CN105781957A - 压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，包括与每个执行机构的泄漏监测腔体相连通的泄漏监测支管线，在每根泄漏监测支管线上分别设有支管线阀门，各泄漏监测支管线与一泄漏监测总管线的一端相连，泄漏监测总管线的另一端经总控制阀门与公共瓦斯气总管网缓冲罐的缓冲罐阀门相连，在泄漏监测总管线上设有间隔设置的两个总管线阀门，在两总管线阀门之间的泄漏监测总管线上设有一个就地显示测量表、一个气体检测器和允许气体从泄漏监测腔体通向公共瓦斯气总管网缓冲罐的第一单向阀。大大减少气体缓冲腔内泄漏气体的存量，且能够及时排出气体缓冲腔和泄漏监测腔体内积存的气体，以确保压缩机及余隙无级气量调节系统的安全。

Description

压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统
技术领域：
本发明涉及一种压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统。
背景技术：
目前，往复活塞式压缩机已经广泛应用于炼油、煤制油、化工、钢铁等行业，但它在设计之初及在实际应用过程中有相当多的未满负荷运行，这就有了节能改造的空间。针对往复活塞式压缩机的节能改造技术，目前应用较为广泛的有顶开吸气阀节能改造技术和余隙无级气量调节技术，而余隙无级气量调节技术是利用余隙原理,把往复活塞式压缩机的各个气缸缸盖拆除后更换为具有无级调节功能的执行机构1，再配置上电液控制装置，实现了自动无级调节功能,进而实现了往复活塞式压缩机改造节能的目的。但以上所述执行机构1与炼化装置的大型滑阀、蝶阀或闸阀应用的执行机构有着本质的不同，它是一端敞口的气液复合型结构，其敞口端与压缩机活塞运行通道相通，其敞口端的运行活塞称之为余隙活塞2(或称为气活塞)，而封闭一端为液压油工作端，其液压油工作活塞称之为伺服液压油缸活塞3(或称为油活塞)，连接余隙活塞2和伺服液压油缸活塞3的部件称之为活塞杆4。但是，由于这种连接结构的特点，余隙活塞2、伺服液压油缸活塞3和活塞杆4必须成为一个整体进行直线位移运动，而且三者在其与执行机构缸体或导向套接触的圆柱体面上均需装配密封件，以确保压缩机本体内的带压气体不能泄漏到执行机构泄漏监测腔体5、气体缓冲腔31和液压伺服油缸的液压油腔体A6、液压油腔体B32内，其中，液压油腔体A6经油缸端盖34内的通道经阀门A35与供油管路A36相连，液压油腔体B32经油缸缸体37内的通道经阀门B38与供油管路B39相连，供油管路A36和供油管路B39再经三位四通电磁换向阀20与液压油箱19相连，在液压油箱19内还是防爆电机21，三位四通电磁换向阀20和防爆电机21分别通过导线与控制装置相连；同时还要确保液压油腔体B32内的液压油不能泄漏到执行机构气体缓冲腔31、泄漏监测腔体5内，且更不允许液压油腔体B32内的液压油泄漏到压缩机本体内，以免对被压缩介质造成污染、危害生产安全。因此，极有必要对余隙无级气量调节执行机构进行实时在线自动泄漏监测，现在还没有能对余隙无级气量调节执行机构进行实时在线自动泄漏监测的技术出现。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，它设计科学、严谨、合理，通过金属流量计或差压变送器或差压开关可实时监测执行机构的密封泄漏，并将信号发送给控制装置，利用控制装置可实现执行机构液压油的自动控制，当泄漏报警时，控制装置紧急向液压油箱的三位四通电磁换向阀和防爆电机分别发出切断电流信号，液压油压力下降，执行机构的余隙活塞在压缩机内气体压力推动下向增大余隙的方向运行至最大位移处，将大大减少气体缓冲腔内泄漏气体的存量，且能够及时排出气体缓冲腔和泄漏监测腔体内积存的气体，以确保压缩机及余隙无级气量调节系统的安全；同时，该系统在执行机构的余隙活塞向减小余隙的方向运行时会及时从公共瓦斯气总管网缓冲罐中吸入气体，以防止泄漏监测腔体内产生负压而形成真空，更大程