[发明专利]一种往复压缩机无级气量调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种往复压缩机无级气量调节方法，用于控制往复压缩机排气量，实现往复压缩机节能降耗的目标。

背景技术

往复压缩机广泛应用于炼油、天然气输送等高压比、压缩介质为小分子的场合。对于一台固定的往复压缩机其额定排气量在结构设计时已确定，但实际生产中，由于生产需要的改变导致往复压缩机实际并非总处于满负荷运行；由于化工、炼油生产过程中，工艺流程的变化，原料种类的变更，以及市场需求的变化都会要求往复压缩机的排气量能在较大的范围内进行调节。

目前生产中应用较多的往复压缩机气量调节方式包括：往复压缩机起停机调节、转速调节、管路调节、余隙容积调节、压开吸气阀调节。往复压缩机起停机调节方式易导致机组起停频繁且易存在闲置机组；转速调节方式通过改变往复压缩机驱动机转速，改变机组运行功率及排气量，对驱动机性能要求高；管路调节方式对不需要的气体同样进行压缩，能源浪费过高且精度不够；余隙调节由于其装置复杂且调节范围有限而受到限制；压开吸气阀调节方法使用广泛，是目前应用较多的一种调节方式。

压开吸气阀调节方法通常包括两种，一种为在往复压缩机工作循环过程中全行程压开吸气阀，通过对往复压缩机多个气缸进行控制，达到调节气量目的，实现气量调节，但调节范围和精度较低，只能达到0%，25%，50%，75%，100%。

另一种为部分行程压开吸气阀，该方法通过在一个往复压缩机工作循环内控制吸气阀压开与关闭，达到在一定程度上控制排气量的目的，气量调节精度与范围超过全行程压开吸气阀方法。如专利US-A-5695325通过特定装置在气阀与阀座之间旋转，实现吸气阀开启关闭；专利EP-A-0893605通过电液控制技术驱动压叉压开吸气阀；已形成产品的包括浙江大学化机研究所研制的气量调节系统，奥地利贺尔碧格公司研发的HydroCOM无级气量调节系统，已申请中国专利CN03158561.2。

本发明涉及的气量调节系统采用间歇性全行程压开吸气阀技术，该技术通过调整压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数与不压开吸气阀的工作循环个数之比，达到任意比例控制往复压缩机排量的效果，从而实现降低往复压缩机排气量和节能降耗的目的；该方法在保证调节精度的同时对控制系统精度要求大大降低，因此成本降低，且仍保持了部分行程顶开吸气阀调节方式能耗低、调节范围宽的优点；同时由于作用过程中，降低了吸气阀阀片的启闭次数，可大幅提高吸气阀使用寿命。

与本方法类似的发明有西安交通大学发明的一种往复活塞压缩机排气量无级调节方法，专利CN 101173658 B，该方法由压缩机的满负荷运行的最大排气量和实际所需排气量确定占空比，通过一个控制系统和一个或多个能够压开吸气阀的执行机构，控制压缩机吸气阀的强制压开或自由开闭，使压缩机加载循环与空载循环间隔分布并符合占空比，从而均匀的提供所需排气量。本发明方法与其区别在于：

1）本发明方法通过对下列间隔时间进行综合考虑，确定在输出液压执行机构动作信号前需延时的T₇、T₈、T₉、T₁₀的大小，从而确定液压执行机构的控制规律，具体包括：

获得控制信号到输出控制信号的间隔时间T₀，

输出控制信号到液压执行机构开始动作的间隔时间T₁，

液压执行机构完成顶出最短时间T₂，

执行机构电磁球阀最短放电时间T₃，

执行机构完成撤回最快时间T₄，

往复压缩机完整吸气过程时间T₅；

一个往复压缩周期开始到吸气阀完全开启的时间为T₆；

2）可由现场操作人员根据往复压缩机后端工艺生产需要计算往复压缩机实际排气量占额定排气量的百分比K，更加贴近现场实际产生实际状态，并自动计算K/100%的最简分数，记为X/Y；