CN103062035B - 一种低温气体压缩机的试车系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温气体压缩机的试车系统和方法。该系统包括：液氮供应装置、空温器、调温器、压缩机入口缓冲罐、压缩机、压缩机出口缓冲罐；液氮供应装置将液氮送至空温器，使液氮蒸发为氮气；空温器蒸发的氮气与来自压缩机出口缓冲罐的氮气汇合后进入调温器内，与液氮供应装置送来的液氮混合，使调温器输出的氮气温度稳定在压缩机的进气温度；调温器将温度稳定的氮气送至压缩机入口缓冲罐，压缩机将压缩后的氮气送入压缩机出口缓冲罐；压缩机出口缓冲罐将缓存的氮气送回调温器。本发明能稳定控制压缩机的入口氮气温度，同时能降低液氮的消耗，减少设备使用数量和占地面积。

Description

一种低温气体压缩机的试车系统和方法

技术领域

本发明涉及低温气体压缩机的试车技术领域，特别是涉及一种低温气体压缩机的试车系统和方法。

背景技术

液化天然气、液态乙烯、液态丙烷及丁烷等低温物质在储存运输的过程中不可避免地因漏入环境热量而蒸发为相应的低温气态物质（如液化天然气变为气态的低温天然气、液态乙烯变为气态的低温乙烯、液态丙烷和丁烷变成低温的丙烷和丁烷气体等），这些蒸发气必须回收，否则会引起设备、管线的超压，造成安全隐患，同时也造成有用资源的浪费。利用压缩机来压缩这些低温气体是回收的一种方式。不同于普通的压缩机，回收所用的这种压缩机是在常温下制造，但在低温下使用的，因此其性能的可靠性需要格外关注，并在制造工厂进行低温测试和检验，这就涉及到低温气体压缩机的试车。

图1为现有的低温气体压缩机的试车系统的结构图。如图1所示，该系统包括液氮供应装置、多个空温器103、压缩机入口缓冲罐104、压缩机105以及压缩机出口缓冲罐106，其中，液氮供应装置可用液氮槽车101来实现，也可用液氮储罐102来实现，当然，二者也可以同时使用。该系统的工作原理为：液氮供应装置向空温器103输送其储存的液氮；该液氮在空温器103内吸收空气的热量蒸发为氮气后，进入压缩机入口缓冲罐104进行缓冲；接着氮气从压缩机入口缓冲罐104进入压缩机105进行压缩，压缩后的氮气进入压缩机出口缓冲罐106进行缓存；在压缩机出口缓冲罐106内的氮气达到一定压力时，开启控制阀107，将其中的氮气直接排入大气。

可见，现有技术中的氮气只能利用一次即排至大气，这使得液氮的消耗量就比较大。另外，在液氮流量较大时，为了防止空温器103输出的氮气温度过低或者过高，不满足压缩机105的进气温度要求，也为了防止空温器103结霜影响工作，现有技术提供的系统必须设置足够多的空温器103才能满足要求，空温器103的数量按照压缩机105要处理的氮气量的两倍能力来设置，以便于一组空温器103处于工作状态，另外一组作为备用随时准备除霜，这两组的功能定期进行轮换。这大大增加了该系统的设备使用数量以及占地面积，当压缩机的处理能力非常大时，现有技术所使用的空温器设备过多，在投资和占地方面都难以实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低温气体压缩机的试车系统和方法，能稳定控制压缩机的入口氮气温度，同时降低液氮的消耗，减少设备使用数量以及占地面积。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低温气体压缩机的试车系统，该系统包括：液氮供应装置、空温器、调温器、压缩机入口缓冲罐、压缩机、压缩机出口缓冲罐；其中，

