CN108757422A - 一种多级压缩机组排量调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多级压缩机组排量调节方法，每级压缩机组都包括进气分离器和压缩气缸，进气分离器设置于压缩气缸前，在一级压缩机组的进气分离器与一级压缩机组后的每级压缩机组中的进气分离器之间设置旁通管路，每条旁通管路上均设置阀门控制其通断，根据工作环境中所需的排量大小控制阀门的通断获得相应的排量。本发明应用在CNG子站增压注气、气田采气过程中调整压缩机组排量，是一种结构简单、经济可靠的压缩机排量调节方法。

Description

一种多级压缩机组排量调节方法
技术领域
本发明涉及天然气行业，压缩机成橇设计技术领域，具体涉及一种多级压缩机组排量调节方法。
背景技术
目前使用天然气作为汽车的绿色能源已经是大势所趋，天然气汽车上会配高压气瓶。CNG加气站的储气库给汽车加气，槽车往储气库送气。只有储气库压力大于汽车气瓶压力的时候，才能将汽车气瓶贮满。同样只有当槽车的压力大于储气库的压力时，才能给储气库送气。但随着注气的进行，槽车内的压力会逐渐与储气库压力平衡，不再注气，但此时槽车内还有很多天然气，此时就需要对槽车内的天然气进行增压。在压缩机增压注气的过程中，其工况不是一成不变的，随着注气的进行，槽车内的气量会越来越少，压力也越来越低，此时就需要压缩机相应的大范围减少排量。同样对于储气库给汽车加气也是如此。
在气田的开采过程中，一般不采用向气藏注入流体以保持地层压力的开采方式，而是采用气层能量自然下降的消耗式开采，表现在气井井口日生产能力随地层能量的衰减而自然递减。这一现象存在于气井(或气藏)开采的始终。当气井出气量逐年减少时，就需要考虑减少压缩机排量。
针对以上两种应用场合，目前在不更换压缩机的条件下，减小压缩机组排量的调节方式主要为调节转速、旁路回流、进气减压、增大余隙、气缸卸荷阀等几种思路。在理想情况下，这五种设计思路都能达到调节排量的目的。转速调节：转速调节的调节范围一般较小，对于排量的影响不大，要想实现大范围的排量调节只能依靠更换驱动机，但显然这是不现实的。进气减压：进气减压固然能减小排量，但调节范围一般较小，进气压力过小的话，原有压缩机就不适用。增大余隙：因余隙容积很小，余隙调节的范围也较小，对排量的调节作用也不大。
因此在考虑经济最优、高效调节的前提下，通常使用旁路回流和气缸卸荷这两种方法。
旁通回流就是将多级压缩后的高压气体从末级压缩引至一级进气入口，中间经过回流控制阀减压，但减压后的气体压力仍要高于进气压力。
采用旁通回流来调节压缩机组排量，有以下缺点：1)末级高压气减压后重新压缩，浪费功率；2)回流减压管路振动大；3)回流后，进气工况发生改变，提高了进气管路的设计要求。
压缩机气缸内的进、排气阀门是以气阀前后压差单向开启的，当压差大于某一特定值时，气阀就会打开。在活塞远离气缸端过程中，缸内压力逐渐降低，当缸内压力小于进气压力，压差大于某一特定值时，进气阀门打开，气缸吸气。在活塞接近气缸端过程中，缸内压力逐渐升高，当缸内压力大于排气压力，压差大于某一特定值时，排气阀门打开，气缸排气。
卸荷阀的作用就是抑制阀片动作，保持进气阀门为常开状态，因此使气缸压缩作用失效，允许气体直接通过进、排气阀门，避免了压缩冲程。但卸荷阀非常昂贵，并且卸荷阀的动作需要仪表风来驱动，还需要对其进行单独的配管设计，所以依靠气缸卸荷来调节压缩机组排量的最大缺点就是总体成本太高。
以上两种方式额外提高了对压缩机组的功率、可靠性等要求，额外增加制造成本及设计难度。
发明内容
本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种多级压缩机组排量调节方法，应用在气瓶内的天然气增压注气过程中调整压缩机组排量，是一种结构简单、经济可靠的压缩机组排量调节方法。
本发明的目的是通过以下技术措施达到的：
