試論某CNG加氣母站往復壓縮機節能技術

郭奎

摘要：CNG加氣母站中，往復壓縮機是常見的化工設備。該設備運行過程中耗電量高是加氣站節能降耗工作的重要切入點。本文通過對CNG加氣母站往復壓縮機使用過程中影響能耗的因素進行分析，繼而提出了如何降低往復壓縮機使用能耗，旨在提高往復壓縮機運行維護技術水平，更好地實現CNG加氣站節能降耗高質量發展目標。

關鍵詞：天然氣加氣站、母站、節能、往復式壓縮機

引言：在化工企業中，往復壓縮機是重要的機械設備。該設備運行工況是否安全穩定和高效對企業生產效益目標的實現有密切的關系。通過對該設備運行中能耗影響因素的分析，制定更科學的設備節能策略是化工企業及工作人員關注和研究的內容。

一、往復壓縮機使用現狀

壓縮機在使用過程中通常涉及到兩種類型，一種是絕熱壓縮，另一種是多變壓縮。前者是在設備過程運行過程中內部和外部環境之間沒有進行能量交換，因此設備內部能量全部用于增加氣缸的溫度，因而這種情況下能耗很大，也很難使能耗降低。后一種類型是往復壓縮機在進行氣體壓縮的過程中處于等溫和絕熱兩種狀態之間，因此可以采取適當的措施盡可能向理想的等溫壓縮狀態靠近，以降低壓縮機運行過程的能耗。

二、往復壓縮機能耗影響因素分析

往復壓縮機運行過程能耗多少與溫度的關系十分緊密。其中外界環境溫度對往復式壓縮機的耗電量影響較大。以某CNG加氣母站為例，該CNG加氣站的采用了往復壓縮機。在對該壓縮機能耗的分析過程中，工作人員對往復壓縮機的耗電量進行了統計，數據如表1所示。

觀察表1可以發現，在2019年1月至2020年6月期間內，往復壓縮機的單位體積耗電量最大值為0.128kW·h/Nm3，單位體積耗電量最小值為0.114kW·h/Nm3。往復壓縮機單位體積耗電量較大的時間段在2019年1月～2月、2019年12月～2020年2月、2020年5月～6月。觀察表2可以發現，環境氣溫最低時間段在2019年1月～2月、2019年12月～2020年2月，這一時間段與往復式壓縮機單位體積耗電量較大的時間段吻合。其他月份的環境溫度條件下，往復壓縮機單位體積耗電量較小，說明往復壓縮機耗電量大小與環境溫度有關，在環境溫度10℃～25℃范圍內耗電量較小。如果環境溫度超過25℃，或者低于10℃，則往復壓縮機能耗較大。

從往復壓縮機的運行原理方面進行分析，曲軸箱內的潤滑油在高溫環境下的潤滑效果更好，而級間冷卻器的降溫效果不好，此時壓縮機內各級氣缸進氣溫度較高會造成壓縮機驅動功率升高，導致能耗增加。而環境溫度較低時，級間冷卻器的散熱效果好，排除進氣溫度的影響，隨著溫度的降低，曲軸箱潤滑油的粘稠度升高，導致曲軸做功能耗增大，使壓縮機能耗增加。

天然氣進氣溫度也可能對往復壓縮機能耗產生影響。為此，調整天然氣進氣溫度，然后觀察壓縮機功率變化情況。進氣溫度設置成一定的溫度梯度，從-20℃依次升高至35℃，每5℃為一個溫度階梯。設定壓縮機入口壓力為13.5bar，出口壓力為210bar，結果發現當進氣溫度升高時，往復壓縮機的功率會隨之升高。分析其原因，當進氣溫度升高時，氣體膨脹，容積系數變大，在氣體組分不變的情況下，壓縮機功率增大。

三、往復壓縮機節能降耗技術

通過對CNG加氣站往復壓縮機能耗隨溫度變化情況的分析，工作人員可采取以下節能降耗措施。在夏季高溫時段，注意做好風冷器散熱片清洗工作;冬季環境溫度低的時候，采用品質過關的潤滑油，避免潤滑油在低溫條件下黏度過高造成曲軸箱做功阻力較大，避免壓縮機能耗升高。冬季盡量采取連續作業的方式，使壓縮機空閑時間不超過2小時，保持潤滑油溫度不低于20℃。控制往復壓縮機進氣溫度，在-13℃～14℃范圍內較佳，避免溫度過高造成往復壓縮機能耗升高。定期清洗冷卻風扇散熱片，做好壓縮機降溫，減少壓縮機能耗。此外，避免壓縮機頻繁啟停，做好壓縮機日常養護，避免故障發生，減少啟停次數。

四、結語

往復式壓縮機在CNG加氣母站運營中是重要的化工設備，具有高壓比、中低流量的特點。使用過程中，工作人員應注意溫度條件的變化對壓縮機能耗帶來的不利影響，采取科學的節能降耗措施，在保證壓縮機正常運行的情況下降低能耗。

參考文獻

[1]王文龍.加氣母站壓縮機主電機改造節能分析[J].石化技術，2019（11）

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