所述液氮供应装置与所述空温器相连，以将其储存的液氮送至所述空温器内进而利用空气的热量使所述液氮蒸发为氮气；

所述空温器与所述调温器通过氮气空温调温管线相连，以将蒸发得到的氮气送入所述调温器内；

所述液氮供应装置与所述调温器相连，以将其储存的液氮送入所述调温器内与所述空温器送来的所述氮气混合，使所述调温器输出的氮气的温度稳定在所述压缩机的进气温度；

所述调温器与所述压缩机入口缓冲罐相连，以将温度为所述压缩机的进气温度的氮气送至所述压缩机入口缓冲罐内进行缓存；

所述压缩机入口缓冲罐与所述压缩机相连，以将其缓存的氮气送入压缩机进行压缩；

所述压缩机与所述压缩机出口缓冲罐相连，以将压缩后的氮气送入所述压缩机出口缓冲罐进行缓存；

所述压缩机出口缓冲罐的输出端与所述氮气空温调温管线通过氮气返回管线相连，以将所述压缩机出口缓冲罐内缓存的氮气送入所述调温器内。

本发明的有益效果是：本发明中，液氮供应装置提供的液氮在空温器内蒸发为氮气，该氮气在调温器内与液氮供应装置提供的液氮混合，由于液氮向空温器以及调温器的输送量可通过调节液氮供应装置的输出量来控制，因而本发明可保证调温器输出至压缩机入口缓冲罐的氮气的温度稳定在压缩机所要求的进气温度范围内，氮气温度的稳定有利于压缩机的正常工作，同时也有利于延长压缩机的使用寿命。氮气被压缩后输出至压缩机出口缓冲罐缓存，在其内部的氮气压力达到预定值时，压缩机出口缓冲罐可将其内部的氮气送入调温器，重新在调温器内与液氮混合，从而实现氮气的重复利用。在工作一段时间之后，从压缩机出口缓冲罐送入调温器的氮气即可基本满足压缩机的试车需要，液氮供应装置只需向调温器输送少量液氮用以保证输送至压缩机入口缓冲罐的氮气的温度稳定在压缩机的进气温度，而基本不需要向空温器输送液氮，也就是说，该系统基本实现了氮气的循环压缩，因此，本发明在使压缩机入口氮气温度保持稳定的同时，大大降低了液氮的消耗量。而由于空温器只在系统工作的初始阶段承担加热蒸发液氮的工作，在氮气的循环利用建立起来之后，空温器基本不工作，因而本发明所使用的空温器的设备量大大减少，通常只需要一台小能力的空温器设备或者增加一台作为备用即可满足要求，这极大地减少了本发明的设备使用数量和占地面积。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述液氮供应装置与所述空温器的连接管线上设有控制该连接管线的开度的球阀。