一种多级压缩机组排量调节方法，每级压缩机组都包括进气分离器和压缩气缸，进气分离器设置于压缩气缸前，在一级压缩机组的进气分离器与一级压缩机组后的每级压缩机组中的进气分离器之间设置旁通管路，每条旁通管路上均设置阀门控制其通断，根据工作环境中所需的排量大小控制阀门的通断获得相应的排量。
进一步地，所述多级压缩机组至少为二级压缩机组。
进一步地，气体进入压缩机组后先进入进气分离器，后经进气缓冲罐进入压缩气缸，从压缩气缸进入排气缓冲罐再经级间冷却器进入下一级压缩机组。
进一步地，三级及三级以上压缩机组调整排量时将一级压缩机组与其后的压缩机组按安装顺序依次打开旁通管路的阀门，压缩级数依次减少，相应排量依次减小，选取相应的排量选择打开相应的旁通管路阀门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
不浪费功率，更节能。
减少机组振动，机组更加可靠。
降低了对一级进气管路的设计要求，降低设计难度，同时更节约成本。
用价格低廉的关断阀代替昂贵的卸荷阀，节约成本。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实施例1二级压缩机组的结构示意图。
图3是本发明实施例2三级压缩机组的结构示意图。
其中，1、一级进气分离器，2、二级进气分离器，3、三级进气分离器，4、分离气旁通阀一，5、分离器旁通阀二。
具体实施方式
实施例1：如图2所示，本实施例为二级压缩机组。在一级进气分离器1与二级进气分离器2之间设置一条旁通管路，配置一个分离器旁通阀。当气量充足时，此阀门处于常关状态，机组为两级压缩。当气量不足时，此阀门打开，使工艺气直接由一级进气分离器1进入二级进气分离器2，一级进、排气阀前后工艺气压力相同，起到类似卸荷阀的作用，使一级压缩缸失效，此时机组由两级压缩变为一级压缩，排量减小。
实施例2：如图3所示，本实施例为三级压缩机组。在一级进气分离器1与二级进气分离器2、三级进气分离器3之间分别设置一条旁通管路，配置分离器旁通阀。当气量充足时，各分离器旁通阀门处于常关状态。当气量不足时，有两种选择方式：第一，分离气旁通阀一4打开，分离气旁通阀二5关闭，使一级进气直接进入二级进气分离器2，一级进、排气阀前后工艺气压力相同，起到类似卸荷阀的作用，使一级压缩缸失效，此时机组由三级级压缩变为二级压缩，排量减小；第二，分离气旁通阀二5打开，分离气旁通阀一4打开，使一级进气直接进入三级进气分离器3，一级进、排气阀与二级进、排气阀前后工艺气压力均相同，起到类似卸荷阀的作用，使一级、二级压缩缸失效，此时机组由三级级压缩变为一级压缩，排量减小。
以此类推，图1是多级压缩机组的结构示意图，调整排量时将一级压缩机组与其后的压缩机组按安装顺序依次打开旁通管路的阀门，压缩级数依次减少，相应排量依次减小，相应的排量选择打开相应的旁通管路阀门即上述实施例中提到的分离器旁通阀。

Claims (4)

1.一种多级压缩机组排量调节方法，每级压缩机组都包括进气分离器和压缩气缸，进气分离器设置于压缩气缸前，其特征在于：在一级压缩机组的进气分离器与一级压缩机组后的每级压缩机组中的进气分离器之间设置旁通管路，每条旁通管路上均设置阀门控制其通断，根据工作环境中所需的排量大小控制阀门的通断获得相应的排量。
2.根据权利要求1所述的一种多级压缩机组排量调节方法，其特征在于：所述多级压缩机组至少为二级压缩机组。
3.根据权利要求1所述的一种多级压缩机组排量调节方法，其特征在于：气体进入压缩机组后先进入进气分离器，后经进气缓冲罐进入压缩气缸，从压缩气缸进入排气缓冲罐再经级间冷却器进入下一级压缩机组。
4.根据权利要求1所述的一种多级压缩机组排量调节方法，其特征在于：三级及三级以上压缩机组调整排量时将一级压缩机组与其后的压缩机组按安装顺序依次打开旁通管路的阀门，压缩级数依次减少，相应排量依次减小，相应的排量选择打开相应的旁通管路阀门。
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