[发明专利]活塞往复式压缩机阶梯压缩方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体压缩技术，特别是涉及一种活塞往复式压缩机阶梯压缩方法和系统。

背景技术

活塞往复式压缩机广泛应用于石油、天然气及化工等领域。活塞往复式压缩机常用的一种驱动方式是电动机驱动，电动机的额定输出功率要略大于活塞往复式压缩机，而活塞往复式压缩机在运行时通常是根据用户要求，在不同的工况(入口压力，出口压力，气体流量等)下，设计成不同的压缩级数，压缩级数越高，所需要的电动机输出功率越大。比如天然气充灌，当天然气入口压力是0.8MPa，经活塞往复式压缩机压缩后充罐的出口压力是25MPa，气体流量2220M³/h。如果按压缩级从第一级到第四级连续工作，将出口压力25MPa的气体直接充入用户的储气容器中，所消耗的功率是320KW。由于用户气罐加气之初，其罐内压力很低，此时就用四级压缩机同时工作，以最高的压力向气罐中加气，无疑是种浪费，会白白浪费不少功率消耗。

发明内容

为弥补上述不足，降低使用活塞往复式压缩机的功率消耗，本发明提供一种活塞往复式压缩机阶梯压缩方法及系统。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩方法，包括：

在同轴多级活塞往复式压缩机的应用中，每一级活塞式压缩机都设置单独的进气管线和出气管线，通过输出输入管线上阀门的控制连接成连接级数可以转换的压缩系统；

在输出压力低于活塞往复式压缩机第一级的出口额定压力的0.9倍时，活塞往复式压缩机第一级直接输出；

在输出压力低于活塞往复式压缩机第二级的出口额定压力的0.9倍而高于活塞往复式压缩机第一级的出口额定压力的0.9倍时，活塞往复式压缩机的第一级和第二级级联，由第二级输出；

在输出压力低于活塞往复式压缩机第三级的出口额定压力的0.9倍而高于活塞往复式压缩机第二级的出口额定压力的0.9倍时，活塞往复式压缩机的第一级、第二级和第三级级联，由第三级输出；

在输出压力低于活塞往复式压缩机第四级的出口额定压力而高于活塞往复式压缩机第三级的出口额定压力的0.9倍时，活塞往复式压缩机的第一级、第二级、第三级和第四级级联，由第四级输出；

级联方式的改变受一PLC控制，PLC通过压力传感器检测各点压力，根据上述区间变换各阀门的通断，组成不同的级联方式，并通过一个变频器控制驱动电机，根据不同的级联方式确定驱动电机的输入功率。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩系统，包括活塞往复式压缩机及输入管线和输出管线、气动球阀、电磁换向阀、冷却器、气液分离器、回收罐、减压阀、驱动电机、变频器、PLC，一级输入管线经气动球阀连接所述活塞往复式压缩机的一级缸的进气口，所述一级缸出气口连接的一级输出管线经过一级输出气动球阀连接所述气液分离器，经一级支路气动球阀连接所述活塞往复式压缩机的二级缸的进气，所述二级缸出气口连接的二级输出管线经过二级输出气动球阀连接所述气液分离器，经二级支路气动球阀连接所述活塞往复式压缩机的三级缸的进气，所述三级缸出气口连接的三级输出管线经过三级输出气动球阀连接所述气液分离器，经三级支路气动球阀连接所述活塞往复式压缩机的四级缸的进气，所述四级缸出气口连接的四级输出管线经过四级输出气动球阀连接所述气液分离器，在所述压缩机的四条输出管线上分别装有主压力传感器，所述所述活塞往复式压缩机的所有气缸共驱动轴，连接所述驱动电机，所述驱动电机连接所述变频器，所述输入、输出及支路气动球阀分别连接主电磁换向阀，所述变频器、主电磁换向阀和主压力传感器连接所述PLC。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩系统，在所述输出气动球阀和气液分离器之间的连接管线上分别串接一单向阀。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩系统，所述活塞往复式压缩机的各气缸的出气口和气动球阀之间的输出管线上分别串接冷却器和过滤器，并联一温度传感器。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩系统，在前三级过滤器上，分别有一支路连接回收气动球阀，所述三个回收气动球阀连接到回收罐，所述回收罐经过回流减压阀连接所述活塞往复式压缩机一级缸的进气口，所述三个回收气动球阀分别连接辅助电磁换向阀。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩系统，在所述活塞往复式压缩机的一级缸输出管线上连接一分支管线，通过控制减压阀连接到所述所有电磁换向阀，所述回收罐也有一分支管线连接所有电磁换向阀。

本发明活塞往复式压缩机阶梯压缩系统，在所述进气口、所述输入气动球阀后的输入管线上并联一输入压力传感器和输入压力表，在所述气液分离器上装有输出压力传感器和输出压力表。