进一步，所述液氮供应装置与所述空温器的连接管线上设有防止液氮倒流回所述液氮供应装置的止回阀。

进一步，还包括一号压力控制器以及设置在所述氮气空温调温管线上的一号压力控制阀；

所述一号压力控制器与所述氮气空温调温管线相连，以根据所述氮气空温调温管线内的氮气的压力来控制所述一号压力控制阀的开度。

进一步，还包括温度控制器和温度控制阀；

所述温度控制阀设置在所述液氮供应装置与所述调温器的连接管线上；

所述调温器与所述压缩机入口缓冲罐之间的连接管线接所述温度控制器；该温度控制器根据所述调温器输出的氮气的温度来控制所述温度控制阀的开度。

进一步，所述调温器内设有调温界面装置；

所述空温器送来的氮气与所述液氮供应装置送来的液氮进入所述调温器后位于所述调温界面装置的两侧，并在所述调温界面装置处接触而混合。

进一步，所述调温界面装置的数量为一个以上。

进一步，所述调温界面装置为耐低温的金属丝网材料，或为耐低温的金属填料。

进一步，所述压缩机入口缓冲罐的输出端设有除沫器。

进一步，还包括二号压力控制器以及设置在所述氮气返回管线上的二号压力控制阀；

所述二号压力控制器与所述压缩机入口缓冲罐的内部相连，以根据所述压缩机入口缓冲罐内部的氮气的压力来控制所述二号压力控制阀的开度。

进一步，所述氮气返回管线上设有节流孔板。

进一步，所述压缩机出口缓冲罐的紧急输出端连接直通大气的紧急输出管线；

该系统还包括三号压力控制器以及设置在所述紧急输出管线上、初始状态为关闭的三号压力控制阀；

所述三号压力控制器与所述压缩机出口缓冲罐的内部相连，以在所述压缩机出口缓冲罐内部的氮气的压力达到报警压力时开启所述三号压力控制阀。

另外，本发明还提供了一种低温气体压缩机的试车方法，该方法基于上述的系统；该方法包括：

步骤1：液氮供应装置将其储存的液氮送至空温器内，使液氮在所述空温器内吸收空气的热量而蒸发为氮气；

步骤2：空温器将其内部蒸发得到的氮气送入调温器内，液氮供应装置将其储存的液氮送入所述调温器内与所述空温器送来的所述氮气混合；

步骤3：所述调温器将其内部混合得到的温度稳定在所述压缩机的进气温度的氮气送至压缩机入口缓冲罐内进行缓存；

步骤4：所述压缩机入口缓冲罐将其缓存的氮气送入所述压缩机进行压缩；

步骤5：所述压缩机将压缩后的氮气送入压缩机出口缓冲罐进行缓存；

步骤6：所述压缩机出口缓冲罐将其缓存的氮气送入所述调温器内。

进一步，所述步骤5还包括：判断所述压缩机出口缓冲罐内的氮气的压力是否达到报警压力，是则将所述压缩机出口缓冲罐内的氮气直接排入大气。

附图说明

图1为现有的低温气体压缩机的试车系统的结构图；

图2为本发明提出的低温气体压缩机的试车系统的结构图；

图3为本发明提出的低温气体压缩机的试车方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图2为本发明提出的低温气体压缩机的试车系统的结构图。如图2所示，该系统包括：液氮供应装置、空温器203、调温器204、压缩机入口缓冲罐205、压缩机206、压缩机出口缓冲罐207。其中，液氮供应装置可用液氮槽车201来实现，也可用液氮储罐202来实现，当然，还可以同时使用液氮槽车201和液氮储罐202来实现。

图2中，液氮供应装置与空温器203相连，以将其储存的液氮送至空温器203内进而利用空气的热量使液氮蒸发为氮气。可见，该系统在初始工作阶段，本发明是将空温器203作为液氮的蒸发设备来使用的。

液氮输入空温器203的流量不同，空温器203内蒸发得到的氮气（也就是输送至调温器204的氮气）的温度也不同，因而空温器203输出的氮气温度是不稳定的，这种氮气如果直接送至压缩机入口缓冲罐205，会对压缩机206的工作造成不利影响。因此，本发明在空温器203以及压缩机入口缓冲罐205之间设置了调温器204，如图2所示，空温器203与调温器204通过氮气空温调温管线2033相连，以将在空温器203内蒸发得到的氮气送入调温器204内。

调温器204用于调节空温器203蒸发得到的氮气的温度，使其稳定在压缩机206的进气温度。这里，压缩机206的进气温度是其设备制造参数之一，为一已知的温度值或已知的温度范围。调温器204是利用液氮供应装置送来的液氮与该氮气混合从而实现氮气温度的调节功能的，液氮供应装置向调温器204输送液氮的流量是可控的，如果空温器203送来的氮气温度较高，则液氮供应装置送来的液氮就会多一些，相反，如果空温器203送来的氮气温度较低，则液氮供应装置送来的液氮就少一些。为实现该功能，液氮供应装置就需要与调温器204相连，以将其储存的液氮送入调温器204内与空温器203送来的氮气混合，从而使调温器204输出的氮气的温度稳定在压缩机206的进气温度。

调温器204与压缩机入口缓冲罐205相连，以将温度为压缩机206的进气温度的氮气送至压缩机入口缓冲罐205内进行缓存。压缩机入口缓冲罐205与压缩机206相连，以将其缓存的氮气送入压缩机206进行压缩。压缩机206与压缩机出口缓冲罐207相连，以将压缩后的氮气送入压缩机出口缓冲罐207进行缓存。

