CN110259676A - 一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法，该设备包括：抽气装置、第一工艺段回流管路以及第二工艺段回流管路；抽气装置设置于增压压缩机的第一工艺段与增压压缩机的第二工艺段的连通管路上，用于抽取经过增压压缩机第一工艺段压缩得到的第一压缩气体；第一工艺段回流管路的入口端与抽气装置连通，第一工艺段回流管路的出口端与第一工艺段的气体入口连通，第一工艺段回流管路上设置有第一测试装置以及第一流量调节阀；第二工艺段回流管路的入口端与增压压缩机第二工艺段的气体出口连通，第二工艺段回流管路的出口端与第一工艺段的气体入口连通，第二工艺段回流管路上设置有第二测试装置以及第二流量调节阀。

Description

一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及到一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法。

背景技术

内压缩流程空分装置通常配置两台空气压缩机：主空气压缩机和空气增压压缩机。随着空分规模的扩大，大型空分压缩机组也陆续实现国产化，典型的10万等级空分装置配套的压缩机组功率达70000kW，出口压力达75bar，国内外用户对空分压缩机的效率、能耗要求非常严格。

对于这种高压力的增压压缩机，目前，大多数生产压缩机的厂家在压缩机组装完成后，由于受工厂生产条件的限制，在压缩机制造工厂内往往不能对压缩机的性能进行检测，或是仅限于对其机械性能的运转试验，这就使得压缩机在实际应用中运行可靠性能上存在一定的风险性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法，有助于实现增压压缩机各个工艺段的性能测试。

根据本发明的一个方面，提供了一种增压压缩机的性能测试设备，包括：

抽气装置、第一工艺段回流管路以及第二工艺段回流管路；

所述抽气装置设置于所述增压压缩机的第一工艺段与所述增压压缩机的第二工艺段的连通管路上，用于抽取经过所述增压压缩机第一工艺段压缩得到的第一压缩气体；

所述第一工艺段回流管路的入口端与所述抽气装置连通，所述第一工艺段回流管路的出口端与所述第一工艺段的气体入口连通，所述第一工艺段回流管路上设置有第一测试装置以及第一流量调节阀；

所述第二工艺段回流管路的入口端与所述增压压缩机第二工艺段的气体出口连通，所述第二工艺段回流管路的出口端与所述第一工艺段的气体入口连通，所述第二工艺段回流管路上设置有第二测试装置以及第二流量调节阀。

在本发明实施例中，具体地，所述设备还包括：

补气装置，与所述第一工艺段的气体入口连通，用于向所述第一工艺段提供气体。

在本发明实施例中，具体地，所述第一工艺段回流管路设置有第一泄压装置，所述第二工艺段回流管路设置有第二泄压装置。

在本发明实施例中，具体地，所述第一测试装置包括但不限于第一压力变送器、第一流量变送器以及第一温度传感器中的任意一种或其组合。

在本发明实施例中，具体地，所述第二测试装置包括但不限于第二压力变送器、第二流量变送器以及第二温度传感器中的任意一种或其组合。

根据本发明的另一方面，提供了一种增压压缩机的性能测试方法，用于上述的增压压缩机的性能测试设备，包括：

控制所述抽气装置按照预设抽气量抽取所述第一压缩气体，以使抽取的所述第一压缩气体流入所述第一工艺段回流管路，抽取后剩余的所述第一压缩气体流入所述第二工艺段；

根据所述第一测试装置的测试结果调节所述第一流量调节阀，以及根据所述第二测试装置的测试结果调节所述第二流量调节阀；

获取所述第一工艺段和所述第二工艺段的气动参数。

在本发明实施例中，具体地，所述增压压缩机的性能测试设备包括补气装置，所述补气装置与所述第一工艺段的气体入口连通，用于向所述第一工艺段提供气体；

所述第一工艺段的气动参数包括所述第一工艺段的气体入口压力值，所述方法还包括：

若所述第一工艺段的气体入口压力值小于预设补气压力值，则控制补气装置向所述第一工艺段补气。

在本发明实施例中，具体地，所述第一工艺段回流管路设置有第一泄压装置，所述第二工艺段回流管路设置有第二泄压装置；

所述第一工艺段的气动参数包括所述第一工艺段的气体出口压力值，所述第二工艺段的启动参数包括所述第二工艺段的气体出口压力值，所述方法还包括：

若所述第一工艺段的气体出口压力值大于预设第一泄压压力值，则开启所述第一泄压装置；和/或

若所述第二工艺段的气体出口压力值大于预设第二泄压压力值，则开启所述第二泄压装置。

在本发明实施例中，具体地，所述第一工艺段的气动参数还包括所述第一工艺段的气体出口流量值，所述第二工艺段的气动参数还包括所述第二工艺段的气体出口流量值，所述方法还包括：

