一種往復式壓縮機氣量調節系統的製作方法

2023-06-12 10:41:11

專利名稱：一種往復式壓縮機氣量調節系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種往復式壓縮機氣量調節系統。
背景技術：
在石油化工行業中，作為煉油裝置中的往復式壓縮機的排氣量一般是根據裝置所需的最大容積流量或近期裝置可能擴容所需的流量來選擇，一般具有一定的富裕量。由於入口條件的改變(入口壓力、溫度等)、工藝流程或耗氣設備的需求量改變，當耗氣量小於壓縮機的排氣量時，便需要對壓縮機進行氣量調節，以使壓縮機的排氣量適應耗氣量的要求，保持管網中的壓力穩定。往復式壓縮機傳統的氣量調節方法有壓開吸氣閥調節、固定餘隙調節和旁路調節。其中壓開吸氣閥調節和固定餘隙調節是有級調節，旁路調節是耗能調節。在實際應用中 發現，當長期壓開一側吸氣閥，在壓開吸氣閥一側的氣缸內液體因不能隨氣體排出，在氣缸內積存會產生液擊，因此壓縮機不適宜長期壓開一側吸氣閥運行；通過對壓縮機的標定發現，固定餘隙調節對耗功沒有達到減少排氣量與減少能耗成正比例的變化，降耗不明顯；旁路調節不但將多餘氣體的全部壓縮功都損耗掉，而且回流的氣體是被壓縮後的高溫氣體，還要用冷卻水冷卻。上述傳統的氣量調節方法，不能實現壓縮機排量與指示功成正比，壓縮機運行的能耗大。往復式壓縮機上一般設有固定餘隙調節和壓開吸氣閥調節機構，兩者配合，能夠實現排氣量分級調節。壓開吸氣閥的調節幅度較大，一般是壓開一側吸氣閥減少排氣量50%,適用於粗調節。固定餘隙調節是將輔助餘隙腔接入氣缸工作腔，使餘隙容積增大，容積效率減小，排氣量降低，也是比較粗的調節。傳統的固定餘隙調節因餘隙閥的有效面積太小，氣體在氣缸內往復壓縮和膨脹的循環過程中，流經閥口的高壓氣流的流速很高，功耗很大，造成氣流溫升增加，所以節能效果不佳。又由於需要人為調整，大部分沒有使用。

