CN106930927A - 一种压缩级可切换压缩机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩级可切换的压缩机及其使用方法，包括管道，管道上设有进气阀门和出气阀门，进气阀门和出气阀门之间的管道上设有N条并联的压缩管路，N≥2，每条压缩管路上依次设有前阀门、压缩气缸、后阀门；任意相邻的两条压缩管路之间还设有串并联调节阀门，串并联调节阀门所在管道的一端连接于其中一条压缩管路的压缩气缸和后阀门之间的管道上，另一端连接于另一条压缩管路的压缩气缸与前阀门之间的管道上。本发明的压缩机可实现压缩级别切换。

Description

一种压缩级可切换压缩机及其使用方法

技术领域

本发明属于管道气压缩设备技术领域，具体涉及一种用于压缩管道气的压缩级可切换压缩机及其使用方法。

背景技术

管道气（例如天然气）的转运过程中经常需要用往复式压缩机组进行管道气压缩，目前，国内外往复式压缩机组在撬完成后压缩级数均是固定的，即单台往复式压缩机组制作完成后只能实现一级压缩、两级压缩。因此，有必要提供一种压缩级可切换的压缩机，本发明创造的目的在于通过工艺设计，使得单台往复式压缩机组实现压缩级数切换，即一级向多级的切换，而且，可以实现机组的不停机压缩级在线切换。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种压缩级可切换压缩机及其使用方法。

本发明的技术效果：

本发明的压缩级可切换的压缩机，单台压缩级可切换的压缩机包括管道，所述管道上设有进气阀门和出气阀门，所述进气阀门和出气阀门之间的管道上设有N条并联的压缩管路，N≥2，每条所述压缩管路上依次设有前阀门、压缩气缸、后阀门；任意相邻的两条所述压缩管路之间还设有串并联调节阀门，所述串并联调节阀门所在管道的一端连接于其中一条所述压缩管路的压缩气缸和后阀门之间的管道上，另一端连接于另一条所述压缩管路的压缩气缸与前阀门之间的管道上。

本发明通过设置多条并联的压缩管路，并在压缩管路上设置阀门开关，各阀门开关组合起来现在压缩机的压缩级数的转换，可以实现机组的不停机压缩级在线切换。本发明进一步扩大了单台压缩机组的适用工况范围，在某些变工况的应用下，不必选用多台机组联合使用，即可最大限度地适用现场，可以节约设备投入成本，扩大受益。

附图说明

图1是本发明压缩机的结构示意图；

图2是本发明压缩机的结构示意图；

图3是本发明中压缩机使用方法第一步骤示意图；

图4是本发明中压缩机使用方法第二步骤示意图；

图5是本发明中压缩机使用方法第三步骤示意图；

图6是本发明中压缩机N=2时结构示意图；

其中，1、管路，2、进气阀门，3、出气阀门，4、回收罐，5、前阀门，6、过滤罐，7、前缓冲罐，8、压缩机，9、后缓冲罐，10、水冷器11、后阀门，12、串并联调节阀门，13、安全阀门， L1、L2、L3、L4、L5、L6：压缩管路，T1、T2、T3：压缩小组，P1、P2：压缩大组。

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，以下结合附图及实施例，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，并不用与限定本发明。

管道气（例如天然气）的转运过程中经常需要用往复式压缩机组进行管道气压缩，目前，国内外往复式压缩机组在撬完成后压缩级数均是固定的，即单台往复式压缩机组制作完成后只能实现一级压缩、两级压缩。因此，有必要提供一种压缩级可切换的压缩机，本发明创造的目的在于通过工艺设计，使得单台往复式压缩机组实现压缩级数切换，即一级向多级的切换，而且，可以实现机组的不停机在线切换。

如图1所示本发明的一种压缩级可切换压缩机，单台压缩级可切换的压缩机包括管道1，管道1上设有进气阀门2和出气阀门3，进气阀门2和出气阀门3之间的管道1上设有N条并联的压缩管路分别即为L1至LN，N≥2，具体的，N可以是2到100的任意自然数，为了方便理解，图1中仅表示出4条压缩管路，位于中间的其他压缩管路用短线表示，每条压缩管路上依次设有前阀门5、压缩气缸8、后阀门11；