与现有技术中氮气只能利用一次有所不同，本发明中，压缩机出口缓冲罐207的输出端与氮气空温调温管线2033通过氮气返回管线2074相连，以将压缩机出口缓冲罐207内缓存的氮气送入调温器204内。也就是说，本发明通过设置氮气返回管线2074，可将压缩后的氮气送回调温器204内重新利用，这样，在经过一段时间后，除了液氮供应装置向调温器204送入一定量的液氮以满足氮气温度的稳定需求之外，液氮供应装置基本不需要再向空温器203内送入液氮进行蒸发，此时，空温器203基本也不需要再工作了。因此，本发明只需设置一台空温器203，或者增设一台作为备用（即使用两台空温器），即可满足系统需求。另外，氮气的循环利用也大大降低了液氮的消耗量。

由此可见，本发明中，液氮供应装置提供的液氮在空温器内蒸发为氮气，该氮气在调温器内与液氮供应装置提供的液氮混合，由于液氮向空温器以及调温器的输送量可通过调节液氮供应装置的输出量来控制，因而本发明可保证调温器输出至压缩机入口缓冲罐的氮气的温度稳定在压缩机所要求的进气温度范围内，氮气温度的稳定有利于压缩机的正常工作，同时也有利于延长压缩机的使用寿命。氮气被压缩后输出至压缩机出口缓冲罐缓存，在其内部的氮气压力达到预定值时，压缩机出口缓冲罐可将其内部的氮气送入调温器，重新在调温器内与液氮混合，从而实现氮气的重复利用。在工作一段时间之后，从压缩机出口缓冲罐送入调温器的氮气即可基本满足压缩机的试车需要，液氮供应装置只需向调温器输送少量液氮用以保证输送至压缩机入口缓冲罐的氮气的温度稳定在压缩机的进气温度，而基本不需要向空温器输送液氮，也就是说，该系统基本实现了氮气的循环压缩，因此，本发明在使压缩机入口氮气温度保持稳定的同时，大大降低了液氮的消耗量。而由于空温器只在系统工作的初始阶段承担加热蒸发液氮的工作，在氮气的循环利用建立起来之后，空温器基本不工作，因而本发明所使用的空温器的设备量大大减少，通常只需要一台小能力的空温器设备或者增加一台作为备用即可满足要求，这极大地减少了本发明的设备使用数量和占地面积。

为了控制液氮供应装置向空温器203输送液氮的流量，可在液氮供应装置与空温器203的连接管线上设有控制该连接管线的开度的球阀。如图2所示，液氮槽车201与空温器203的连接管线上设有控制该连接管线的开度的球阀2011，液氮储罐202与空温器203的连接管线上设有控制该连接管线的开度的球阀2012。

液氮在空温器203内蒸发后，气压增大，为了防止空温器203内压力较大造成从液氮供应装置输出至空温器203的液氮的倒流，本发明在液氮供应装置与空温器203的连接管线上还可以设置防止液氮倒流回液氮供应装置的止回阀。如图2所示，在液氮储罐202与空温器203的连接管线上即设有止回阀2021，当然，液氮槽车201与空温器203的连接管线上也可以设置止回阀，图2并未示出。

调温器204用于调节其内部的氮气的温度，使其输出的氮气的温度稳定在压缩机206的进气温度。而该系统启动工作时，调温器204内的氮气主要来自空温器203，另外的一小部分来自液氮供应装置所输入的液氮的蒸发，因此，为了保证调温器204工作的稳定，就需要控制空温器203向调温器204输送的氮气流量，为此，本发明还在氮气空温调温管线2033上设置了一号压力控制阀2032，还设置了控制一号压力控制阀2032的开度的一号压力控制器2031，如图2所示，一号压力控制器2031与氮气空温调温管线2033相连，可检测氮气空温调温管线2033内的氮气压力，并根据氮气空温调温管线2033内的氮气的压力来控制一号压力控制阀2032的开度，从而控制空温器203向调温器204输送氮气的流量。另外，随着调温器204内氮气的增多和气压的增大，可能会发生液氮供应装置向调温器204输送的液氮无法进入调温器204的情况（因调温器204内气压过大），这也需要调节一号压力控制阀2032的开度，减少氮气的输入，以使液氮供应装置所输出的液氮的压力始终大于调温器204内的气压，例如，二者压力差可保持在1bar至3bar，这样液氮进入调温器204时可形成喷雾，增大与氮气的接触面积。

