CN207377782U - 一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统及压缩机机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统及压缩机机组，节能控制系统安装在余隙头上并用于控制往复式压缩机的流量；包括执行器、余隙头活塞、气动阀门、控制阀门以及为执行器提供驱动力的驱动部，余隙头活塞滑动连接在余隙头内，余隙头活塞的活塞杆滑动连接在执行器内，活塞杆的端部通过弹性件与执行器弹性连接；控制阀门一端通过管路与气源相连通，另一端通过管路与执行器靠近余隙头活塞的一侧相连通；余隙头的一端与气缸的一个压缩腔相连通，另一端通过气动阀门与气缸的进气侧相连通。本实用新型可实现往复式压缩机余隙头的快速拆卸，从而节省了往复式压缩机的电机能耗，符合节能降耗的要求。

Description

一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统及压缩机机组

技术领域

本实用新型涉及往复式压缩机技术领域，具体涉及一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统。

背景技术

往复式压缩机的生产和应用伴随着石油、天然气及其他气体工业的发展，在气举、注气、集气、输气和透平发电等领域用途广泛。

往复式压缩机的流量调节方式一般有三种模式：缸头余隙调节、气缸单/双作用调节以及机组流量调节阀调节。

缸头余隙调节方式一般能调整机组设计流量的10％左右，全部拆卸掉余隙头可以调整设计流量的50％左右，而且每次调节之前必须关停机组，操作非常繁琐。

如图1所示，气缸单/双作用调节一般能调整机组设计流量的50％-60％左右，由于操作没有进行程序相关连锁，拆卸/加装启发操作也较为繁琐，目前国内市场基本也不采用这种操作方式。

机组流量调节阀调节一般能实现机组设计流量的100％全调节，国内大部分油田都采用此种操作模式，但是此种操作模式相当于做了大量的无用功，会造成能源的严重浪费。

以中海油东海平湖平台往复式压缩机/电机驱动为例。

机组设计流量为4400立方米/小时，电机耗电量约为450千瓦时。平台目前需要流量约为6600立方米/小时，机组只能两台同时运行，一台机组满负荷4400立方米/小时运行，电机耗电量约为450千瓦时。另一台机组流量调节阀调节使流量达到要求2200立方米/小时，电机耗电量同样为450千瓦时，机组做了大量无用功，导致电能的严重浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统及压缩机机组。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，安装在余隙头上并用于控制往复式压缩机的流量；包括执行器、余隙头活塞、气动阀门、控制阀门以及为所述执行器提供驱动力的驱动部，所述余隙头活塞滑动连接在所述余隙头内，所述余隙头活塞的活塞杆滑动连接在所述执行器内，所述活塞杆的端部通过弹性件与所述执行器弹性连接；所述控制阀门一端通过管路与所述气源相连通，另一端通过管路与所述执行器靠近所述余隙头活塞的一侧相连通；所述余隙头的一端与所述气缸的一个压缩腔相连通，另一端通过所述气动阀门与所述气缸的进气侧相连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过增加控制阀门、余隙头活塞、执行器和气动阀门等设备，可实现往复式压缩机余隙头的快速拆卸，从而节省了往复式压缩机的电机能耗，避免了机组做太多的无用功，符合节能降耗的要求。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述执行器为一密封腔体，所述密封腔体靠近所述余隙头活塞的一侧开设有开口，所述余隙头活塞的活塞杆从所述开口密封插入到所述密封腔体内，所述活塞杆远离所述余隙头活塞的一端固定连接有挡板，所述挡板的周侧抵接在所述密封腔体的内侧壁上；所述弹性件的两端分别连接在所述挡板远离所述活塞杆的一侧以及所述密封腔体内侧壁上；所述控制阀门另一端通过管路与所述挡板远离所述弹性件的一侧相连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置执行器为一密封腔体，使得控制阀门另一端通过管路与挡板远离弹性件的一侧相连通，当生产需要流量较少时，可通过余隙头活塞调节余隙头的开关状况，使气体不经过排气阀，直接通过余隙头的通道直接返回到气体入口，往复式压缩机运动一次由原来的两次压缩改为一次压缩，气量减半，有效节省了耗电量。