任意相邻的两条压缩管路之间还设有串并联调节阀门12，串并联调节阀门12所在管道的一端连接于其中一条压缩管路的压缩气缸8和后阀门11之间的管道上，另一端连接于另一条压缩管路的压缩气缸8与前阀门5之间的管道上，如图1中L2和L3所示。

优选的，如图2所示，每条压缩管路还包括过滤罐6、前缓冲罐7、后缓冲罐9和水冷器10，任意一条压缩管路上的所述前阀门5、过滤罐6、前缓冲罐7、压缩气缸8、后缓冲罐9、水冷器10、后阀门11依次设置；

任意相邻的两条压缩管路之间的串并联调节阀门12所在的管道一端连接于其中一条压缩管路的水冷器10与后阀门11之间的管道，另一端连接于另一条压缩管路的前阀门5与过滤罐6之间的管道。

本发明通过设置多条并联的压缩管路，并在压缩管路上设置阀门开关，各阀门开关组合起来现在压缩机的压缩级数的转换，可以实现机组的不停机压缩级在线切换。本发明进一步扩大了单台压缩机组的适用工况范围，在某些变工况的应用下，不必选用多台机组联合使用，即可最大限度地适用现场，可以节约设备投入成本，扩大受益。

优选的，任意一条压缩管路上的后缓冲罐9和冷水器10之间的管道上均设有安全阀门13，安全阀门13连接有排空管。通过设置安全阀门，当压缩管路内压力过大时可以及时通过调节安全阀门调节压缩管路的压力。

优选的，进气阀门2和出气阀门3之间的管道上设有至少6条并联的压缩管路。

优选的，出气阀门3末端所在的管道上并列设有至少三个回收罐4，即多个回收罐并联设置在管道出气端，可以同时进行管道气灌装，提高效率。

优选的，本压缩机通过PLC上位机控制，实现压缩机压缩级切换的自动化。

具体的，压缩机为往复式压缩机，本发明中所述的前阀门、后阀门、串并联调节阀门可以是手动球阀、气动球阀或电动球阀。

本发明还公开了一种基于上述压缩机的使用方法：

通过调节各条压缩管路之间的串并联调节阀门12、各条压缩管路的前阀门5和后阀门11的开关状态，控制各条压缩管路的压缩气缸8之间的串并联状态，使所述压缩机进行压缩级别由一级压缩向二级以上的多级压缩切换。

优选的，当进气阀门2和出气阀门3之间的管道上设有至少6条并联的上述压缩管路时，如图3至图5共同所示的实施例中为6条依次并联的压缩管路，即L1、L2、L3、L4、L5、L6操作步骤如下：

第一步：如图3所示，使各条压缩管路上的过滤罐6、前缓冲罐7、压缩机8、后缓冲罐9、水冷器10处于工作状态，打开进气阀门2、出气阀门3、各条压缩管路上的前阀门5和后阀门11，关闭任意相邻的两条压缩管路之间的串并联调节阀门12，各条压缩管路均处于一级压缩状态。

即压缩机开机后在压缩机上下游管路压缩比较低时，且经过工艺计算机检测系统各项指标正常时，通过调整各阀门使各条压缩管路均处于并联状态，从而使各条压缩管路都在一级压缩状态下工作，本实施例中经过第一步后6条压缩管路均处于一级压缩状态下工作。

第二步：当压缩机进气压力逐渐降低，排气压力不变或逐渐升高，导致压缩机压缩比逐渐变大，压缩机各项指标逐渐解决设定的报警停机值时，定义相邻的两条压缩管路为一个压缩小组，将每个压缩小组内的两条压缩管路之间的串并联调节阀门12打开，并将其中一条压缩管路的前阀门5关闭且后阀门11打开，另一条压缩管路的前阀门5打开且后阀门11关闭；任意相邻的两个压缩小组之间的串并联调节阀门12仍然关闭；每个压缩小组内的管道气压缩路线依次经过后阀门11关闭的压缩管路、压缩小组内的串并联调节阀门12、前阀门5关闭的压缩管路，每个压缩小组均处于二级压缩状态，完成一级压缩状态到二级压缩状态的转换。

