往复式压缩机节能降耗技术探讨

综述与评论　化工自动化及仪表，２００６，３３（３）：１－５　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ＩｎｓＵｕｍｅｎｔｓ　ｉｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　

往复式瓦斯压缩机节能研究概述　

赵国山，仇性启　（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东东营２５７０６１）　摘要：主要介绍往复式瓦斯压缩机性能参数，包括排气量、排气压力和功率效率等，并分析了影响往复式压　缩机性能参数的因素。重点介绍往复式压缩机流量调节和节能控制的原理与方法，以及进气压力变化和混合气　体组分变化对往复式瓦斯压缩机效能的影响。　关键词：往复式压缩机；多组分气体；节能；自动控制；ＰＬＣ　中圈分类号：ＴＨ４５７　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００－３９３２（２００６）０３－０００１－０５　１　引　言　气体压缩机是石化装置的关键设备，是石化生　产中主要的耗能单元，对气体压缩机节能降耗的研　究是十分必要的，本文将主要针对往复式瓦斯压缩　机的节能降耗进行分析。　２往复式瓦斯压缩机　２．１往复式瓦斯压缩机简介　现在大多数炼油厂都安装有催化裂化装置和焦　化装置，这些装置产生大量含烃的混合气体，称为富　气，又称为瓦斯气。这是一种可回收再利用的气体，　如焦化气体中主要由低分子烃类气体组成，氢碳比　高（约为３．５），适于用作制氢原料。　分馏塔塔顶的气相出料冷却后在分离罐中分　相，液相称为粗汽油，气相称为瓦斯，瓦斯经过两段　压缩后与粗汽油一起送人吸收稳定系统再分离为干　气、液化气和稳定汽油，工艺流程见图１…。　

分　馏　塔　粗汽油　图１　瓦斯压缩系统流程图　往复式瓦斯压缩机可以解决在石化行业生产过　程中的瓦斯放火炬污染环境、浪费资源等问题，可降　低生产过程的能耗，满足生产的工艺要求。　如图２所示，圆筒型气缸中具有一个可往复运　动的活塞，汽缸上有进、排气阀门。当活塞做往复运　动时，气缸容积便周期地变化，它与吸气阀、排气阀　的启闭相配合，实现包括膨胀、吸气、压缩和排气四　个过程的工作循环，从而不断吸人气体、排出气体并　压缩气体。　

