关于往复式压缩机节能降耗途径的研究

 通过对往复式压缩机压缩过程进行理论分析，结合生产实践中用到的节能技术，对往复式压缩机节能降耗途径进行探索，并作出总结。
    某加气母站共六台D型水冷往复式压缩机，均为四级压缩，主要用于将低压的净化天然气压缩到25MPa高压天然气。为深入开展节能降耗工作，减少压缩机能耗损失，提高设备工作效率，现就往复式压缩机压缩原理进行理论分析，根据生产运行中的事故案例，结合实践中常用的节能技术，提出节能措施，为场站压缩机技术改进提供可靠依据。
    压缩过程理论分析
    往复式压缩机将低压气体压缩为高压气体，由吸气、压缩、排气三个过程组成。
    典型的压缩过程有等温压缩、绝热压缩和多变压缩三种，其中等温压缩和绝热压缩属于理想情况，压缩过程中状态参数都有明显变化。
    等温压缩功为Wdb，由面积c-a-db-d-c表示，同理，绝热压缩功为Wjb，多变压缩功为Wbb。有图可以Wdb<Wbb<Wjb。因此，设法实现压缩全过程等温化则是最好的节能方法，但实际中我们只能使每级压缩前的温度相同，同时设法降低气缸的温度。
    节能措施
    3.1.提高冷却器性能，使级间温度能满足于等温压缩
    2011年5月份，加气母站压缩机排气温度普遍升高，功耗比平常增加显著，立即组织相关人员对故障进行排查。打开压缩机循环水冷却器观察口，发现水冷却器外壁形成一层1.5-2mm水垢，分析为压缩机冷却系统失效。加气母站立即聘请净化公司对循环水冷却系统及循环水池进行化学清洗，清洗完毕后压缩机能耗下降。由以上案例可以看出冷却器对功耗影响显著，因此我们须做到以下几点：
    3.1.1.加强对循环水系统的巡检力度，定期进行维护保养，使回水得到从分的冷却，降低冷却水入口温度。
    3.1.2.时刻注意水池含水量与水压，及时补充软化水，使水位在合适的范围内，保证冷却水流量。
    3.1.3.定期清除冷却器内污垢，保证气体与冷却器管束接触均匀，使得气体得到从分的冷却，当冷却器内污垢增加时，要及时进行酸洗，确保换热效果。
    3.1.4.定期对软化水系统进行检测，及时更换软化树脂，降低原水中的钙镁离子，确保软化效果，避免冷却器出现结垢现象。
    3.2.降低各级气缸的温度，使每级压缩过程接近于等温压缩
    气体进行压缩时，若能对气缸进行充分的降温，则能保证每级压缩功耗最小。加气母站压缩机采用注油器对气缸进行润滑冷却，加气母站压缩机初始运行时，压缩机气缸只有一条油路对气缸进行润滑冷却，使得压缩机气缸得不到从分的润滑冷却，在较大的摩擦下，气缸温度过高，同时导致功耗增加，在技术人员指导下，加气母站对此现象进行认真的分析讨论，最终确定改造方案，在进气阀处增加一处润滑油路，改造后加气母站对改造效果进行分析，得出气缸温度明显下降，功耗得到了有效的控制。
    3.3.提高气质，遏制气体升温
    气体中若含有水分，会导致气体压缩时摩擦增大，从而影响功耗；若气体中还有杂质，会导致冷却器管束内杂质堆积，影响气体流通速率、管束接触面积，间接导致气体功的损耗，因此我们必须提高气体的纯度、质量。加气母站气体经过过滤、调压、计量、缓冲、干燥进入压缩机进行压缩，要提高气体质量，我们应严格控制各项指标。
    3.3.1.定期对过滤器进行排污，当过滤器前后压差超过0.02Mpa时，对过滤器滤芯进行清洗或更换，保证过滤效果。
    3.3.2.实时检测气体的含水量，确保水露点在-60度以下。定期保养干燥塔，按时更换分子筛，确保气体充分干燥，既能满足客户需求，又能降低功耗。
    3.4.设计和安装中，尽可能的减少系统气路的流动阻力
    对压缩机进行设计和安装时，在工艺需求的情况下，要尽量保证吸气管要直、短，要尽量少装弯头和阀门，不安装不必要的弯头和阀门，减少管道沿程损失和局部压力损失。压力的损失会导致加压到同等压力时，所需功耗增加，从而增加费用。
    3.5.严格控制设备内外泄漏和余隙容积
    外泄漏是指空气直接漏人大气或漏入低级进气管路，这样会直接减少了排气量，相同的排气量所需功耗将会增加；内泄漏是指气体由高压级泄漏到级间管道，造成了气体重复压缩，同样增加了功率消耗，并影响排气温度和压力，进一步增加了功率消耗。因此应加强设备巡检，将内外泄漏减少到最低，既能保证安全，又能降低能耗。
    压缩机在检修中余隙容积同样相当重要。余隙容积过大，将导致排气量下降，相当于做同样的功，排气量减少，从而影响能耗，因此在设备安装和检修中一定要按照技术数据进行安装，保证合理的余隙容积，减小功率消耗。
    通过以上分析得出，要实现压缩机的节能，一是要加强冷却塔、换热器、软换水装置的检修，确保冷却效果，使级间温度尽量接近入口温度；二是要保证气缸得到充分的冷却，保证气体压缩近似于等温压缩过程；三是要加强压缩机辅助设备干燥塔、过滤器的保养，保证优质气源；四是加强设备巡检，及时发现漏气现象，并做到及时检修，确保安全的同时，降低了功耗；五是是检修压缩机时，要严格控制余隙容积，保证足够的排气量；六是在压缩机技术改造时，不要增加不必要的弯头，保证通气顺畅。只要严格做到以上几点，压缩机能耗必定有所降低，同时供气管网的合理布置、压缩机运行方式等对压缩机节能降耗也有一定的影响，有待我们进一步讨论。