具体的，如图4所示，本实施例中6条压缩管路L1、L2、L3、L4、L5、L6，相邻的两条构成一个压缩小组，即L1和L2构成第一小组T1，L3和L4构成第二小组T2，L5和L6构成第三小组T3，三个小组T1、T2、T3依次排列，每个压缩小组的设置相同，以T1压缩小组为例，并将其中一条压缩管路L1的前阀门5关闭且后阀门11打开，另一条压缩管路L2的前阀门5打开且后阀门11关闭，两条压缩管路L1和L2之间的串并联调节阀门12打开，T2、T3压缩小组内的两条压缩管路同样设置，T1、T2、T3压缩小组之间的串并联调节阀门12仍然关闭，相当于3个压缩小组T1、T2、T3并联在一起，而每个压缩小组内的2条压缩管路又串联在一起，每个压缩小组独立完成二级压缩。仍然以T1压缩小组为例，其伴管道气压缩路线依次经过后阀门11关闭的压缩管路L2、压缩小组内的串并联调节阀门12、前阀门5关闭的压缩管路L1，然后流向出气阀门3。

第三步：当压缩机进气压力再次逐渐降低，排气压力不便或逐渐升高，导致压缩机压缩比逐渐变大，压缩机各项指标逐渐解决设定的报警停机值时，定义依次相邻的X条压缩管路为一个压缩大组，X≥3，将每个所述压缩大组内依次相邻的各条压缩管路之间的串并联调节阀门12均打开；每个压缩大组内位于两端的两条压缩管路中一条的前阀门5关闭且后阀门11打开，另一条的前阀门5打开且后阀门11关闭；位于两端的两条压缩管路之间的X-2条中间压缩管路的前阀门5和后阀门11均关闭；任意相邻的两个压缩大组之间的串并联调节阀门关闭12；每个压缩大组内的管道气压缩路线依次经过一端为前阀门5打开且后阀门关闭11的压缩管路、压缩大组内由串并联调节阀门12连通的X-2条中间压缩管路、另一端为前阀门5关闭且后阀门11打开的压缩管路，每个所述压缩大组均处于X级压缩状态，即完成二级压缩到X压缩的转换。

具体的，如图5所示，本实施例中6条压缩管路L1、L2、L3、L4、L5、L6，在第二步骤中构成3个压缩小组进行二级压缩，上接第二步骤，设X为3，则6条压缩管路分为两大组，依次相邻的3条压缩管路构成一个压缩大组，记为P1、P2，P1由L1、L2、L3构成，P2由L4、L5、L6构成。每个压缩大组的设置相同，以P1为例，将压缩大组P1内依次相邻的3条压缩管路L1、L2、L3之间的串并联调节阀门12均打开。压缩大组P1内位于两端的两条压缩管路L1和L3中的一条L1的前阀门5关闭且后阀门11打开，另一条L3的前阀门5打开且后阀门11关闭。位于两端的两条压缩管路L1和L3之间的1条中间压缩管路L2的前阀门5和后阀门11均关闭，P2同样设置。相邻的两个压缩大组P1和P2之间的串并联调节阀门12关闭，完成二级压缩向三级压缩的转换。

此时相当于两个压缩大组P1和P2并联在一起，每个压缩大组内的3条压缩管路串联在一起，每个压缩大组独立完成三级压缩。仍然以压缩大组P1为例，压缩大组P1内的管道气压缩路线依次经过一端为前阀门5打开且后阀门关闭11的压缩管路L3、大组内由串并联调节阀门12连通的1条中间压缩管路L2、另一端为前阀门5关闭且后阀门11打开的压缩管路1，然后流向出气阀门3，通过以上三个步骤完成了压缩机的压缩级由一级到二级到三级的连续切换。

当然，在其他实施例中X也可以是其他数值，可以是4、5、6等数字，比如当此压缩机中有12条压缩管路时，即N=12时，第一步骤中就会有12条并联的一级压缩状态下的压缩管路；到了第二步骤就会有6组二级压缩状态下工作的压缩小组；如果到了第三步骤需要直接将压缩级调整为四级压缩，即X为4，则形成3组四级压缩状态下的压缩大组，每个大组内有4条依次串联的压缩管路，中间压缩管路为2条，第三步骤完成后直接由二级压缩变为四级压缩，即跳跃性切换。

进一步的，每个压缩组的X值可以不同，可根据实际需求进行调整，比如在N为8时，可以分为两个压缩组，第一压缩组的X为5，第二压缩组的X为3。

优选的，该操作方法还包括第四步：即重复第三步，使所述压缩机依次完成三级压缩、四级压缩、五级压缩、六级压缩连续切换。

优选的，在完成一级压和二级压缩转换之后，也可以根据实际需要直接完成二级压缩到四级压缩或五级压缩或六级压缩或更高级别压缩的转换，即压缩级数跳跃式变化，当然，也可以直接从一级压缩直接转换为3级以上压缩。