根据所述第一工艺段的气体出口压力值以及所述气体出口流量值，计算所述第一工艺段的气体出口压力波动值以及气体出口流量波动值；

若所述第一工艺段的气体出口压力波动值大于预设第一压力波动值和/或所述第一工艺段的气体出口流量波动值大于预设第一流量波动值，则调节所述第一流量调节阀；和/或

根据所述第二工艺段的气体出口压力值以及所述气体出口流量值，计算所述第二工艺段的气体出口压力波动值以及气体出口流量波动值；

若所述第二工艺段的气体出口压力波动值大于预设第二压力波动值和/或所述第二工艺段的气体出口流量波动值大于预设第二流量波动值，则调节所述第二流量调节阀。

借由上述技术方案，本发明提供的一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法，在增压压缩机的第一工艺段和第二工艺段分别设置第一工艺段回流管路20和第二工艺段回流管路30，通过抽气装置10将第一工艺段的部分压缩气体抽取至第一工艺段回流管路20中，利用第一测试装置21对第一工艺段的进行性能测试，以及使第二工艺段的压缩气体流入第二工艺段回流管路30，利用第二测试装置31实现对第二工艺段的性能测试，使压缩机的在实验条件下的各项性能参数更接近于压缩机实际运行参数，提高压缩机的性能测速准确性，从而有助于验证压缩机出厂前的气动性能指标与设计值之间的偏差。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例的一种增压压缩机的性能测试设备的结构示意图；

图2示出了本发明实施例的一种增压压缩机的结构示意图。

附图标记：

10-抽气装置；20-第一工艺段回流管路；21-第一测试装置；22-第一流量调节阀；23-第一泄压装置；30-第二工艺段回流管路；31-第二测试装置；32-第二流量调节阀；33-第二泄压装置；40-补气装置。

具体实施方式

为克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种增压压缩机的性能测试设备以及测试方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明实施例中的第一个方面提供了一种增压压缩机的性能测试设备，图1示出了本发明实施例的一种增压压缩机的性能测试设备的结构示意图，该设备包括：抽气装置10、第一工艺段回流管路20以及第二工艺段回流管路30；抽气装置10设置于增压压缩机的第一工艺段与增压压缩机的第二工艺段的连通管路上，用于抽取经过增压压缩机第一工艺段压缩得到的第一压缩气体；第一工艺段回流管路20的入口端与抽气装置10连通，第一工艺段回流管路20的出口端与第一工艺段的气体入口连通，第一工艺段回流管路20上设置有第一测试装置21以及第一流量调节阀22；第二工艺段回流管路30的入口端与增压压缩机第二工艺段的气体出口连通，第二工艺段回流管路30的出口端与第一工艺段的气体入口连通，第二工艺段回流管路30上设置有第二测试装置31以及第二流量调节阀32。

为了清楚的解释上述性能测试设备，本发明实施例首先对增压压缩机的工作运行情况进行说明，图2示出了本发明实施例的一种增压压缩机的结构示意图。以某增压压缩机全负荷运行为例，经冷却、净化后的5.5bar空气，通过增压压缩机第一工艺段压缩后达到30bar，经冷却器冷却后，一部分气体抽出后送往现场工艺流程，其余气体进入压缩机第二工艺段继续压缩，达到75bar，经冷却器冷却后送往现场工艺流程，也就是说，增压压缩机能够为现场工艺流程提供30bar和75bar的两种压缩气体。两个工艺段分别设置流量、压力、温度检测元件，对两个工艺段中的气体流量、压力、温度情况进行监控。