该系统处于氮气的循环利用阶段之后，空温器203基本不再工作，调温器204内的氮气主要来自压缩机206压缩后的氮气，另外一小部分氮气来自液氮的蒸发。而压缩机206对于氮气的压缩，除了使得氮气的压力提高之外，还提高了氮气的温度，该氮气的温度要远高于空温器203送来的氮气的温度，如果液氮供应装置还保持原来的流量向调温器204供应液氮，将使得调温器204输出的氮气温度提高，因此，本发明还设置了温度控制器2042和温度控制阀2043，如图2所示，温度控制阀2043设置在液氮供应装置与调温器204的连接管线上；调温器204与压缩机入口缓冲罐205之间的连接管线接温度控制器2042；该温度控制器2042可检测调温器204输出的氮气的温度，进而根据调温器204输出的氮气的温度来控制温度控制阀2043的开度，从而控制液氮的流量，使调温器204输出的氮气温度稳定在压缩机206的进气温度。

如前所述，液氮从液氮供应装置进入调温器204时，可因压降的存在而形成喷雾，从而增大与调温器204内氮气的接触面积。而为了进一步增大氮气与液氮的接触面积，本发明中的调温器204内还设有调温界面装置2041，并且该调温界面装置2041的数量可以在一个以上，如图2中即设置有两个调温界面装置2041。这样，在系统初始工作阶段，空温器203送来的氮气与液氮供应装置送来的液氮进入调温器204后位于调温界面装置2041的两侧，并在调温界面装置2041处接触而混合；在系统进入氮气的循环利用阶段后，压缩机出口缓冲罐207送来的氮气与液氮供应装置送来的液氮进入调温器204后也位于调温界面装置2041的两侧，并在调温界面装置2041处接触而混合。

调温界面装置2041可用耐低温的金属丝网材料来实现，如图2所示。在图2实施例中，调温器204为卧式圆筒形结构，内部竖直方向设置了2个金属丝网材料作为调温界面装置2041，液氮从2个金属丝网材料的右上侧喷入，氮气由调温器204的左侧进入，这样，液氮和氮气就可以在金属丝网材料处接触，进而实现混合和调温。当然，这里的金属丝网材料必须耐低温，而低温的范围则与压缩机要压缩的低温气体的种类有关，至少能够长期耐受该低温气体的沸点所在的温度。

调温界面装置2041也可用耐低温的金属填料来实现。在调温器204的其他实施例中，调温器204为一个立式的塔形气液混合器，其内部水平方向设置耐低温的金属填料作为调温界面装置2041，当然，该金属填料的数量也可以在一个以上。氮气由塔形气液混合器的下部进入，向上流动，液氮由塔的上部喷入，在金属填料处实现氮气与液氮的充分混合，进而实现调温，调温完成的氮气由塔形气液混合器的顶部输出。当然，该金属填料也要能够耐受低温，至少能够长期耐受本发明所涉及的低温气体的沸点所在的温度。

调温器204是利用液氮来调节氮气的温度的，因而其向压缩机入口缓冲罐205输出的氮气中不可避免地要混杂有液氮颗粒（以雾滴的形式存在），这些液氮颗粒如果进入压缩机206，会影响压缩机206的工作，因此，本发明在压缩机入口缓冲罐205的输出端设有除沫器2051，从而对进入压缩机206的氮气起到过滤液氮颗粒的作用，保护压缩机206。

本发明中，进入压缩机206的氮气缓存于压缩机入口缓冲罐205内，而该氮气来自调温器204。为了保证进入压缩机206的氮气压力的稳定，就需要控制进入调温器204的氮气流量。由于在系统进入氮气循环利用阶段之后，整个系统中的绝大部分氮气是循环利用的，即调温器204内的氮气主要来源于压缩机出口缓冲罐207，因此，本发明还设置了二号压力控制器2052以及设置在氮气返回管线2074上的二号压力控制阀2053。如图2所示，二号压力控制器2052与压缩机入口缓冲罐205的内部相连，可检测压缩机入口缓冲罐205内部的氮气的压力，并根据压缩机入口缓冲罐205内部的氮气的压力来控制二号压力控制阀2053的开度，从而保证压缩机入口缓冲罐205输出的氮气的压力稳定。

