往复式压缩机余隙气量调节系统课件.ppt

余隙自动无级调节在活塞式往复压缩机上的应用 九江大安自控工程有限公司 目录 前言 活塞式压缩机余隙容积与排气量、功率的关系 余隙无级调节装置的结构原理 1 2 3 4 可调余隙调节原理、调节范围及应用范围 余隙无级调节装置结构组成及控制系统 5 成功案例 6 结论 7 节能效果 1 前 言 前言 炼油化工装置加工工艺所需活塞式压缩机的气量一般根据装置最大所需气量或近期装置可能扩容所需的流量来选择压缩机，同时据API618要求活塞式压缩机设计时气量还要按正偏差（3%～5%以内，分子量小的选大值）来确定，再加上装置负荷变化、入口条件改变等因素，活塞式压缩机气量大都有较大的富余量。为了满足炼油化工生产需要都要进行气量调节。 传统的气量调节方法有顶开气阀、固定余隙调节以及旁路调节共同使用。通过我们实际应用中发现，长期顶开气阀不利于活塞式压缩机长周期运行；通过对压缩机的标定发现，固定余隙调节对耗功没有达到减少排气量与减少能耗成正比例的变化，降耗不明显。且上述两种方式不是无级的，所以活塞式压缩机气量调节大都用旁路调节，这就导致压缩机气量与指示功不成正比，压缩机功耗高。 前言 目前，部分行程压开吸气阀调节是调节范围大、节能效果比较好的一种方式。 部分行程压开吸气阀调节是通过控制压缩过程中吸气阀的关闭时刻，控制返回进气管道气量的多少，从而实现排气量的连续调节，虽然气流进出吸气阀会有5%左右的阻力损失，由于指示功几乎与排气量成正比，所以还有很高的运行经济性。 此种方式可以实现气量20～100%的无级调节，但由于压开吸气阀的时间有精确要求，执行机构是高速运动部件，所以对控制和执行机构要求高、投资很高。 九江大安自控工程有限公司采用武汉理工大学《活塞往复式压缩机余隙无级调节装置》专利技术并成功实现了该技术工厂化应用，我们以中石化荆门分公司两台不同工况的往复压缩机上应用此项技术，结果表明节电效果很显著。 活塞式压缩机余隙容积与排气量、功率的关系 由于活塞式压缩机结构、制造、装配、运转等方面的需要，气缸中某些部位留有一定的空间或间隙，这部分空间或间隙称为余隙容积。如图1中的Vc。 图1 存在余隙Vc的示意图和示功图 图2 存在余隙Vc’的示意图和示功图 图1为压缩机存在余隙Vc的示意图和理想气体示功图。图中，横坐标V表示气缸容积变化，纵坐标P表示气缸压力变化，P1、P2分别是进、排气压力。 在图1中，1—2—3—4表示存在余隙容积Vc时全排气量的循环图。由于有余隙容积Vc的存在，使工作活塞在右行之初，因留存在余隙容积Vc内的气体压力大于进气管道的压力而不能吸入气体，直到活塞右行到位置4时，气缸内气体体积由Vc膨胀到V4、压力由P2下降到P1时才开始进气。进气量相应的线段长度为4—1，压缩过程为1—2，排气过程为2—3，膨胀过程为3—4。1—2—3—4—1包围的面积即为一个往复行程需要的功。 如果在余隙容积Vc基础上再增加余隙容积到Vc’，示功图如图2示意。排气量和所需要的能耗均减小。 通过调节余隙容积的大小，可以达到调节气量和减少功耗的目地。 活塞式压缩机余隙容积与排气量、功率的关系 3 余隙无级调节装置的结构原理 余隙无级调节装置的结构原理 余隙自动无级调节装置是在固定余隙调节的基础上，将固定余隙改变成余隙容积连续可调的调节方法，取消控制辅助余隙腔与气缸之间连接的余隙阀，可调余隙缸与外侧气缸直接相通，进出余隙缸的气体几乎没有阻力损失。 余隙自动无级调节由智能控制系统控制,实现对气量自动实时的控制。可调余隙调节执行机构见图1。图2为外侧气缸可调余隙调节的示意图和理想气体示功图。 余隙无级调节装置的结构原理 图1可调余隙调节执行机构示意图 余隙无级调节装置的结构原理 当需要减少排气量时，可以增加余隙容积到Vc’，此时功率循环图为1—2’—3—4’。进气量由全进气量相应的线段长度4—1减少到线段长度4’—1，压缩过程按1—2’进行，压缩过程活塞力的增加速率小于余隙容积为Vc时的速率，排气量由相应的全排气量线段2—3减少到线段2’—3。由于没有额外的阻力，在3—4’膨胀循环过程中，气体对压缩机活塞作功，减轻了曲轴连杆的负载。 当需要外侧气缸零排气量时，可以增加余隙容积到Vc”，此时，余隙容积Vc”中留存的高压气体膨胀到吸气行程Vs终止，膨胀线和压缩线合二为一，如图中过程线1—3—3—4”所示。对双作用气缸来说，采用比较普通的电液控制设施，通过控制余隙活塞的位置就可实现压缩机排气量50%～100%范围无级调节。 外侧气缸可调余隙调节的示意图和理想气体示功图 图5 可调余隙调节的示意图和示功图 四 余隙无级调节装置