[发明专利]一种基于P—V图测试的往复式压缩机能效分析系统

说明书

本发明公开了一种基于p—V图测试的往复式压缩机能效分析系统，该系统包括硬件模块和软件模块，硬件模块是指压力传感器、压力变送器、温度传感器、键相传感器、互感器、数据采集卡，软件模块包括数据显示、数据处理、数据存储，此系统能够实现往复式压缩机的流量、指示功率、电机功率、效率的实时测量和分析，从而反映往复式压缩机的运行状况。本发明的有益成果有：通过测量的各级气缸的p—V图能得到压缩机流量，不必在压缩机管道上安装流量计；通过测量的各级气缸的p—V图能够反映中间各级气量的变化、各级指示功及总指示功率；基于p—V图测试的压缩机能效分析系统能够完成数据的实时处理，提高了测量效率，而且技术简便易于实现。

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种往复式压缩机的能效分析系统。

背景技术

大型往复式压缩机是化工合成、天然气集输等工业的关键设备，也是主要的能耗设备。随着生产规模的扩大，往复压缩机的数量、规格都在扩大，很多压缩机功率都在兆瓦级别。从目前压缩机使用情况来看，很多压缩机都存在能耗管理不精细的问题，压缩机的能耗状况不清楚，甚至可能长期运行在低效工况下，造成巨大的能源消耗，降低企业的整体效益。目前，国家正进入十四五阶段，节能减排是国家规划工作的重中之重。因此，对往复式压缩机的能耗状况进行监测、分析，对于提高机器效率、企业效益，乃至促进我国的绿色健康发展都具有重要意义。

压缩机的能耗主要是功耗，大部分情况为电功耗，水耗、油耗占比较小。压缩机的产出为一定流量的高压气体。因此，要评价压缩机的能耗状况，则必须明确压缩机的功耗及流量参数。对于在役的压缩机，要获得上述参数，则要求监测系统尽量不破坏压缩机现有系统，即主机及管路系统。然而进行功耗、流量测量，目前市场上的大部分测量装置都必须要在主机和管路上安装，由于现场安装条件不具备或安全规范不允许，这类测量装置使用具有很大的局限性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种基于p—V图测试的压缩机能效分析系统，能够实现往复式压缩机的流量、指示功率、电机功率、效率的实时测量和分析，从而反映往复式压缩机的运行状况。

为了实现上述目的，本发明采用的解决方案是：

一种基于p—V图测试的往复式压缩机能效分析系统，包括：

硬件模块：获取往复式压缩机能效分析所必须的参数，包括各级进、排气压力、各级进、排气温度、各级气缸内压力、键相信号、电机电压和电机电流；

软件模块：对硬件模块获取的参数信号进行转换和处理，以各级气缸内压力、键相信号、电机电压和电机电流为输入，输出往复式压缩机的p—V图、流量、指示功率、电机功率和效率。

所述硬件模块，包括：

压力传感器：安装在往复式压缩机各级气缸示功孔上，用以采集往复式压缩机各级气缸内的压力值；

压力变送器：安装在各级进、排气管道或缓冲罐上，用以测量各级进、排气压力；

温度传感器：安装在各级进、排气管道或缓冲罐上，用以测量各级进、排气温度；

键相传感器：安装在近飞轮处，用以获取键相信号，提供信号采集触发，表征往复式压缩机某列活塞运行到外止点的时刻；

互感器：安装在电源的输出线上，用以采集往复式压缩机电机线路的电压、电流值；

数据采集器：用以连接压力传感器、压力变送器、温度传感器、键相传感器、互感器和计算机，将采集到的信号传输至计算机，便于软件处理。

所述软件模块，包括：

数据处理模块：通过对输入的信号即各级气缸内压力、键相信号、电机电压和电机电流进行滤波处理，剔除干扰，以及进行转换和计算得到所需的输出值，输出值包括各级气缸的p—V图、流量、指示功率、电机功率及效率；