另外，本发明中，压缩机出口缓冲罐207内的氮气经过了压缩机206的压缩，其压力要大于调温器204内的氮气压力，为了进一步保证输入压缩机206的氮气压力稳定，本发明还在氮气返回管线2074上设有节流孔板2073，该节流孔板2073可对氮气返回管线2074内的氮气流动产生一定阻力，从而使氮气产生一定的能量损耗，进而降低氮气的压力。当然，节流孔板2074的数量可以在一个以上。

上述通过设置节流孔板2074以及设置二号压力控制器2052和二号压力控制阀2053来控制进入压缩机206的氮气的压力，这会影响压缩机出口缓冲罐207内的氮气压力，在压缩机出口缓冲罐207内的气压达到报警压力时，如果不采取任何措施，有可能会造成压缩机出口缓冲罐207的损坏，因此，本发明中，压缩机出口缓冲罐207具有紧急输出端，该紧急输出端连接直通大气的紧急输出管线（如图2中压缩机出口缓冲罐207顶端直通大气的管线所示），该系统设置了三号压力控制器2071以及设置在紧急输出管线上、初始状态为关闭（此时紧急输出管线被封闭）的三号压力控制阀2072；三号压力控制器2071与压缩机出口缓冲罐207的内部相连，可检测压缩机出口缓冲罐207内的气压，并在压缩机出口缓冲罐207内部的氮气的压力达到报警压力时开启三号压力控制阀2072，从而将压缩机出口缓冲罐207内的多余氮气紧急排入大气，防止其损坏压缩机出口缓冲罐207。

在实际应用中，可选取温度控制阀2043与调温器204之间的管线上的某一点（例如图2中A所指示的位置）作为监测进入调温器204的液氮参数的物料点1，选取氮气返回管线2074上位于二号压力控制阀2053与氮气空温调温管线2033之间的某一点（例如图2中B所指示的位置）作为监测压缩机出口缓冲罐207返回的氮气参数的物料点2，选取调温器204和压缩机入口缓冲罐205之间的管线上的某一点（例如图2中C所指示的位置）作为监测压缩机206入口处的氮气参数的物料点3。这样，在图2所示的系统中，物料点1-3处的液氮或氮气的部分参数可以列表（表1）如下：

表1

表1中的“流量”有两种表现形式，一种是以m³/h为单位的体积流量，另一种是以kg/h为单位的质量流量，二者是同一时刻的流量的两种表现形式。

表1列出了不同物料点处于10kPag的压力下，处于不同温度、密度、流量时的参数，能够具体反映该系统的工作情况。

另外，可以对物料点2和物料点1处于同一压力和温度时内部流经的氮气与液氮的流量进行比较，从而获得表2：

表2

表2中的体积比与质量比均能反映物料点2处的氮气与物料点1处的液氮的流量之比，体积比（质量比）的值越大，表明此时物料点2处的氮气流量（即压缩机出口缓冲罐207返回的氮气流量）相较物料点1处的液氮流量（即提供给调温器204的液氮流量）越大，本发明节省液氮消耗的效果也就越明显。由表2可见，升高温度更有利于本发明节省液氮消耗。

基于上述的系统，本发明还提出了一种低温气体压缩机的试车方法。图3为该方法的流程图，如图3所示，该方法包括：

步骤301：液氮供应装置将其储存的液氮送至空温器内，使液氮在空温器内吸收空气的热量而蒸发为氮气。

这里，液氮供应装置可以用液氮储罐实现，也可用液氮槽车来实现，还可以二者兼用。空温器是利用空气的热量来使液氮蒸发的装置。

步骤302：空温器将其内部蒸发得到的氮气送入调温器内，液氮供应装置将其储存的液氮送入调温器内与空温器送来的氮气混合。

这里，调温器是氮气与液氮的混合调温装置，在该试车方法工作的初始阶段，氮气来自于空温器，而在氮气的循环利用建立起来之后，氮气主要来自压缩机出口缓冲罐。

无论是在试车方法工作的初始阶段，还是氮气的循环利用建立起来之后，进入调温器的氮气的温度总是高于压缩机要求的进气温度，因此必须对该氮气进行降温，本发明利用液氮供应装置提供的液氮来对氮气进行降温，在降温完成后，调温器输出的氮气的温度要稳定在压缩机的进气温度。

