CN104929913A - 一种天然气压缩机多级压缩冷却系统及控制该系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气压缩机多级压缩冷却系统，包括天然气低压入口、至少两级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口，其中，天然气低压入口、每级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口沿天然气流向依次通过管道连接。本发明还提供了一种控制该系统的方法，包括采用变频器启动以及过程控制天然气压缩机，同时采用变频器PID调节控制压缩机电机和冷却风机的流通量，从而控制撬体内部温度。采用变频器启动天然气压缩机对电网不会产生影响，同时能够实时响应负载的变化；通过与环境温度进行比较，根据需要对冷却风机的电机进行PID调节转速，对压缩机撬体温度进行多级全控制，并相应降低噪音。

Description

一种天然气压缩机多级压缩冷却系统及控制该系统的方法

技术领域

本发明涉及天然气压缩机领域，尤其涉及一种天然气压缩机多级压缩冷却系统及控制该系统的方法。

背景技术

目前站级天然气压缩机多数采用星三角启动或者是软启动，对电网产生一定的影响以及对变压器容量要求比较高，建站申请和成本控制比较差。压缩机多数采用风冷，电机直接启动无调速，忽略了噪音和撬体温度的控制。能耗的控制比较差，不能实时对负载变化进行调速快充或慢充。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种天然气压缩机多级压缩冷却系统。

本发明还提供一种可控的并能将反馈调节提供给客户的控制该系统的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种天然气压缩机多级压缩冷却系统，包括天然气低压入口、至少两级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口，其中，

天然气低压入口、每级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口沿天然气流向依次通过管道连接；

每级天然气压缩冷却装置包括沿天然气流向依次通过管路连接的汽缸和冷却装置，所述汽缸和冷却装置之间的管路上安装有排气压力传感器和温度传感器。

进一步地，其特征在于，该系统包括五级天然气压缩冷却装置。

进一步地，所述天然气低压入口的出气端的管路上安装有第一单向阀，所述天然气高压排气出口的进气端的管路上安装有第二单向阀；所述第二单向阀与天然气高压排气出口之间的管路上安装有最终排气压力传感器和最终温度传感器。

进一步地，所述第二单向阀与天然气高压排气出口之间的管路上还安装有流量计。

一种控制上述天然气压缩机多级压缩冷却系统的方法，采用变频器启动天然气压缩机，同时采用变频器PID调节控制压缩机电机和冷却风机的流通量，从而控制撬体内部温度。

进一步地，压缩机的启动电流约为压缩机主电机额定电流的1.2倍，降低对电网的冲击以及干扰而导致电网质量的下降。

进一步地，当检测到后级储气罐压力较小以及流量计流量较大时，变频器提高压缩机电机的速度从而缩短加气时间；当检测到后级储气罐压力接近于储气罐额定压力以及流量计流量较小时，变频器降低压缩机电机的速度输出较大功率来保证后级储罐压力达到额定压力。

进一步地，当检测到排气温度大于环境温度，且超过排气温度警告设定值时，冷却风机的变频器提高冷却风机电机的转速从而提供热交换能力降低排气温度；当检测到排气温度小于环境温度，且低于客户要求的设定值时，冷却风机的变频器降低冷却风机电机的转速从而达到节能功效。

进一步地，当在寒冷地区冬季时，冷却风机的变频器控制冷却风机的反转，调节排气温度以及保证撬体内部温度从而确保润滑油的粘稠度。

进一步地，使用柴油机组备用电作为主电机驱动电源。

与现有技术相比，本发明的技术方案的有益技术效果为：

采用变频器启动天然气压缩机对电网不会产生影响，同时能够实时响应负载的变化；通过与环境温度进行比较，根据需要对冷却风机的电机进行PID调节转速，对压缩机撬体温度进行多级全控制，并相应降低噪音。

附图说明

图1是本发明的天然气压缩机多级压缩冷却系统的示意图。

附图标记说明：

10天然气低压入口、12第一单向阀、14第一汽缸、16第一级冷却装置、18第一级排气压力传感器、20第一级温度传感器、22第五级冷却装置、24天然气高压排气出口、26第二单向阀、28最终排气压力传感器、30最终温度传感器、32流量计、34环境温度传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的天然气压缩机多级压缩冷却系统包括天然气低压入口10、至少两级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口24，其中，天然气低压入口10、每级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口24沿天然气流向依次通过管道连接；每级天然气压缩冷却装置包括沿天然气流向依次通过管路连接的汽缸和冷却装置，汽缸和冷却装置之间的管路上安装有排气压力传感器和温度传感器。在一优选实施例中，本发明的天然气压缩机多级压缩冷却系统包括五级天然气压缩冷却装置。

天然气低压入口10的出气端的管路上安装有第一单向阀12，天然气高压排气出口24的进气端的管路上安装有第二单向阀26；第二单向阀26与天然气高压排气出口24之间的管路上安装有最终排气压力传感器28和最终温度传感器30。第二单向阀26与天然气高压排气出口24之间的管路上还安装有流量计32。