度地确保压缩机及余隙无级气量调节系统长周期安全可靠地运行，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，包括与每个执行机构的泄漏监测腔体相连通的泄漏监测支管线，在每根泄漏监测支管线上分别设有支管线阀门，各泄漏监测支管线与一泄漏监测总管线的一端相连，泄漏监测总管线的另一端经总控制阀门与公共瓦斯气总管网缓冲罐的缓冲罐阀门相连，在泄漏监测总管线上设有间隔设置的两个总管线阀门，在两总管线阀门之间的泄漏监测总管线上设有一个就地显示测量表、一个气体检测器和允许气体从泄漏监测腔体通向公共瓦斯气总管网缓冲罐的第一单向阀，在就地显示测量表、气体检测器和第一单向阀的一侧并联设有一供气管线，在供气管线上设有限流孔板和允许气体从公共瓦斯气总管网缓冲罐通向泄漏监测腔体的第二单向阀，气体检测器通过导线与控制装置相连。
在每根泄漏监测支管线的一侧分别连接一就地排放管线，在就地排放管线上设有一常闭就地排放阀门，就地排放管线的底端设有液体收集器。
在每根泄漏监测支管线上分别设有一个就地显示测量表和一个气体检测器，气体检测器通过导线与控制装置相连。
所述气体检测器为流量变送器，流量变送器通过导线与控制装置相连。
所述气体检测器为差压变送器，差压变送器通过导线与控制装置相连。
所述气体检测器为差压开关，压力开关通过导线与控制装置相连。
所述执行机构上的位移传感器通过导线与控制装置相连。
在两总管线阀门、泄漏监测总管线上的就地显示测量表、气体检测器和第一单向阀的一侧并联设有一备用管线，在备用管线上设有一常闭备用阀门。
在泄漏监测总管线上还设有一就地引压阀，在就地引压阀的另一端连接一压力总表。
所述控制装置包括相连接的PLC控制系统和DCS系统。
本发明采用上述方案，设计科学、严谨、合理，通过金属流量计或差压变送器或差压开关可实时监测执行机构的密封泄漏，并将信号发送给控制装置，利用控制装置可实现执行机构液压油的自动控制，当泄漏报警时，控制装置紧急向液压油箱的三位四通电磁换向阀和防爆电机分别发出切断电流信号，液压油压力下降，执行机构的余隙活塞在压缩机内气体压力推动下向增大余隙的方向运行至最大位移处，将大大减少气体缓冲腔内泄漏气体的存量，且能够及时排出气体缓冲腔和泄漏监测腔体内积存的气体，以确保压缩机及余隙无级气量调节系统的安全；同时，该系统在执行机构的余隙活塞向减小余隙的方向运行时会及时从公共瓦斯气总管网缓冲罐中吸入气体，以防止泄漏监测腔体内产生负压而形成真空，更大程度地确保压缩机及余隙无级气量调节系统长周期安全可靠地运行。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、执行机构，2、余隙活塞，3、伺服液压油缸活塞，4、活塞杆，5、泄漏监测腔体，6、液压油腔体A，7、泄漏监测支管线，8、支管线阀门，9、泄漏监测总管线，10、公共瓦斯气总管网缓冲罐，11、缓冲罐阀门，12、总管线阀门，13、气体检测器，14、第一单向阀，15、供气管线，16、限流孔板，17、第二单向阀，18、PLC控制系统，19、液压油箱，20、三位四通电磁换向阀，21、防爆电机，22、就地排放管线，23、常闭就地排放阀门，24、液体收集器，25、位移传感器，26、备用管线，27、常闭备用阀门，28、就地引压阀，29、压力总表，30、DCS系统，31、气体缓冲腔，32、液压油腔体B，33、总控制阀门，34、油缸端盖，35、阀门A，36、供油管路A，37、油缸缸体，38、阀门B，39、供油管路B，40、就地显示测量表。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1所示，一种压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，包括与每个执行机构1的泄漏监测腔体5相连通的泄漏监测支管线7，在每根泄漏监测支管线7上分别设有支管线阀门8，各泄漏监测支管线7与一泄漏监测总管线9的一端相连，泄漏监测总管线9的另一端经总控制阀门33与公共瓦斯气总管网缓冲罐10的缓冲罐阀门11相连，在泄漏监测总管线9上设有间隔设置的两个总管线阀门12，在两总管线阀门12之间的泄漏监测总管线9上设有就地显示测量表40、气体检测器13和允许气体从泄漏监测腔体5通向公共瓦斯气总管网缓冲罐10的第一单向阀14，在就地显示测量表40、气体检测器13和第一单向阀14的一侧并联设有一供气管线15，在供气管线15上设有限流孔板16和允许气体从公共瓦斯气总管网缓冲罐10通向泄漏监测腔体5的第二单向阀17，气体检测器13通过导线与控制装置相连。
