關(guān)于往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗途徑的研究

吳有更

摘要：通過(guò)對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮過(guò)程進(jìn)行理論分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中用到的節(jié)能技術(shù)，對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)節(jié)能降耗途徑進(jìn)行探索，并作出總結(jié)。

關(guān)鍵字：往復(fù)式壓縮機(jī) 理論分析 節(jié)能降耗

1.概述

某加氣母站共六臺(tái)D型水冷往復(fù)式壓縮機(jī)，均為四級(jí)壓縮，主要用于將低壓的凈化天然氣壓縮到25MPa高壓天然氣。為深入開(kāi)展節(jié)能降耗工作，減少壓縮機(jī)能耗損失，提高設(shè)備工作效率，現(xiàn)就往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮原理進(jìn)行理論分析，根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行中的事故案例，結(jié)合實(shí)踐中常用的節(jié)能技術(shù)，提出節(jié)能措施，為場(chǎng)站壓縮機(jī)技術(shù)改進(jìn)提供可靠依據(jù)。

2.壓縮過(guò)程理論分析

往復(fù)式壓縮機(jī)將低壓氣體壓縮為高壓氣體，由吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過(guò)程組成，由圖1所示，c-a表示吸氣過(guò)程，a-b表示壓縮過(guò)程，b-d表示排氣過(guò)程，所消耗的功為三者之和，即c-a-b-d-c所圍成的面積。

典型的壓縮過(guò)程有等溫壓縮、絕熱壓縮和多變壓縮三種，其中等溫壓縮和絕熱壓縮屬于理想情況，壓縮過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)都有明顯變化，不同壓縮過(guò)程消耗功見(jiàn)圖2。

等溫壓縮功為Wdb，由面積c-a-db-d-c表示，同理，絕熱壓縮功為Wjb，多變壓縮功為Wbb。有圖可以Wdb

3.節(jié)能措施

3.1.提高冷卻器性能，使級(jí)間溫度能滿足于等溫壓縮

2011年5月份，加氣母站壓縮機(jī)排氣溫度普遍升高，功耗比平常增加顯著，立即組織相關(guān)人員對(duì)故障進(jìn)行排查。打開(kāi)壓縮機(jī)循環(huán)水冷卻器觀察口，發(fā)現(xiàn)水冷卻器外壁形成一層1.5-2mm水垢，分析為壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)失效。加氣母站立即聘請(qǐng)凈化公司對(duì)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)及循環(huán)水池進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗完畢后壓縮機(jī)能耗下降。由以上案例可以看出冷卻器對(duì)功耗影響顯著，因此我們須做到以下幾點(diǎn)：

3.1.1.加強(qiáng)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的巡檢力度，定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，使回水得到從分的冷卻，降低冷卻水入口溫度。

3.1.2.時(shí)刻注意水池含水量與水壓，及時(shí)補(bǔ)充軟化水，使水位在合適的范圍內(nèi)，保證冷卻水流量。

3.1.3.定期清除冷卻器內(nèi)污垢，保證氣體與冷卻器管束接觸均勻，使得氣體得到從分的冷卻，當(dāng)冷卻器內(nèi)污垢增加時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行酸洗，確保換熱效果。

3.1.4.定期對(duì)軟化水系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)更換軟化樹(shù)脂，降低原水中的鈣鎂離子，確保軟化效果，避免冷卻器出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

3.2.降低各級(jí)氣缸的溫度，使每級(jí)壓縮過(guò)程接近于等溫壓縮

氣體進(jìn)行壓縮時(shí)，若能對(duì)氣缸進(jìn)行充分的降溫，則能保證每級(jí)壓縮功耗最小。加氣母站壓縮機(jī)采用注油器對(duì)氣缸進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻，加氣母站壓縮機(jī)初始運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)氣缸只有一條油路對(duì)氣缸進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻，使得壓縮機(jī)氣缸得不到從分的潤(rùn)滑冷卻，在較大的摩擦下，氣缸溫度過(guò)高，同時(shí)導(dǎo)致功耗增加，在技術(shù)人員指導(dǎo)下，加氣母站對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的分析討論，最終確定改造方案，在進(jìn)氣閥處增加一處潤(rùn)滑油路，改造后加氣母站對(duì)改造效果進(jìn)行分析，得出氣缸溫度明顯下降，功耗得到了有效的控制。