具体来说天然气由天然气低压入口10经第一单向阀12进入第一级汽缸14进行第一级压缩，第一级压缩后的天然气在第一级冷却装置16中进行第一级冷却，第一汽缸14和第一级冷却装置16之间的管路上设置有第一级排气压力传感器18和第一级温度传感器20，用于测量经第一级压缩后的天然气的压力和温度，并且通过测试数据来计算VFD输出频率和扭矩。以同样的方式天然气共经过五级压缩和冷却，在第五级冷却装置22与天然气高压排气出口24之间的管路上依次设置有第二单向阀26、最终排气压力传感器28、最终温度传感器30以及流量计32，用于测量经第五级压缩和冷却后的天然气的压力和温度，并且通过测试数据来计算VFD输出频率和扭矩，环境温度传感器34用于测定环境温度。

本发明的控制天然气压缩机多级压缩冷却系统的方法包括采用变频器启动天然气压缩机，同时采用变频器PID控制冷却风机。

具体来说：(1)压缩机变频启动控制：压缩机的启动电流约为压缩机主电机额定电流的1.2倍，可以相对比较平滑的启动压缩机电机从而减少对机械的冲击，同时可以根据负载大小来调整启动时间，因而相对的变压器容量要求比较低，对其它周围负载不会产生影响。于本实施例中，也可以使用柴油机组备用电作为驱动主电机驱动电源。(2)压缩机变频器PID控制：当最终压力传感器28检测到后级储气罐压力较小时，负载相对比较小，变频器提高压缩机电机的速度，使流量计32流速增加起到快速加气的目的。当最终压力传感器28检测到后级储气罐压力接近于储气罐额定压力时，变频器降低压缩机电机的速度，也可以通过流量计32的流量来判断储罐压力，尽量达到储气罐额定压力，用流量计流量与设定停机压力两个条件来确保储罐压力在额定范围内。(3)冷却风机变频器PID控制：当最终温度传感器30检测到排气温度大于环境温度时，且超过排气温度警告设定值时，冷却风机的变频器提高冷却风机电机的转速，从而增加排风量使得排气温度下降。当其他1～5级的温度传感器检测温度大于额定值时，变频器提高冷却风机电机的转速确保各级排气温度在范围内。当最终温度传感器30检测到排气温度小于环境温度，且低于客户要求的设定值时，冷却风机的变频器降低冷却风机电机的转速，从而降低噪音。当在寒冷地区冬季时，冷却风机的变频器控制冷却风机的反转，调节排气温度以及保证撬体内部温度从而确保润滑油的粘稠度。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天然气压缩机多级压缩冷却系统，其特征在于，包括天然气低压入口、至少两级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口，其中，

天然气低压入口、每级天然气压缩冷却装置和天然气高压排气出口沿天然气流向依次通过管道连接；

每级天然气压缩冷却装置包括沿天然气流向依次通过管路连接的汽缸和冷却装置，所述汽缸和冷却装置之间的管路上安装有排气压力传感器和温度传感器。

2.根据权利要求1所述的天然气压缩机多级压缩冷却系统，其特征在于，该系统包括五级天然气压缩冷却装置。

3.根据权利要求2所述的天然气压缩机多级压缩冷却系统，其特征在于，所述天然气低压入口的出气端的管路上安装有第一单向阀，所述天然气高压排气出口的进气端的管路上安装有第二单向阀；所述第二单向阀与天然气高压排气出口之间的管路上安装有最终排气压力传感器和最终温度传感器。

4.根据权利要求3所述的天然气压缩机多级压缩冷却系统，其特征在于，所述第二单向阀与天然气高压排气出口之间的管路上还安装有流量计。

5.一种控制权利要求1-4任一项所述的天然气压缩机多级压缩冷却系统的方法，其特征在于，采用变频器启动天然气压缩机，同时采用变频器PID调节控制压缩机电机和冷却风机的流通量，从而控制撬体内部温度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，压缩机的启动电流约为压缩机主电机额定电流的1.2倍，降低对电网的冲击以及干扰而导致电网质量的下降。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当检测到后级储气罐压力较小以及流量计流量较大时，变频器提高压缩机电机的速度从而缩短加气时间；当检测到后级储气罐压力接近于储气罐额定压力以及流量计流量较小时，变频器降低压缩机电机的速度输出较大功率来保证后级储罐压力达到额定压力。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当检测到排气温度大于环境温度，且超过排气温度警告设定值时，冷却风机的变频器提高冷却风机电机的转速从而提供热交换能力降低排气温度；当检测到排气温度小于环境温度，且低于客户要求的设定值时，冷却风机的变频器降低冷却风机电机的转速从而达到节能功效。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当在寒冷地区冬季时，冷却风机的变频器控制冷却风机的反转，调节排气温度以及保证撬体内部温度从而确保润滑油的粘稠度。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用柴油机组备用电作为主电机驱动电源。