67能源环保与安全

一、往复式压缩机的需求往复式压缩机用于回收多余的放火柜瓦斯气，在我厂的瓦斯平衡中发挥着重大作用。１．工业中动力的传送往复式压缩机是指通过气缸内活塞运动，使气缸的体积发生变化，从而实现气体的压缩和输送，根据工作的原理，分为活塞式和隔膜式压缩机。其应用广泛，根据其压力的不同，往复式压缩机可制成单级或多级，在化工生产中，可为介质的输送提供高压力，并且可工作的介质相当广泛，在石油行业，食品行业，饮料行业都得到广泛使用。２．在化工工业中的应用在化工行业中，很多气体的合成需要在高压的环境下进行，压缩机能够为化学反应提供高压环境，比如说重要的化工原料甲醇的合成，就是由氨气，氢气和二氧化碳在高压环境下反应生成的。在石油的生产和加工中，要使用氢气，在高压的作用下，将石油中的成分分解成轻链的碳氧化合物，因此要使用压缩机进行压缩工作。二、往复式压缩机现有的调节技术１．较常见的调节方法压气吸气调节：这种调节方式的主要步骤是，先压开一侧吸气阀，这可以使排气量减少，但长时间的工作，会使压开的吸气阀门的工作压力增大，在吸气阀门的一侧，会产生少量的液体积累，长期不进行处理会导致压缩机的工作受到影响，积压的液体会冲撞吸气阀门，不适宜阀门的长期运行。固定余隙调节：这种调节方式，通过对压缩机的各项指标进行标定，固定余隙调节对功耗的减少量与排气量的比重，已达到降低能耗的作用，但固定的余隙调节在实际的工作中，由于受到各种因素的影响，其降低能耗并不明显，因此该方法的实际意义不大。旁路调节：这种调节方式是通过对对压缩机压缩的气体进行分流，在旁路管道中进行处理，增强系统的处理效率。但这种调节方式，存在着功耗大的缺点。比如这种调节方式，不仅会将多余气体的全部进行压缩，回流的气体温度极高，在排放是还需要对其进行冷却处理。２．目前比较先进的调节方法部分行程压开吸气阀门调节：这种调节方式相比于其他调节方式，对往复式压缩机各项调节的实用性强，对压缩机的能耗控制有一定的帮助。这种方式的主要步骤是：首先通过对吸气阀的控制，控制进气管中的气体量的多少，进而通过一些基本控制，实现排气过程的连续。在气体进出阀门的过程中，会有左右的损耗，但相比与其他调节方法，这已经将能耗控制的很低了。并且这种调节方式，压缩机对气体所做的功绝大部分都转化成排气量，具有很高的经济效益。这种方式，由于对压气阀门的控制要求精准，因此对控制系统的精度要求很高，建成满足要求的控制系统需要较大的投资。３．气量无级调节系统这种调节系统的主要工作原理为：使用计算机对压缩的时间进行精准的控制，其主要的步骤为，将压缩过程中的状态数据进行处理，储存在计算机的电子存储单元中，通过液压控制器来对吸气阀的开闭状态进行控制。当多余气体出现时，进气阀门可以通过延长关闭时间，来使多余气体进入到进气管中。在这种调节和控制下，气体的吸气阀不再需要进气压差工作，直接由外部驱动力进行控制，提高了往复式压缩机的工作效率，节省了能源，使压缩机的工作更准确。如果出现一些不可抗拒的因素，比如计算机控制系统出现故障，这种控制系统可恢复普通的工作机制，使压缩机的工作不受影响。三、各种技术的对比１．对各种技术的调节范围进行对比从各种调节方式范围来看，气量无级调节系统通过控制通气阀门的开关时间来实现气体的通量调节，在都是可调节的。余隙气量的调节通过液体控制余隙缸体的大小，实现气量的调节，可实现范围内的可调。通过对比这两种调节方式，可以发现气量无级调节系统的调节范围更大，在压缩机工作时的，如需要更大的负荷调节量，则气量无级调节对此的实用性更强。从实际的使用角度分析，压缩机在工作过程中很少出现工作负荷低于的现象，在低负荷运行时，对压缩机的管路和各种部件会产生破坏。２．从调节的速率来分析通过对两种压缩机的运行效率进行试验，发现，在零负荷的运转状态下，气量无级调节系统的效率明显高于余隙调控系统，但都在分钟级别内，因此，在对压缩机的调节速率要求不高时，这两种方式都可以选用，差别不大。３．从改造的程度和范围分析。两种系统的主体结构类似，都为液体液压系统。对于两种系统的改造和升级，只需要增加液压油和液压控制的控制精准度。但这两种系统在具体改造中也存在一些差别。气量无级调节系统主要通过对压缩机的气阀进行改造，而余隙调节系统通过使用液压缸进行改造。通过对市面上的各种元器件进行调查，发现余隙调节系统的改造成本较低。四、结束语随着我国工业的发展，往复式压缩机的应用越来越广泛，在石油，化工，食品等行业具有重要地位。本文介绍了往复式压缩机的基本工作原理，和目前行业中对压缩机的余隙调节技术，对两种较先进的技术进行的综合对比，分析了各自的优势。在提升压缩机的工作效率的方面的研究，有一定的借鉴意义。参考文献：[1]李书璞, 顾兴坤, 岳建华, et al. 往复式压缩机余隙调节技术应用[J]. 石油化工设备, 2016(5):61-65.[2]李国红, 贾正首, 薛忠峰, et al. 余隙容积无级调节技术在往复式压缩机中的应用[J]. 河南化工, 2017(4).往复式压缩机余隙调节技术应用弋建梅 中国石油化工股份有限公司沧州分公司炼油一部 【摘　要】往复式压缩机有压开吸气气阀，固定余隙，旁路调节等基本余隙调节方式，本文对这几种调节方式的工作原理进行了简单介绍，指出了这些调节方式存在的缺陷。主要体现在效率和能耗方面，针对这些不足，介绍了两种比较先进的调节方式，其共同特点是利用了计算机智能调控，对压缩机的效率和工作精准度都有了很大提高。【关键词】往复式压缩机；余隙调节；技术应用

