的復式天然壓縮機節能方案

4.1 PLC的應用

PLC的全稱是可編程序控制器，多用在往復式天然氣壓縮機控制體系中，此控制器可以幫助壓縮機有效的采集工作中的數值，比方說轉速多少、壓力高低、溫度高低以及流量的大小等，此外，還會將獲得的數據進行自動的規劃整理。

4.2 三環可變動的氣閥

干擾氣閥正常工作的主要原因有：閥片的上升程度、彈簧的力度、其他運動零配件的質量。閥片上升所用的時間越短，那么壓縮遇到的阻力也會越小，好處就是減少了氣閥開關對最終排氣量的影響，還可以增加氣閥使用的壽命。

4.3 定期維修氣缸以及活塞

活塞處于止點的時候就會與氣缸內部產生一個間隙，或者和排氣道形成一個空間，這就是所說的余隙，當余隙的容積越大，就會導致排氣量的減少。

4.4 各零件之間的間隙

壓縮機正常工作的時候會讓內部的運動零配件活動從而產生間隙，間隙越小，或者零配件的表面越粗糙，那么最后都會導致設備的負荷工作增大，最終影響著整個設備的輸出功率；相反，如果此時的間隙比較大，那么其工作的泄露量也會增加，那么對功率的損失也會提高。

4.5 定期維護容易泄露的部件

壓縮機工作中主要涉及到的泄露部件有排氣閥、活塞以及需要填充物料的部件，在實際的操作中要確保這些部件是否會產生泄露的現象。如果排氣閥泄露將會影響排氣量，或者內泄，會造成功率增大，從而影響整個排氣容積的壓力以及溫度。

4.6 減弱進排氣系統的阻礙物

壓縮機在工作的時候會用到分離器，分離器隨著使用的時間而降低使用壽命，如果不做好維護的工作將會增加兩端之間的壓力。

5 降低發動機能耗的主要方法

5.1 調整空燃和多余空氣指數

當壓縮機在運行的時候，發動機會根據實際運行的情況，比如說負載、燃料值、轉速快慢去自動的調整需要的數值。如果發動機進行敲缸，那么可以說明此時燃料內部的壓力太大，即混合氣體的濃度太大導致空氣指數偏小。

5.2 調整混合氣體的占有量

混合氣體在各個氣缸中的占有量是不一樣的，因此阻礙了發動機的使用，每一個氣缸都無法用經濟的混合氣體，因為這樣會降低發動機使用的功率，增大燃料的消耗。對于往復式天然氣壓縮機使用的發動機來說，只有經過有效的調整，才能均和各氣缸的氣體量。

5.3 提高燃燒率

當發動機有運動負荷的時候就會產生殘余的氣量，殘余氣量的增加相對來說會減少燃料與氧氣的接觸。為了加強燃料使用的效率，應提高混合氣體的濃度，以此來加強燃燒使用率。

5.4 做好發動機冷卻工作

發動機的工作溫度直接影響著設備消耗的能力，當發動機冷卻液處在70度的時候，燃燒節能率有3%，但是當冷卻液的溫度有80度的時候，燃燒節能率可以達到5%。因此，往復式天熱氣壓縮機在整體運行的時候，最好將發動機冷卻的溫度控制在這個范圍。

參考文獻

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