进一步，所述余隙头的另一端通过气动阀门分别与所述往复式压缩机的天然气气源或进气阀或气液分离器或进气缓冲罐相连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过将余隙头的另一端通过气动阀门分别与所述往复式压缩机的天然气气源或进气阀或气液分离器或进气缓冲罐相连通，可根据需要将余隙头排出的气体返回到进气侧。

进一步，还包括机组控制盘和电磁阀，所述电磁阀安装在所述气动阀门上并用于控制所述气动阀门的通断，所述电磁阀通过导线与所述机组控制盘相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置机组控制盘和电磁阀，可快速有效控制气动阀门的通断。

进一步，所述驱动部为储气罐，所述控制阀门为仪表风针阀。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置储气罐和仪表风针阀，可控制储气罐内气体向执行器内输送的气体流量，进而气动控制执行器内活塞的移动。

进一步，所述驱动部为液压罐。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置液压罐和流量调节阀，可调节液压罐中的液体向执行器内输送的液体流量，进而液压控制执行器内活塞的移动。

进一步，所述弹性件为弹簧。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置弹簧，方便安装，弹性效果好，来源广泛。

一种压缩机机组，包括串联设置的至少两台往复式压缩机和上述的节能控制系统；至少一台所述往复式压缩机的余隙头上安装有所述节能控制系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的压缩机机组，可实现往复式压缩机余隙头的快速拆卸，从而节省了往复式压缩机的电机能耗，避免了机组做太多的无用功，符合节能降耗的要求。

进一步，至少两台所述往复式压缩机的余隙头上均安装有所述节能控制系统。

附图说明

图1为现有技术的压缩机机组的结构示意图；

图2为本实用新型的压缩机机组一种工作状态的结构示意图；

图3为本实用新型的压缩机机组另一种工作状态的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、执行器；11、弹簧；2、余隙头活塞；21、活塞杆；3、挡板；4、气动阀门；5、气缸；51、余隙头；52、进气阀；53、排气阀；6、往复式压缩机；61、气液分离器；62、进气缓冲罐；7、机组控制盘；8、电磁阀；9、控制阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图2和图3所示，本实施例的一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，安装在余隙头51上并用于控制往复式压缩机6的流量；节能控制系统包括执行器1、余隙头活塞2、气动阀门4、控制阀门9以及为所述执行器1提供驱动力的驱动部，所述余隙头活塞2滑动连接在所述余隙头51内，所述余隙头活塞2的活塞杆21滑动连接在所述执行器1内，所述活塞杆21的端部通过弹性件与所述执行器1弹性连接；所述控制阀门9一端通过管路与所述气源相连通，另一端通过管路与所述执行器1靠近所述余隙头活塞2的一侧相连通；所述余隙头51的一端与所述气缸5的一个压缩腔相连通，另一端通过所述气动阀门4与所述气缸5的进气侧相连通。本实施例通过增加控制阀门、余隙头活塞、执行器和气动阀门等设备，可实现往复式压缩机余隙头的快速拆卸，从而节省了往复式压缩机的电机能耗，避免了机组做太多的无用功，符合节能降耗的要求。

如图2和图3所示，本实施例的所述执行器1为一密封腔体，所述密封腔体靠近所述余隙头活塞2的一侧开设有开口，所述余隙头活塞2的活塞杆21从所述开口密封插入到所述密封腔体内，所述活塞杆21远离所述余隙头活塞2的一端固定连接有挡板3，所述挡板3的周侧密封抵接在所述密封腔体的内侧壁上；所述弹性件的两端分别连接在所述挡板3远离所述活塞杆21的一侧以及所述密封腔体内侧壁上；所述控制阀门9另一端通过管路与所述挡板3远离所述弹性件的一侧相连通。通过设置执行器为一密封腔体，使得控制阀门另一端通过管路与挡板远离弹性件的一侧相连通，当生产需要流量较少时，可通过余隙头活塞调节余隙头的开关状况，使气体不经过排气阀53，直接通过余隙头的通道直接返回到气体入口，往复式压缩机运动一次由原来的两次压缩改为一次压缩，气量减半，有效节省了耗电量。