步骤303：调温器将其内部混合得到的温度稳定在压缩机的进气温度的氮气送至压缩机入口缓冲罐内进行缓存。

为了保证进入压缩机的氮气流量稳定，本发明在调温器与压缩机之间设置了压缩机入口缓冲罐来对氮气进行缓存。

步骤304：压缩机入口缓冲罐将其缓存的氮气送入压缩机进行压缩。

步骤305：压缩机将压缩后的氮气送入压缩机出口缓冲罐进行缓存。

步骤306：压缩机出口缓冲罐将其缓存的氮气送入调温器内。

步骤304至步骤306是对氮气进行压缩的过程。压缩前，压缩机入口缓冲罐输出的氮气的温度稳定在压缩机的进气温度，压力也是稳定的，这有利于压缩机的正常工作，延长压缩机的寿命。在压缩机与调温器之间设置了压缩机出口缓冲罐来对压缩后的氮气进行缓存，可保证进入调温器的氮气流量、压力以及温度都比较稳定。

步骤306将压缩后的氮气送入调温器，这就开始了氮气的循环利用，从此时起，调温器内的氮气逐渐变成主要来源于压缩机出口缓冲罐，空温器逐渐停止工作。

当氮气逐渐在压缩机出口缓冲罐内累积时，压缩机出口缓冲罐内的气压就逐渐增大，为了防止压缩机出口缓冲罐被损坏，本发明中的步骤305还包括：判断压缩机出口缓冲罐内的氮气的压力是否达到报警压力，是则将压缩机出口缓冲罐内的氮气直接排入大气，从而保护压缩机出口缓冲罐。

由此可见，本发明具有以下优点：

（1）本发明中，液氮供应装置提供的液氮在空温器内蒸发为氮气，该氮气在调温器内与液氮供应装置提供的液氮混合，由于液氮向空温器以及调温器的输送量可通过调节液氮供应装置的输出量来控制，因而本发明可保证调温器输出至压缩机入口缓冲罐的氮气的温度稳定在压缩机的进气温度所要求的范围内，氮气温度的稳定有利于压缩机的正常工作，同时也有利于延长压缩机的使用寿命。氮气被压缩后输出至压缩机出口缓冲罐缓存，在其内部的氮气压力达到预定值时，压缩机出口缓冲罐可将其内部的氮气送入调温器，重新在调温器内与液氮混合，从而实现氮气的重复利用。在工作一段时间之后，从压缩机出口缓冲罐送入调温器的氮气即可基本满足压缩机的试车需要，液氮供应装置只需向调温器输送少量液氮用以保证输送至压缩机入口缓冲罐的氮气的温度稳定在压缩机的进气温度，而基本不需要向空温器输送液氮，也就是说，该系统基本实现了氮气的循环压缩，因此，本发明大大降低了液氮的消耗量。而由于空温器只在系统工作的初始阶段承担加热蒸发液氮的工作，在氮气的循环利用建立起来之后，空温器基本不工作，因而本发明所使用的空温器的设备量大大减少，通常只需要一台小能力空温器设备或者增加一台作为备用即可满足要求，这极大地减少了本发明的设备使用数量和占地面积。

（2）本发明利用温度控制器来检测调温器输出的氮气的温度，进而根据该温度来控制温度控制阀的开度，从而控制液氮的流量，可进一步讲调温器输出的氮气温度稳定在压缩机的进气温度，保证压缩机试车工作的正常进行。

（3）本发明在压缩机入口缓冲罐的输出端设有除沫器，从而对进入压缩机的氮气起到过滤液氮颗粒的作用，保护压缩机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种低温气体压缩机的试车系统，其特征在于，该系统包括：液氮供应装置、空温器、调温器、压缩机入口缓冲罐、压缩机、压缩机出口缓冲罐；其中，

