[发明专利]基于温度和进气压力的往复压缩机流量调控方法

摘要

本发明涉及基于温度和进气压力的往复压缩机流量调控方法，实现了多级往复压缩机在温度和进气压力变化时排气量保持不变，达到了稳定压缩机排量的目的。为了克服机组实际排量受温度和进气压力变化影响的技术缺点，本发明采用基于顶开进气阀调节原理的执行卸荷装置。设定机组实际需求排气量，实时采集压缩机机组一级的进气温度和进气压力并计算机组当前状态下满负荷流量，并进行标准状转化；各级气量负荷比通过设定的机组实际需求排气量与当前进气温度和压力下的满负荷流量进行比值计算获得。

主权项

1.一种基于温度和进气压力的往复压缩机排量控制方法，其特征在于：(1)在往复压缩机吸气阀上安装卸荷器，通过控制吸气阀延时撤回角度调节机组排气量；(2)压缩机的压缩级数为N，各级进气温度为Tis，单位为K，开尔文，各级进气阀数量为Si，i＝1,2…N；在设计温度工况下，设往复压缩机的额定排气量是Q0，单位为Nm3/min，即标准立方米毎分钟，机组满负荷运行时的各级进气压力为Pi，i＝1,2…N，单位为Pa；(3)进行排气量调节时，生产工艺在t时刻实际需要的气量为Q(t)，单位Nm3/min；(4)应用狭窄通道流量模型进行机组排气流量计算，绝热流动的理想气体在气阀狭窄通道中的质量流量方程为：上式中，m代表气体质量，单位kg，α为流量系数，A为通道面积，k为比热比，ν为气缸内气体比容，P_in和P_out分别表示流进和流出窄通道气体的压力，T_in为留紧窄通道的气体温度，R_g为气体常数，R为通用气体常数,为8.314J/(mol*K)，M为气体的摩尔质量；求得往复压缩机第一级气缸在吸气过程中的质量流量方程为：上式中，α1sv为第1级气缸吸气阀流量系数；A1sv为第1级气缸吸气阀通道面积；ω为压缩机转速，单位rad/秒；P1cy和P1分别表示第1级气缸内压力和第1级进气压力，T1s为第1级气缸吸气阀进气温度，k为比热比，θ为相对于活塞外止点曲轴转过的角度，定义活塞位于外止点时θ＝0°，m1s为第1级气缸吸气阀的进气质量；(5)计算吸气温度为T1s时第1级气缸单周期满负荷吸气量M1s：将第1级气缸的吸气质量M1s转化为到标准状态下气体流量Q1s，单位为Nm3/min；(6)进行排气量调节时，生产工艺在t时刻实际需要的气量为Q(t)，单位是Nm3/min，往复压缩机各级气缸在t时刻的负荷比为：ηi＝Q(t)/Q1s(7)根据负荷比转化公式式中，λ_i为压缩机各级的连杆长度与曲轴半径之比，计算第i级气缸卸荷器延时撤回的角度θ_i：设定第i级气缸数量为Wi，定义第i级第j个气缸活塞位于外止点时，曲轴转角θij＝0，活塞位于内止点时，曲轴转角θij＝180；若气缸为外侧单作用气缸，则对第i级的Wi个气缸，每个气缸的吸气阀卸荷器在θij＝180+θi时完成撤回；若气缸为内外侧双作用气缸，则对第i级的Wi个气缸，每个气缸外侧的吸气阀卸荷器在θij＝180+θi时完成撤回，每个气缸内侧的吸气阀卸荷器在θij＝θi时完成撤回；卸荷器对气阀的控制实现了机组排气量和各级的压比的调节。