在上述实施例中，为了实现对增压压缩机的第一工艺段和第二工艺段的性能测试，本发明实施例分别设置了第一工艺段回流管路20和第二工艺段回流管路30，经过增压压缩机第一工艺段压缩并经过冷却器冷却后的气体，经过抽气装置10，将在实际使用中增压压缩机需送往现场工艺流程的部分压缩气体送入第一工艺段回流管路20中，从而利用第一工艺段回流管路20上设置的第一测试装置21对压缩机第一工艺段流出的气体进行检测，进而根据第一测试装置21的检测结果调节第一工艺段回流管路20上的第一流量调节阀22，通过第一工艺段回流管路20上设置的第一流量调节阀22对流出气体进行性能调节，降低气体压力，并将调节后的气体再送入压缩机第一工艺段中为压缩机供气。同时，从压缩机第一工艺段流出的另一部分压缩气体送入压缩机的第二工艺段继续进行压缩，与对第一工艺段的性能测试相似的，经过增压压缩机第二工艺段压缩并经过冷却器冷却后的气体，送入第二工艺段回流管路30中，从而利用第二工艺段测试管理30上设置的第二测试装置31对压缩机第二工艺段流出的气体进行检测，进而根据第二测试装置31的检测结果调节第二工艺段回流管路30上的第二流量调节阀32，通过第二工艺段回流管路30上设置的第二流量调节阀32对流出气体对第二工艺段的流出气体进行性能调节后，将调节后的气体也送入压缩机第一工艺段中为压缩机供气，整个性能测试设备采用闭式循环结构。利用压缩机第一工艺段和第二工艺段产生的压缩气体为测试设备供气，避免测试过程产生气体浪费。

基于上述调节后，利用增压压缩机第一工艺段和第二工艺段中安装的气动参数测试设备测试两个工艺段的气动参数，从而实现对压缩机第一工艺段和第二工艺段的性能测试。并且，抽气装置10可以按照压缩机实际工况中的第一工艺段的使用气体量现气体抽取，更接近用户实际应用条件的设计工况，并按照预设的负荷情况对压缩机的第一工艺段和第二工艺段的工作参数进行调节实现对压缩机任意负荷的性能测试。

通过应用本实施例的技术方案，在增压压缩机的第一工艺段和第二工艺段分别设置第一工艺段回流管路20和第二工艺段回流管路30，通过抽气装置10将第一工艺段的部分压缩气体抽取至第一工艺段回流管路20中，根据第一测试装置21的测试结果调节第一流量调节阀22，以及使第二工艺段的压缩气体流入第二工艺段回流管路30，根据第二测试装置31的测试结果调节第二流量调节阀32，从而利用增压压缩机第一工艺段和第二工艺段中原有的测试设备实现两个工艺段的性能测试，使压缩机的在实验条件下的各项性能参数更接近于压缩机实际运行参数，提高压缩机的性能测速准确性，从而有助于验证压缩机出厂前的气动性能指标与设计值之间的偏差。

在本发明的任一实施例中，具体地，该设备还包括：补气装置40，与第一工艺段的气体入口连通，用于向第一工艺段提供气体。

在上述实施例中，设置补气装置40，在回流管路发生气体泄露的情况下，向第一工艺段进行补气，确保试验过程的稳定性。具体补气装置40可以为补气阀，例如第一工艺段的入口气体压力设定值为5.5bar，若第一工艺段回流管路20和第二工艺段回流管路30向压缩机第一工艺段流入的气体压力小于5.5bar，则补气装置向第一工艺段气体入口进行补气。

在本发明的任一实施例中，具体地，第一工艺段回流管路20设置有第一泄压装置23，第二工艺段回流管路30设置有第二泄压装置33。

在上述实施例中，如果测试过程中出现异常情况如压缩机工艺段气体压力急速上升，通过第一泄压装置23、第二泄压装置33紧急放空泄压以保护压缩机第一工艺段、第二工艺段的安全，防止压缩机损坏，避免经济损失和造成人身危险。

在本发明的任一实施例中，具体地，第一测试装置21包括但不限于第一压力变送器、第一流量变送器以及第一温度传感器中的任意一种或其组合。

在本发明的任一实施例中，具体地，第二测试装置31包括但不限于第二压力变送器、第二流量变送器以及第二温度传感器中的任意一种或其组合。

在上述实施例中，利用第一测试装置21和第二测试装置31实现对第一工艺段流出气体和第二工艺段流出气体的测试，具体对回流管路中的气体流量、压力、温度进行测试，故第一测试装置21可以包括第一压力变送器、第一流量变送器以及第一温度传感器，第二测试装置31可以包括第二压力变送器、第二流量变送器以及第二温度传感器。

