關于往復式壓縮機節能降耗途徑的研究

吳有更

摘要：通過對往復式壓縮機壓縮過程進行理論分析，結合生產實踐中用到的節能技術，對往復式壓縮機節能降耗途徑進行探索，并作出總結。

關鍵字：往復式壓縮機 理論分析 節能降耗

1.概述

某加氣母站共六臺D型水冷往復式壓縮機，均為四級壓縮，主要用于將低壓的凈化天然氣壓縮到25MPa高壓天然氣。為深入開展節能降耗工作，減少壓縮機能耗損失，提高設備工作效率，現就往復式壓縮機壓縮原理進行理論分析，根據生產運行中的事故案例，結合實踐中常用的節能技術，提出節能措施，為場站壓縮機技術改進提供可靠依據。

2.壓縮過程理論分析

往復式壓縮機將低壓氣體壓縮為高壓氣體，由吸氣、壓縮、排氣三個過程組成，由圖1所示，c-a表示吸氣過程，a-b表示壓縮過程，b-d表示排氣過程，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，壓縮過程中狀態參數都有明顯變化，不同壓縮過程消耗功見圖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.節能措施

3.1.提高冷卻器性能，使級間溫度能滿足于等溫壓縮

2011年5月份，加氣母站壓縮機排氣溫度普遍升高，功耗比平常增加顯著，立即組織相關人員對故障進行排查。打開壓縮機循環水冷卻器觀察口，發現水冷卻器外壁形成一層1.5-2mm水垢，分析為壓縮機冷卻系統失效。加氣母站立即聘請凈化公司對循環水冷卻系統及循環水池進行化學清洗，清洗完畢后壓縮機能耗下降。由以上案例可以看出冷卻器對功耗影響顯著，因此我們須做到以下幾點：

3.1.1.加強對循環水系統的巡檢力度，定期進行維護保養，使回水得到從分的冷卻，降低冷卻水入口溫度。

3.1.2.時刻注意水池含水量與水壓，及時補充軟化水，使水位在合適的范圍內，保證冷卻水流量。

3.1.3.定期清除冷卻器內污垢，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，當冷卻器內污垢增加時，要及時進行酸洗，確保換熱效果。

3.1.4.定期對軟化水系統進行檢測，及時更換軟化樹脂，降低原水中的鈣鎂離子，確保軟化效果，避免冷卻器出現結垢現象。

3.2.降低各級氣缸的溫度，使每級壓縮過程接近于等溫壓縮

氣體進行壓縮時，若能對氣缸進行充分的降溫，則能保證每級壓縮功耗最小。加氣母站壓縮機采用注油器對氣缸進行潤滑冷卻，加氣母站壓縮機初始運行時，壓縮機氣缸只有一條油路對氣缸進行潤滑冷卻，使得壓縮機氣缸得不到從分的潤滑冷卻，在較大的摩擦下，氣缸溫度過高，同時導致功耗增加，在技術人員指導下，加氣母站對此現象進行認真的分析討論，最終確定改造方案，在進氣閥處增加一處潤滑油路，改造后加氣母站對改造效果進行分析，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，遏制氣體升溫

氣體中若含有水分，會導致氣體壓縮時摩擦增大，從而影響功耗；若氣體中還有雜質，會導致冷卻器管束內雜質堆積，影響氣體流通速率、管束接觸面積，間接導致氣體功的損耗，因此我們必須提高氣體的純度、質量。加氣母站氣體經過過濾、調壓、計量、緩沖、干燥進入壓縮機進行壓縮，要提高氣體質量，我們應嚴格控制各項指標。

3.3.1.定期對過濾器進行排污，當過濾器前后壓差超過0.02Mpa時，對過濾器濾芯進行清洗或更換，保證過濾效果。

3.3.2.實時檢測氣體的含水量，確保水露點在-60度以下。定期保養干燥塔，按時更換分子篩，確保氣體充分干燥，既能滿足客戶需求，又能降低功耗。

3.4.設計和安裝中，盡可能的減少系統氣路的流動阻力

對壓縮機進行設計和安裝時，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。壓力的損失會導致加壓到同等壓力時，所需功耗增加，從而增加費用。

3.5.嚴格控制設備內外泄漏和余隙容積

外泄漏是指空氣直接漏人大氣或漏入低級進氣管路，這樣會直接減少了排氣量，相同的排氣量所需功耗將會增加；內泄漏是指氣體由高壓級泄漏到級間管道，造成了氣體重復壓縮，同樣增加了功率消耗，并影響排氣溫度和壓力，進一步增加了功率消耗。因此應加強設備巡檢，將內外泄漏減少到最低，既能保證安全，又能降低能耗。

壓縮機在檢修中余隙容積同樣相當重要。余隙容積過大，將導致排氣量下降，相當于做同樣的功，排氣量減少，從而影響能耗，因此在設備安裝和檢修中一定要按照技術數據進行安裝，保證合理的余隙容積，減小功率消耗。

4.結論

通過以上分析得出，要實現壓縮機的節能，一是要加強冷卻塔、換熱器、軟換水裝置的檢修，確保冷卻效果，使級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程；三是要加強壓縮機輔助設備干燥塔、過濾器的保養，保證優質氣源；四是加強設備巡檢，及時發現漏氣現象，并做到及時檢修，確保安全的同時，降低了功耗；五是是檢修壓縮機時，要嚴格控制余隙容積，保證足夠的排氣量；六是在壓縮機技術改造時，不要增加不必要的彎頭，保證通氣順暢。只要嚴格做到以上幾點，壓縮機能耗必定有所降低，同時供氣管網的合理布置、壓縮機運行方式等對壓縮機節能降耗也有一定的影響，有待我們進一步討論。

參考文獻

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