如图2和图3所示，本实施例的所述余隙头51的另一端通过气动阀门4分别与所述往复式压缩机6的天然气气源或进气阀52或气液分离器61或进气缓冲罐62相连通。通过将余隙头的另一端通过气动阀门分别与所述往复式压缩机的天然气气源或进气阀或气液分离器或进气缓冲罐相连通，可根据需要将余隙头排出的气体返回到进气侧。具体的，如图1和图2所示，管路①中，余隙头51的另一端通过气动阀门4与往复式压缩机6的天然气气源相连通；管路②中，余隙头51的另一端通过气动阀门4与往复式压缩机6的气液分离器61相连通；管路③中，余隙头51的另一端通过气动阀门4与往复式压缩机6的进气缓冲罐62相连通；管路④中，余隙头51的另一端通过气动阀门4与往复式压缩机6的进气阀52相连通。

如图2和图3所示，本实施例的节能控制系统还包括机组控制盘7和电磁阀8，所述电磁阀8安装在所述气动阀门4上并用于控制所述气动阀门4的通断，所述电磁阀8通过导线与所述机组控制盘7相连接。通过设置机组控制盘和电磁阀，可快速有效控制气动阀门的通断。

本实施例的驱动部和控制阀门都有两种实施方式，一种是，驱动部为储气罐，所述控制阀门为仪表风针阀；通过设置储气罐和仪表风针阀，可控制储气罐内气体向执行器内输送的气体流量，进而气动控制执行器内活塞的移动。另一种是，驱动部为液压罐，所述控制阀门为流量调节阀；通过设置液压罐和流量调节阀，可调节液压罐中的液体向执行器内输送的液体流量，进而液压控制执行器内活塞的移动。也就是说，本实施例活塞在执行器内的移动可通过气体进行控制，也可通过液压进行控制。

如图2和图3所示，本实施例的所述弹性件为弹簧11。通过设置弹簧，方便安装，弹性效果好，来源广泛。

本实施例的往复式压缩机余隙头的节能控制系统的工作原理为，当控制阀门开启，气源通过控制阀门向执行器靠近余隙头活塞的一侧通入仪表风，仪表风推动挡板，挡板压缩弹簧，挡板带动余隙头活塞向余隙头内移动，进而打开余隙头，使气缸进气阀进入的气体通过余隙头以及打开的气动阀门进入到往复式压缩机的进气侧，使往复式压缩机只进行了一次压缩，气量减半。当控制阀门关闭，余隙头活塞将余隙头关闭，往复式压缩机气缸进气阀进入的气体都通过对应的排气阀排出，使得往复式压缩机每次进行了两次压缩。往复式压缩机只进行一次压缩时，气量减半，一台往复式压缩机耗电量约为250千瓦时。图2中的弹簧未被压缩，余隙头活塞将余隙头封堵住，余隙头被关闭；图3中的弹簧被压缩，余隙头活塞将余隙头打开。

实施例2

如图2和图3所示，本实施例的一种压缩机机组，包括串联设置的至少两台往复式压缩机6和实施例1所述的节能控制系统；至少一台所述往复式压缩机6的余隙头51上安装有所述节能控制系统。本实施例的压缩机机组，可实现往复式压缩机余隙头的快速拆卸，从而节省了往复式压缩机的电机能耗，避免了机组做太多的无用功，符合节能降耗的要求。

本实施例的至少两台所述往复式压缩机的余隙头上均安装有所述节能控制系统。本实施例往复式压缩机的多个气缸上均可以安装节能控制系统，节能控制系统中的气动阀门和执行器都可以通过电动方式控制，也可以通过电动方式和气动模式共同控制，也可以通过纯手动进行控制。