所述液氮供应装置与所述空温器相连，以将其储存的液氮送至所述空温器内进而利用空气的热量使所述液氮蒸发为氮气；

所述空温器与所述调温器通过氮气空温调温管线相连，以将蒸发得到的氮气送入所述调温器内；

所述液氮供应装置与所述调温器相连，以将其储存的液氮送入所述调温器内与所述空温器送来的所述氮气混合，使所述调温器输出的氮气的温度稳定在所述压缩机的进气温度；

所述调温器与所述压缩机入口缓冲罐相连，以将温度为所述压缩机的进气温度的氮气送至所述压缩机入口缓冲罐内进行缓存；

所述压缩机入口缓冲罐与所述压缩机相连，以将其缓存的氮气送入压缩机进行压缩；

所述压缩机与所述压缩机出口缓冲罐相连，以将压缩后的氮气送入所述压缩机出口缓冲罐进行缓存；

所述压缩机出口缓冲罐的输出端与所述氮气空温调温管线通过氮气返回管线相连，以将所述压缩机出口缓冲罐内缓存的氮气送入所述调温器内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液氮供应装置与所述空温器的连接管线上设有控制该连接管线的开度的球阀。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述液氮供应装置与所述空温器的连接管线上设有防止液氮倒流回所述液氮供应装置的止回阀。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一号压力控制器以及设置在所述氮气空温调温管线上的一号压力控制阀；

所述一号压力控制器与所述氮气空温调温管线相连，以根据所述氮气空温调温管线内的氮气的压力来控制所述一号压力控制阀的开度。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括温度控制器和温度控制阀；

所述温度控制阀设置在所述液氮供应装置与所述调温器的连接管线上；

所述调温器与所述压缩机入口缓冲罐之间的连接管线接所述温度控制器；该温度控制器根据所述调温器输出的氮气的温度来控制所述温度控制阀的开度。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调温器内设有调温界面装置；

所述空温器送来的氮气与所述液氮供应装置送来的液氮进入所述调温器后位于所述调温界面装置的两侧，并在所述调温界面装置处接触而混合。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述调温界面装置的数量为一个以上。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述调温界面装置为耐低温的金属丝网材料，或为耐低温的金属填料。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩机入口缓冲罐的输出端设有除沫器。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括二号压力控制器以及设置在所述氮气返回管线上的二号压力控制阀；

所述二号压力控制器与所述压缩机入口缓冲罐的内部相连，以根据所述压缩机入口缓冲罐内部的氮气的压力来控制所述二号压力控制阀的开度。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氮气返回管线上设有节流孔板。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩机出口缓冲罐的紧急输出端连接直通大气的紧急输出管线；

该系统还包括三号压力控制器以及设置在所述紧急输出管线上、初始状态为关闭的三号压力控制阀；

所述三号压力控制器与所述压缩机出口缓冲罐的内部相连，以在所述压缩机出口缓冲罐内部的氮气的压力达到报警压力时开启所述三号压力控制阀。

13.一种低温气体压缩机的试车方法，该方法基于权利要求1所述的系统；其特征在于，该方法包括：

步骤1：液氮供应装置将其储存的液氮送至空温器内，使液氮在所述空温器内吸收空气的热量而蒸发为氮气；

步骤2：空温器将其内部蒸发得到的氮气送入调温器内，液氮供应装置将其储存的液氮送入所述调温器内与所述空温器送来的所述氮气混合；

步骤3：所述调温器将其内部混合得到的温度稳定在所述压缩机的进气温度的氮气送至压缩机入口缓冲罐内进行缓存；

步骤4：所述压缩机入口缓冲罐将其缓存的氮气送入所述压缩机进行压缩；

步骤5：所述压缩机将压缩后的氮气送入压缩机出口缓冲罐进行缓存；

步骤6：所述压缩机出口缓冲罐将其缓存的氮气送入所述调温器内。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤5还包括：判断所述压缩机出口缓冲罐内的氮气的压力是否达到报警压力，是则将所述压缩机出口缓冲罐内的氮气直接排入大气。