3.3.提高氣質(zhì)，遏制氣體升溫

氣體中若含有水分，會(huì)導(dǎo)致氣體壓縮時(shí)摩擦增大，從而影響功耗；若氣體中還有雜質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致冷卻器管束內(nèi)雜質(zhì)堆積，影響氣體流通速率、管束接觸面積，間接導(dǎo)致氣體功的損耗，因此我們必須提高氣體的純度、質(zhì)量。加氣母站氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾、調(diào)壓、計(jì)量、緩沖、干燥進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，要提高氣體質(zhì)量，我們應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)指標(biāo)。

3.3.1.定期對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行排污，當(dāng)過(guò)濾器前后壓差超過(guò)0.02Mpa時(shí)，對(duì)過(guò)濾器濾芯進(jìn)行清洗或更換，保證過(guò)濾效果。

3.3.2.實(shí)時(shí)檢測(cè)氣體的含水量，確保水露點(diǎn)在-60度以下。定期保養(yǎng)干燥塔，按時(shí)更換分子篩，確保氣體充分干燥，既能滿足客戶需求，又能降低功耗。

3.4.設(shè)計(jì)和安裝中，盡可能的減少系統(tǒng)氣路的流動(dòng)阻力

對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，在工藝需求的情況下，要盡量保證吸氣管要直、短，要盡量少裝彎頭和閥門，不安裝不必要的彎頭和閥門，減少管道沿程損失和局部壓力損失。壓力的損失會(huì)導(dǎo)致加壓到同等壓力時(shí)，所需功耗增加，從而增加費(fèi)用。

3.5.嚴(yán)格控制設(shè)備內(nèi)外泄漏和余隙容積

外泄漏是指空氣直接漏人大氣或漏入低級(jí)進(jìn)氣管路，這樣會(huì)直接減少了排氣量，相同的排氣量所需功耗將會(huì)增加；內(nèi)泄漏是指氣體由高壓級(jí)泄漏到級(jí)間管道，造成了氣體重復(fù)壓縮，同樣增加了功率消耗，并影響排氣溫度和壓力，進(jìn)一步增加了功率消耗。因此應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備巡檢，將內(nèi)外泄漏減少到最低，既能保證安全，又能降低能耗。

壓縮機(jī)在檢修中余隙容積同樣相當(dāng)重要。余隙容積過(guò)大，將導(dǎo)致排氣量下降，相當(dāng)于做同樣的功，排氣量減少，從而影響能耗，因此在設(shè)備安裝和檢修中一定要按照技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行安裝，保證合理的余隙容積，減小功率消耗。

4.結(jié)論

通過(guò)以上分析得出，要實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的節(jié)能，一是要加強(qiáng)冷卻塔、換熱器、軟換水裝置的檢修，確保冷卻效果，使級(jí)間溫度盡量接近入口溫度；二是要保證氣缸得到充分的冷卻，保證氣體壓縮近似于等溫壓縮過(guò)程；三是要加強(qiáng)壓縮機(jī)輔助設(shè)備干燥塔、過(guò)濾器的保養(yǎng)，保證優(yōu)質(zhì)氣源；四是加強(qiáng)設(shè)備巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，并做到及時(shí)檢修，確保安全的同時(shí)，降低了功耗；五是是檢修壓縮機(jī)時(shí)，要嚴(yán)格控制余隙容積，保證足夠的排氣量；六是在壓縮機(jī)技術(shù)改造時(shí)，不要增加不必要的彎頭，保證通氣順暢。只要嚴(yán)格做到以上幾點(diǎn)，壓縮機(jī)能耗必定有所降低，同時(shí)供氣管網(wǎng)的合理布置、壓縮機(jī)運(yùn)行方式等對(duì)壓縮機(jī)節(jié)能降耗也有一定的影響，有待我們進(jìn)一步討論。

參考文獻(xiàn)

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