通过应用本实施例的技术方案，第一，压缩机采用闭式循环系统进行性能测试，设置两段回路，避免气体浪费，即：(1)第一工艺段回流管路：第一工艺段出口的中压气体一部分回流至第一工艺段回流管路入口，这部分气体流量与用户现场运行时中间抽气量相等，其余气体进入第二工艺段继续进行压缩，(2)第二工艺段回流管路：中压气体经第二工艺段压缩后，回流至第一工艺段入口；第二，设置一套补气系统，解决闭式回路系统的外泄漏问题，确保试验过程中的质量流量稳定；第三，回流管路上设置两个调节阀，满足压缩机试验过程中的喘振预防和性能调节要求；第四，回流管路上设置放空泄压阀门，在试验过程中出现异常时紧急放空泄压以保护压缩机的安全。

本发明实施例的第二个方面提供了一种增压压缩机的性能测试方法，上述的增压压缩机的性能测试设备，包括：

S1，控制抽气装置按照预设抽气量抽取第一压缩气体，以使抽取的第一压缩气体流入第一工艺段回流管路，抽取后剩余的第一压缩气体流入第二工艺段；

S2，根据第一测试装置的测试结果调节第一流量调节阀，以及根据第二测试装置的测试结果调节第二流量调节阀；

S3，获取第一工艺段和第二工艺段的气动参数。

通过应用本实施例的技术方案，通过抽气装置将第一工艺段的部分压缩气体抽取至第一工艺段回流管路中，具体的气体抽取量根据实际工况下的抽气量进行预先设定，利用第一测试装置的测试结果调节第一流量调节阀，控制第一回流管路向第一工艺段的供气流量，以及使第二工艺段的压缩气体流入第二工艺段回流管路，利用第二测试装置的测试结果调节第二流量调节阀，控制第二回流管路向第一工艺段的供气流量，使压缩机的在实验条件下的各项性能参数更接近于压缩机实际运行参数，进而利用压缩机第一工艺段和第二工艺段中的气动参数测试设备获取第一工艺段和第二工艺段的气动参数，实现压缩机两个工艺段的性能测试，提高了压缩机的性能测试准确性，从而有助于验证压缩机出厂前的气动性能指标与设计值之间的偏差。

在本发明的任一实施例中，具体地，增压压缩机的性能测试设备包括补气装置，补气装置与第一工艺段的气体入口连通，用于向第一工艺段提供气体；上述方法还包括：

S4，若第一工艺段的气体入口压力值小于预设补气压力值，则控制补气装置向第一工艺段补气。

在上述实施例中，第一工艺段的气动参数包括所述第一工艺段的气体入口压力值，利用压缩机第一工艺段中的压力检测设备对气体入口的气体压力进行检测，若气体入口压力值低于满足实际工况条件的气体入口压力即预设的补气压力值，则利用补气装置向压缩机第一工艺段补气，确保试验过程的流量稳定，保证测试结果的准确性。

在本发明的任一实施例中，具体地，第一工艺段回流管路设置有第一泄压装置，第二工艺段回流管路设置有第二泄压装置；上述方法还包括：

S5，若第一工艺段的气体出口压力值大于预设第一泄压压力值，则开启第一泄压装置；和/或

S6，若第二工艺段的气体出口压力值大于预设第二泄压压力值，则开启第二泄压装置。

在上述实施例中，第一工艺段的气动参数包括第一工艺段的气体出口压力值，第二工艺段的启动参数包括第二工艺段的气体出口压力值，实时监控压缩机第一工艺段、第二工艺段的气体出口侧的气体压力值，若监控到压力值过高，则可以通过第一泄压装置、第二泄压装置实现第一工艺段、第二工艺段的泄压，以免压缩机损坏，避免造成经济损失和人身危险。

在本发明的任一实施例中，具体地，上述方法还包括：

S7，根据第一工艺段的气体出口压力值以及气体出口流量值，计算第一工艺段的气体出口压力波动值以及气体出口流量波动值；

S8，若第一工艺段的气体出口压力波动值大于预设第一压力波动值和/或第一工艺段的气体出口流量波动值大于预设第一流量波动值，则调节第一流量调节阀；和/或

S9，根据第二工艺段的气体出口压力值以及气体出口流量值，计算第二工艺段的气体出口压力波动值以及气体出口流量波动值；

S10，若第二工艺段的气体出口压力波动值大于预设第二压力波动值和/或第二工艺段的气体出口流量波动值大于预设第二流量波动值，则调节第二流量调节阀。

在上述实施例中，第一工艺段的气动参数还包括第一工艺段的气体出口流量值，第二工艺段的气动参数还包括第二工艺段的气体出口流量值，通过对压缩机第一工艺段、第二工艺段的气体出口侧的压力值和流量值进行监控，实时分析压力波动情况和流量波动情况，若压力波动值或流量波动值超过对应的预设波动值，也即压缩机产生喘振现象，则分别通过调节第一流量调节阀、第二流量调节阀，可以实现压缩机第一工艺段、第二工艺段的喘振预防。