一般情况下往复式压缩机在设计范围内运行平稳，随着生产工况的不断变化，为满足产量的要求，需要多台压缩机组同时运行。本实施例以中海油东海某平台往复式压缩机为例。

如果生产流量要求为6600～7000立方米/小时，一般操作是开启两台压缩机机组同时运行，每台压缩机机组包括两台串联的往复式压缩机。单台压缩机机组满负荷运行，电机耗电量约为450千瓦时，另一台机组用流量调节阀调节流量满足生产要求，电机耗电量约为450千瓦时。

采用本实施例的设计方案后，生产流量要求约为6600立方米/小时，一台机组双作用运行，电机耗电量约为450千瓦时。另一台机组控制阀门打开，通入带压仪表空气。触摸控制盘上的开关按键，执行器和气动阀门打开，余隙头全部打开，气体不经过排气阀，直接通过余隙头的通道直接返回入口，压缩机往复运动一次由原来的两次压缩改为一次压缩，气量减半。单台机组耗电量约为250千瓦时。

表1余隙头不同模式下，压缩机机组的相关参数

由表1可知，单台往复式压缩机由于机型的差异，导致电机等驱动设备的功率不同。余隙头开启运行模式下，一台机组一小时能节省电量约为150度，每天能节省电费约3000多元，每年就能节省上百万的成本，如果多台机组同时运行的话，每年节约的成本将更为客观。压缩机组的设计使用寿命一般长达25年左右。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，安装在余隙头上并用于控制往复式压缩机的流量；其特征在于，包括执行器、余隙头活塞、气动阀门、控制阀门以及为所述执行器提供驱动力的驱动部，所述余隙头活塞滑动连接在所述余隙头内，所述余隙头活塞的活塞杆滑动连接在所述执行器内，所述活塞杆的端部通过弹性件与所述执行器弹性连接；所述控制阀门一端通过管路与所述驱动部相连通，另一端通过管路与所述执行器靠近所述余隙头活塞的一侧相连通；所述余隙头的一端与所述气缸的一个压缩腔相连通，另一端通过所述气动阀门与所述气缸的进气侧相连通。

2.根据权利要求1所述一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，其特征在于，所述执行器为一密封腔体，所述密封腔体靠近所述余隙头活塞的一侧开设有开口，所述余隙头活塞的活塞杆从所述开口密封插入到所述密封腔体内，所述活塞杆远离所述余隙头活塞的一端固定连接有挡板，所述挡板的周侧抵接在所述密封腔体的内侧壁上；所述弹性件的两端分别连接在所述挡板远离所述活塞杆的一侧以及所述密封腔体内侧壁上；所述控制阀门另一端通过管路与所述挡板远离所述弹性件的一侧相连通。

3.根据权利要求1所述一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，其特征在于，所述余隙头的另一端通过气动阀门分别与所述往复式压缩机的天然气气源或进气阀或气液分离器或进气缓冲罐相连通。

4.根据权利要求1所述一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，其特征在于，还包括机组控制盘和电磁阀，所述电磁阀安装在所述气动阀门上并用于控制所述气动阀门的通断，所述电磁阀通过导线与所述机组控制盘相连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，其特征在于，所述驱动部为储气罐，所述控制阀门为仪表风针阀。

6.根据权利要求1至4任一项所述一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，其特征在于，所述驱动部为液压罐，所述控制阀门为流量调节阀。

7.根据权利要求1至4任一项所述一种往复式压缩机余隙头的节能控制系统，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

8.一种压缩机机组，其特征在于，包括串联设置的至少两台往复式压缩机和权利要求1至7任一项所述的节能控制系统；至少一台所述往复式压缩机的余隙头上安装有所述节能控制系统。

9.根据权利要求8所述一种压缩机机组，其特征在于，至少两台所述往复式压缩机的余隙头上均安装有所述节能控制系统。