在每根泄漏监测支管线7的一侧分别连接一就地排放管线22，在就地排放管线22上设有一常闭就地排放阀门23，就地排放管线22的底端设有液体收集器24。打开常闭就地排放阀门23，检查人员将手放在就地排放管线22的另一端，可感知到该执行机构1是否漏气，同时可检测到该执行机构1是否漏油，若漏油则流至液体收集器24内。
在每根泄漏监测支管线7上分别设有一个就地显示测量表40和一个气体检测器13，气体检测器13通过导线与控制装置相连。可检测出具体是哪一根泄漏监测支管线7内有泄漏气体，从而自动检测出是哪一个执行机构有气体泄漏。
所述气体检测器13为流量变送器，流量变送器通过导线与控制装置相连。流量变送器可检测到气体流量变化模拟信号并将信号发送给控制装置。
所述气体检测器13为差压变送器，差压变送器通过导线与控制装置相连。差压变送器可检测到气体压力变化模拟信号并将信号发送给控制装置。
所述气体检测器为差压开关，压力开关通过导线与控制装置相连。差压开关可检测到气体压力变化数字信号并将信号发送给控制装置。
所述执行机构1上的位移传感器25通过导线与控制装置相连，位移传感器25可将余隙活塞2的移动信号数据发送给控制装置，控制装置根据余隙活塞2的位置即可计算出气体缓冲腔31和泄漏监测腔体5内泄漏的气体总量，以便判定是否需要打开常闭备用阀门27。
在两总管线阀门12、泄漏监测总管线9上的就地显示测量表40、气体检测器13和第一单向阀14的一侧并联设有一备用管线26，在备用管线26上设有一常闭备用阀门27。常闭备用阀门27在系统正常运行时须处于关闭状态；在两总管线阀门12关闭时，常闭备用阀门27打开，通过备用管线26进行公共瓦斯气总管网缓冲罐10和泄漏监测腔体5之间的气体传送。
在泄漏监测总管线9上还设有一就地引压阀28，在就地引压阀28的另一端连接一压力总表29，便于现场巡检时查看泄漏监测总管线9内的气压情况。
所述控制装置包括相连接的PLC控制系统18和DCS系统30。
工作时，气体检测器13实时监测执行机构1的泄漏情况，当压缩机本体内的带压气体泄漏到执行机构1的泄漏监测腔体5内时，气体依次经泄漏监测支管线7、支管线阀门8进入泄漏监测总管线9，再依次经总管线阀门12、泄漏监测总管线9上的气体检测器13和第一单向阀14进入公共瓦斯气总管网缓冲罐10，泄漏监测总管线9上的气体检测器13检测到气体流量或压力变化信号，并将信号发送给PLC控制系统18，PLC控制系统18即时再将有关信号反馈到主控室DCS系统30中，DCS系统30根据预设值再将比较信号反馈给PLC控制系统18，PLC控制系统18再根据预设值、DCS系统30反馈信号及气体检测器13信号进行综合比较和判定，当信号数值大于设定的报警数值时，PLC控制系统18便会控制液压油箱19内的防爆电机21停止工作，同时控制三位四通电磁换向阀20切换至使液压油腔体A6处于泄油状态，液压油腔体A6内的液压油压力下降，余隙活塞2在压缩机内气体压力推动下向增大余隙的方向运行至最大余隙处，直至余隙活塞处于锁死状态，大大减少气体缓冲腔31内泄漏气体的存量，且能够及时排出气体缓冲腔31和泄漏监测腔体5内积存的气体，以确保压缩机及余隙无级气量调节系统执行机构的安全。同时，该系统在执行机构1的余隙活塞2向减小余隙的方向运行时，公共瓦斯气总管网缓冲罐10中的气体便会依次经缓冲罐阀门11、总控制阀门33、总管线阀门12、供气管线15上的限流孔板16、第二单向阀17、泄漏监测总管线9、泄漏监测支管线7进入泄漏监测腔体5和气体缓冲腔31内，以防止气体缓冲腔31内产生负压而形成真空，更大程度地确保压缩机及余隙无级气量调节系统长周期安全可靠地运行。