另外，通过第一流量调节阀和第二流量调节阀，结合入口导叶调节或变转速调节方式，可以实现两个工艺段不同工况下如全负荷、部分负荷的性能测试。

通过本实施例的技术方案，可以实现增压压缩机的负荷性能测试，验证压缩机出厂前的气动性能指标与设计值之间的偏差，并且，能够将测试气体重新加以利用，避免气体浪费，同时，提供了异常情况紧急泄压以及喘振预防和性能调节方案，保证测试设备安全的基础上，可以实现压缩机的各种负荷性能测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种增压压缩机的性能测试设备，其特征在于，包括：

抽气装置、第一工艺段回流管路以及第二工艺段回流管路；

所述抽气装置设置于所述增压压缩机的第一工艺段与所述增压压缩机的第二工艺段的连通管路上，用于抽取经过所述增压压缩机第一工艺段压缩得到的第一压缩气体；

所述第一工艺段回流管路的入口端与所述抽气装置连通，所述第一工艺段回流管路的出口端与所述第一工艺段的气体入口连通，所述第一工艺段回流管路上设置有第一测试装置以及第一流量调节阀；

所述第二工艺段回流管路的入口端与所述增压压缩机第二工艺段的气体出口连通，所述第二工艺段回流管路的出口端与所述第一工艺段的气体入口连通，所述第二工艺段回流管路上设置有第二测试装置以及第二流量调节阀。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

补气装置，与所述第一工艺段的气体入口连通，用于向所述第一工艺段提供气体。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一工艺段回流管路设置有第一泄压装置，所述第二工艺段回流管路设置有第二泄压装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一测试装置包括但不限于第一压力变送器、第一流量变送器以及第一温度传感器中的任意一种或其组合。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第二测试装置包括但不限于第二压力变送器、第二流量变送器以及第二温度传感器中的任意一种或其组合。

6.一种增压压缩机的性能测试方法，其特征在于，用于如权利要求1至5中任一项所述的增压压缩机的性能测试设备，包括：

控制所述抽气装置按照预设抽气量抽取所述第一压缩气体，以使抽取的所述第一压缩气体流入所述第一工艺段回流管路，抽取后剩余的所述第一压缩气体流入所述第二工艺段；

根据所述第一测试装置的测试结果调节所述第一流量调节阀，以及根据所述第二测试装置的测试结果调节所述第二流量调节阀；

获取所述第一工艺段和所述第二工艺段的气动参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述增压压缩机的性能测试设备包括补气装置，所述补气装置与所述第一工艺段的气体入口连通，用于向所述第一工艺段提供气体；

所述第一工艺段的气动参数包括所述第一工艺段的气体入口压力值，所述方法还包括：

若所述第一工艺段的气体入口压力值小于预设补气压力值，则控制补气装置向所述第一工艺段补气。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一工艺段回流管路设置有第一泄压装置，所述第二工艺段回流管路设置有第二泄压装置；

所述第一工艺段的气动参数包括所述第一工艺段的气体出口压力值，所述第二工艺段的启动参数包括所述第二工艺段的气体出口压力值，所述方法还包括：

若所述第一工艺段的气体出口压力值大于预设第一泄压压力值，则开启所述第一泄压装置；和/或

若所述第二工艺段的气体出口压力值大于预设第二泄压压力值，则开启所述第二泄压装置。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一工艺段的气动参数还包括所述第一工艺段的气体出口流量值，所述第二工艺段的气动参数还包括所述第二工艺段的气体出口流量值，所述方法还包括：

根据所述第一工艺段的气体出口压力值以及所述气体出口流量值，计算所述第一工艺段的气体出口压力波动值以及气体出口流量波动值；

若所述第一工艺段的气体出口压力波动值大于预设第一压力波动值和/或所述第一工艺段的气体出口流量波动值大于预设第一流量波动值，则调节所述第一流量调节阀；和/或

根据所述第二工艺段的气体出口压力值以及所述气体出口流量值，计算所述第二工艺段的气体出口压力波动值以及气体出口流量波动值；

若所述第二工艺段的气体出口压力波动值大于预设第二压力波动值和/或所述第二工艺段的气体出口流量波动值大于预设第二流量波动值，则调节所述第二流量调节阀。