[发明专利]压缩机智能监控与软测量增效技术

说明书

技术领域

《压缩机智能监控与软测量增效技术》是属于压缩机自动控制范畴内的科学技术。往复压缩机是高校、设计研究院所和压缩机制造企业长期研究开发、设计制造的往复回转机械；是石油、化工、化肥企业、西气东送等压缩机运行企业广泛应用的通用机械；是制备空气、氧气、氨气、氢氮气、二气化碳等各种气体压力、输送各种气成分的空压机、制氧机、氨压缩机、氢氮气压缩机、二气化碳压缩机等的气体的制压和输送机械；也是具有L型、M型、Z型、H型、M-H型不同结构形式的气体输送和制压机械。

而本专利申请的《压缩机智能监控与软测量增效技术》是依靠申请者已经研制或正在研制的各种类型压缩机热力和动力优化计算程序；多级压缩机第一级入口压力自动调节装置；嵌入式“压缩机黑匣子”技术；压缩机意外极端载荷测控技术；压缩机气缸疲劳裂纹扩展防爆测控技术；并外购集散控制系统JX一300X和嵌入式电气设备PLC设备以及各类压力、温度、流量传感器、功率因数等电测量传感器，组成一整套完整性的技术方案和技术方法，从而构成和实现降低运行阻力矩，减小机器振动，提高机械效率，降低功耗，促进安全生产以及节能增效完整的压缩机智能运行系统。

背景技术

空压机、制氧机、氢氮气往复式压缩机是石油、化工行业运行颇为广泛的通用机械。石化行业是当地的用电大户，其加压和输送物量的压缩机通常都是在厂房内日日夜夜运行被称为高危机器，其用电量往往是该企业用电量的50-88％。因此对它运行的安全性、可靠性的研究十分重要。

80年代浙江某化肥厂因循环机活塞杆断裂引发氢氮气在厂房内爆炸，造成人员伤亡。事隔几年后，浙江两家氮肥厂的H12压缩机活塞杆、曲轴多次断裂引发机体破坏造成经济严重损失。90和20年代，温州化工总厂和福建清流某化肥厂L3.3-17/320压缩机连杆、活塞杆、曲轴箱发生20多次断裂引起10多台320千瓦电机烧毁与机体破坏等严重事故。96年山东某集团公司6M压缩机发生活塞杆6次断裂，造成多次停车事故。2005年国内某一特大型集团公司，从美国引进7700千瓦每台价值达3000万元的BDC型往复式压缩机因六级气缸发生70毫米的疲劳裂纹，由于无自主技术产权，不得不停产拆卸进行被动测绘，仅一个多月停产就已给企业造成1500多万元的直接经济损失。另有一厂，由中美合资(美国技术)压缩机公司制造的7700千瓦8个气缸的8HHE型压缩机，其曲轴、连杆、轴瓦分别是从美国、英国、意大利进口，运行中多次发生振动事故，造成八拐曲轴扭曲，使装配八列气缸的曲轴箱变形报废，仅一年多的长期停产造成直接经济损失已达一亿八千多万元。此外，大量的压缩机事故是申请者至今难以统计的损失。

国内绝大多数石油、化工和化肥企业目前压缩机运行都还停留在手工操作水平上；大多数压缩机制造厂也都还不制造带有数控或智能装置的各类型压缩机。现行生产运行的1000多家大中小化肥企业中，浙江镇海炼化集团当年从美国引进第一套往复式4缸自控压缩机，但是该机还只有对气体压力、温度、润滑油温度、压力等参数的检测功能，却没有自动控制的操作功能。国内浙江大学近年来曾在空压机上成功开发带有自控功能的装置；莱钢的8#氧气压缩机也已开发成功自动控制系统；西南石油学院对国外引进的多级压缩机成功地开发和配备了自动检测和控制系统。但由于研究开发的业务范围不同，所以都还没有考虑将检测数据做详细的热力学和动力学在线优化计算、分析和数控的功能。特别是，对于本专利申请中的上述对多级压缩机疲劳穿透裂纹防爆监控等多项的智能化数控技术等科学技术问题，国内外仍然还未填补这个空白。

多级往复式压缩机具有排出高达32至100MPa压力是其他类型压缩机所不能取代的优点，但是压缩机运行中的电耗高、操作强度大、事故时有发生之缺点是科学界众所周知的问题。因此从发展趋向看，降低往复式压缩机运行中的比功率，降低劳动强度，提高它运行的可靠性，安全性，这是国内外压缩机科技界所共同追求的目标。为此，只有研究开发各种类型往复式压缩机具有离线能做优化改造计算分析，在线能做检测、监控和优化计算分析为一体的智能控制和增效系统之技术平台才能有大的突破。看来，这是可能的必然的发展趋势，也是符合我国国情的路子。