往复式压缩机气量调节方式论文

摘要：通过对上面几种方式的介绍及对比，结合目前化工生产中的实际应用，对于大型往复式压缩机机组大部分采用旁路调节与无级

气量调节方式相结合的一种复杂的控制方案，其中旁路调节主要作用在压缩机在0%-50%负荷时，无级气量调节主要作用在压缩机为50%

本文负荷时。由于目前无级气量调节系统自动化控制技术已经成熟，

仅需要较低的人工干预，自动化程度高。这种组合控制能够使压缩机达到最广的气量调节范围，同时也能够使节能效果最大化，因此在现

实生产中被广泛应用。 往复式压缩机具有效率高、流量大、压力范围广等优点，广泛应

用于石油、化工、冶金、机械等领域[1]。在石油化工生产中往复式

压缩机的地位是其他种类压缩机不能够替代的。但是对于一台往复式压缩机来说，其额定的排气量在结构设计初期就已经确定，然而在实

际生产中，往复式压缩机并非总处于满负荷的工作状态[2]，现实生产中通过对压缩机的气量调节来满足生产需要的负荷。

目前在化工生产中往复式压缩机的气量调节主要包括以下几种：

（1）转速调节；（2）旁路调节；（3）全程顶开吸气阀调节；（4）余隙调节；（5）无级气量调节（部分行程压开吸气阀）。[2]下面对几种

气量调节方式进行介绍及比较。 1、转速调节

转速调节一般用于驱动机功率较小的电动机或者驱动机为内燃

机或汽轮机的压缩机。对于电动机的调节方式采用变频器改变驱动机的转速，可对排气量在60%-100%的范围内进行无级调节。采用此种

方式具有压缩机机械摩擦损失小、只改变单位时间内压缩机的工作循环次数并没有改变循环过程，在机组的背压没有发生改变的情况下压

缩机的压缩比不会发生变化，并且压缩机机体并不需要额外安装其他装置等优点。但是由于受到驱动电机自身的限制，在对电机进行变频

调节时对电网的冲击较大、机体容易产生振动造成连锁停车、运动部

件磨损增加、有时候还会造成压缩机的供油量不足、不能够长时间在低负荷下工作[3]，调节范围有限。此方法多用于离心式压缩机，化

垫　皇重　２）１３年第２０卷第１　１期　技术研发　

压缩机节能技术的分析　

陈　建　

（江西气体压缩机有限公司，江西３４１０００）　

摘要：在阐述压缩机应用过程中需要注意的问题的基础上，详细地探讨了压缩机的节能技术。　

关键词：压缩机；节能；技术　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１３．１　１．０７３　

０引言　

目前，压缩机已经广泛应用于生活和生产的方方面面，比　

如石油化工、交通运输等国民经济的各个领域中，都发挥着举　足轻重的作用。随着我国经济的发展，压缩机势必会得到更广　

泛的应用。本文就压缩机的节能技术进行探讨。　

１压缩机的应用　目前，压缩机的种类很多，型号也各异，这种机器的多样性　

在给予我们方便的同时，如何选择合适的压缩机以达到使用的　

最佳目标也是困扰我们的一个问题。压缩机的合理使用，不仅　

具备很好的可靠性，也能够展现经济型。所以，在选择压缩机　的时候，应该要注意以下几点。　

１）要严格考察使用环境。所谓使用环境主要有使用场合　

和使用条件。比如，如果使用场地较小，应该选择立式的；如果　

使用场地有长距离的变化，就需要选择移动式的；如果使用场　

合没有供电系统，就需要选择柴油机驱动式的。同时，在水冷　

和风冷这两种冷却方式上，需要根据环境而定。如果使用场合　有完善的上下水系统，就可以选择水冷式的。但是，如果是北　

方，水冷就会容易冻坏气缸。　

２）要考虑排气量和排气压力。排气量和排气压力是压缩　

机的一个重要参数。在选择压缩机的时候，应该综合考虑压缩　

机的气量与所需的排气量的匹配程度，并且需要保留有１０％　

的冗余。同时，排气量的考虑，还应该要区分高峰用量以及低　

谷用量。　３）要考虑运行的安全性。由于压缩机在工作时会产生一　定的压力，属于带压力机器，因此，运行时的安全性应该要放在　首位。目前，我国对于压缩机实行“两证”制度一压缩机生产许　

可证以及压力容器生产许可证。通常在选择时，应该要选择两