在上述过程中，第一单向阀14是为了保护气体检测器13而设置的，即在气体从公共瓦斯气总管网缓冲罐10进入泄漏监测腔体5时防止气体从气体检测器13的出口进入，限流孔板16的作用是防止大量的气体进入泄漏监测腔体5中，起到限流的作用，第二单向阀17的作用是防止气体经供气管线15从泄漏监测腔体5进入公共瓦斯气总管网缓冲罐10，避免气体检测器13起不到真实的监测作用。两总管线阀门12是为了维修更换限流孔板16、第二单向阀17、气体检测器13或第一单向阀14，在维修更换限流孔板16、第二单向阀17、气体检测器13或第一单向阀14时，两总管线阀门12全部关闭，系统正常运行时，两总管线阀门12均需全开。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：包括与每个执行机构的泄漏监测腔体相连通的泄漏监测支管线，在每根泄漏监测支管线上分别设有支管线阀门，各泄漏监测支管线与一泄漏监测总管线的一端相连，泄漏监测总管线的另一端经总控制阀门与公共瓦斯气总管网缓冲罐的缓冲罐阀门相连，在泄漏监测总管线上设有间隔设置的两个总管线阀门，在两总管线阀门之间的泄漏监测总管线上设有一个就地显示测量表、一个气体检测器和允许气体从泄漏监测腔体通向公共瓦斯气总管网缓冲罐的第一单向阀，在就地显示测量表、气体检测器和第一单向阀的一侧并联设有一供气管线，在供气管线上设有限流孔板和允许气体从公共瓦斯气总管网缓冲罐通向泄漏监测腔体的第二单向阀，气体检测器通过导线与控制装置相连。
2.根据权利要求1所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：在每根泄漏监测支管线的一侧分别连接一就地排放管线，在就地排放管线上设有一常闭就地排放阀门，就地排放管线的底端设有液体收集器。
3.根据权利要求1所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：在每根泄漏监测支管线上分别设有一个就地显示测量表和一个气体检测器，气体检测器通过导线与控制装置相连。
4.根据权利要求1或3所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：所述气体检测器为流量变送器，流量变送器通过导线与控制装置相连。
5.根据权利要求1或3所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：所述气体检测器为差压变送器，差压变送器通过导线与控制装置相连。
6.根据权利要求1或3所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：所述气体检测器为差压开关，压力开关通过导线与控制装置相连。
7.根据权利要求1所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：所述执行机构上的位移传感器通过导线与控制装置相连。
8.根据权利要求1所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：在两总管线阀门、泄漏监测总管线上的就地显示测量表、气体检测器和第一单向阀的一侧并联设有一备用管线，在备用管线上设有一常闭备用阀门。
9.根据权利要求1所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：在泄漏监测总管线上还设有一就地引压阀，在就地引压阀的另一端连接一压力总表。
10.根据权利要求1所述的压缩机余隙气量调节系统执行机构的多作用泄漏监测系统，其特征在于：所述控制装置包括相连接的PLC控制系统和DCS系统。
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