此外，本发明中对压缩机中压缩管路数量N根据实际需求设定，当需要的压缩级数较高时，N的数值也必然要对应增加。当对压缩级数要求不大时，比如仅需要一级压缩和二级压缩的切换，则N的数值为2，如图6所示，相应的，其操作步骤也就仅由第一步骤和第二步骤构成，第一步骤中形成2条处在一级压缩状态下的压缩管路，第二步骤则将第一步骤中的2条处在一级压缩状态下的压缩管路串联起来形成一个压缩小组，转变成二级压缩状态。

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

Claims (5)

1.一种压缩级可切换的压缩机，其特征在于，单台所述压缩级可切换的压缩机包括管道，所述管道上设有进气阀门和出气阀门，所述进气阀门和出气阀门之间的管道上设有N条并联的压缩管路，N≥2，每条所述压缩管路上依次设有前阀门、压缩气缸、后阀门；

任意相邻的两条所述压缩管路之间还设有串并联调节阀门，所述串并联调节阀门所在管道的一端连接于其中一条所述压缩管路的压缩气缸和后阀门之间的管道上，另一端连接于另一条所述压缩管路的压缩气缸与前阀门之间的管道上。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，每条所述压缩管路还包括过滤罐、前缓冲罐、后缓冲罐和水冷器，任意一条所述压缩管路上的所述前阀门、过滤罐、前缓冲罐、压缩气缸、后缓冲罐、水冷器、后阀门依次设置；

任意相邻的两条所述压缩管路之间的串并联调节阀门所在的管道一端连接于其中一条所述压缩管路的水冷器与后阀门之间的管道，另一端连接于另一条所述压缩管路的前阀门与过滤罐之间的管道。

3.一种根据权利要求1或2所述的压缩机的使用方法，其特征在于，通过调节各条所述压缩管路之间的串并联调节阀门、各条所述压缩管路的前阀门和后阀门的开关状态，控制各条所述压缩管路的压缩气缸之间的串并联状态，使所述压缩机进行压缩级别由一级压缩向二级以上的多级压缩切换。

4.一种根据权利要求2所述的压缩机的使用方法，其特征在于，当N≥6时，包括以下步骤：

第一步：使各条所述压缩管路上的过滤罐、前缓冲罐、压缩气缸、后缓冲罐、水冷器处于工作状态，打开所述进气阀门、出气阀门、各条所述压缩管路上的前阀门和后阀门，关闭任意相邻的两条所述压缩管路之间的串并联调节阀门，各条所述压缩管路均处于一级压缩状态；

第二步：定义相邻的两条所述压缩管路为一个压缩小组，将每个所述压缩小组内的两条压缩管路之间的串并联调节阀门打开，并将其中一条压缩管路的前阀门关闭且后阀门打开，另一条压缩管路的前阀门打开且后阀门关闭；任意相邻的两个压缩小组之间的串并联调节阀门仍然关闭；每个所述压缩小组内的管道气压缩路线依次经过所述后阀门关闭的压缩管路、所述压缩小组内的串并联调节阀门、所述前阀门关闭的压缩管路，每个所述压缩小组均处于二级压缩状态；

第三步：定义依次相邻的X条所述压缩管路为一个压缩大组，X≥3，将每个所述压缩大组内依次相邻的各条所述压缩管路之间的串并联调节阀门均打开；每个所述压缩大组内位于两端的两条所述压缩管路中一条的前阀门关闭且后阀门打开，另一条的前阀门打开且后阀门关闭；位于两端的两条所述压缩管路之间的X-2条中间压缩管路的前阀门和后阀门均关闭；任意相邻的两个所述压缩大组之间的串并联调节阀门关闭；每个所述压缩大组内的管道气压缩路线依次经过一端为前阀门打开且后阀门关闭的压缩管路、所述压缩大组内由串并联调节阀门连通的X-2条中间压缩管路、另一端为前阀门关闭且后阀门打开的压缩管路，每个所述压缩大组均处于X级压缩状态。

5.根据权利要求4所述的压缩机的使用方法，其特征在于，还包括第四步：重复第三步，使所述压缩机依次完成三级压缩、四级压缩、五级压缩、六级压缩连续切换。