實用新型內容本實用新型其目的就在於提供一種往復式壓縮機氣量調節系統，具有投資及維護費用低、節能效果好、系統可靠的特點，特別適合需要減少流量小於40%的無級調節。實現上述目的而採取的技術方案，包括壓縮機氣缸和活塞以及液壓控制系統和電氣控制裝置，所述壓縮機氣缸兩端連接可調餘隙氣缸和液壓伺服油缸，所述可調餘隙氣缸內設有可調餘隙活塞，可調餘隙活塞前端設有餘隙腔，可調餘隙活塞後端設有控制腔，所述液壓伺服油缸內設有液壓伺服活塞，液壓伺服活塞前端設有恆壓腔，液壓伺服活塞後端設有洩漏腔，所述可調餘隙活塞與液壓伺服活塞通過活塞杆相連接，液壓伺服活塞上設有位置傳感器，所述液壓控制系統輸出設有三路，分別連接餘隙腔、控制腔和恆壓腔。與現有技術相比本實用新型具有以下優點。I、可調餘隙是採用比較普通的電液控制和驅動執行機構，對整機的改造和維護費用遠低於部分行程壓開吸氣閥調節方式；由於驅動執行機構沒有高速運動部件，幾乎達到免維護。2、由於沒有多餘氣量反覆進出進氣閥，阻力損失小。3、控制系統的最大耗能設備——電動齒輪泵間歇運行，運行時間佔停泵時間比例不到1/20，控制系統的耗能也遠低於部分行程壓開吸氣閥調節方式。4、經實際應用結果表明，該系統具有輸出氣量的穩定性高、參數設置靈活、投資及維護費用低、節能效果好、系統可靠的特點，特別適合需要減少流量小於40%的無級調節。5、制氫裝置壓縮機排氣量實現62% 100%的無級調節，按現有工況工作節省能耗22%,節省電機功率85KW。
以下結合附圖
對本實用新型作進一步詳述。圖I為本裝置的結構原理示意圖。圖2為本裝置中液壓控制系統原理示意圖。
具體實施方式
本裝置包括壓縮機氣缸I和活塞2以及液壓控制系統和電氣控制裝置，如圖I所示，所述壓縮機氣缸I兩端連接可調餘隙氣缸3和液壓伺服油缸5，所述可調餘隙氣缸3內設有可調餘隙活塞4，可調餘隙活塞4前端設有餘隙腔11，可調餘隙活塞4後端設有控制腔12，所述液壓伺服油缸5內設有液壓伺服活塞6，液壓伺服活塞6前端設有恆壓腔13，液壓伺服活塞6後端設有洩漏腔14，所述可調餘隙活塞4與液壓伺服活塞6通過活塞杆8相連接，液壓伺服活塞6上設有位置傳感器7，所述液壓控制系統輸出設有三路，分別連接餘隙腔11、控制腔12和恆壓腔13。所述可調餘隙氣缸3外側設有冷卻腔15，所述冷卻腔15接入冷卻水。所述液壓控制系統包括油泵電機機組16、17和溢流閥19，如圖2所示，液壓控制系統輸出分三路，一路經手動換向閥23、伺服比例閥21、電磁換向閥20和蓄能器24連接餘隙腔11，二路經手動換向閥、伺服比例閥、電磁換向閥和蓄能器連接控制腔12，三路經手動換向閥、伺服比例閥和電磁換向閥連接恆壓腔13，所述洩漏腔14連接就地盤25，所述就地盤25包括分液罐26和排空管27。所述電氣控制裝置包括PLC可編程控制器。所述液壓控制系統中的伺服比例閥21連接電氣控制裝置，所述電氣控制裝置與位置傳感器7相連接。餘隙調節是在固定餘隙調節的基礎上，取消了餘隙腔與氣缸之間的餘隙閥，裝上餘隙調節裝置(見圖I)。本裝置包括壓縮機氣缸I和壓縮機活塞2，壓縮機氣缸I上設有壓縮機進氣單向閥9和壓縮機出氣單向閥10，壓縮機氣缸I兩端設有可調餘隙氣缸3，可調餘隙氣缸3內設有可調餘隙活塞4，外側設有冷卻腔15，所述的可調餘隙氣缸3外側設有液壓伺服油缸5，液壓伺服油缸內設有液壓伺服活塞6，所述的可調餘隙活塞4與液壓伺服活塞6通過活塞杆8相連接，活塞杆8中心設有位置傳感器7。[0023]本裝置液壓控制系統(見圖2)設有一套油泵16電機17機組，通過溢流閥19和減壓閥18設置系統工作壓力，通過蓄能器24穩定系統壓力，儲存能量。本液壓控制系統設有三級輸出，分別控制一級餘隙調節裝置中的餘隙腔11、二級餘隙調節裝置中的控制腔12和三級餘隙調節裝置中的恆壓腔13。三級輸出的控制原理基本相同液壓系統壓力油一路直接接入餘隙調節裝置的恆壓腔13，使餘隙腔11保持在最大餘隙位置，另一路受電磁換向閥20，液控單向閥22，伺服比例閥21或手動換向閥23控制進入餘隙調節裝置的控制腔12，推動可調餘隙活塞4向餘隙腔11減小的方向動作。控制系統可以根據主控變量或通過手動給定參數，經過隔離器的信號，同位置傳感器7測得的現場實際位置信號，二者通過可編程控制器PLC比較運算、再經比例放大器輸出PWM功率信號驅動伺服比例閥，控制推動可調餘隙活塞4向餘隙腔11減小的方向動作，從而實現對壓縮機餘隙的自動調節。在自動調節鎖定的情況下，也可直接操作手動換向閥23手動調節壓縮機餘隙。給可調餘隙氣缸3外側冷卻腔15接入冷卻水，可以對餘隙腔11進行有效冷卻。 餘隙調節執行部分的洩漏腔14與就地盤25連接，可以對洩漏的氣體進行檢測和安全排放。本裝置使用環境I.環境溫度_3(TC 55°C2.適用於二類二區II C級防爆場所。主要技術參數I、動力電源三相380V 50Hz功率2. 2Kw2、儀表電源單相220V 50Hz UPS 最大功率O. 2Kw3、系統額定壓力4 8MPa±10% (可調)4、位置控制精度(1/10005、解析度(1/1000
權利要求1.一種往復式壓縮機氣量調節系統，包括壓縮機氣缸(I)和活塞(2)以及液壓控制系統和電氣控制裝置，其特徵在於，所述壓縮機氣缸(I)兩端連接可調餘隙氣缸(3 )和液壓伺服油缸(5)，所述可調餘隙氣缸(3)內設有可調餘隙活塞(4)，可調餘隙活塞(4)前端設有餘隙腔(11)，可調餘隙活塞(4)後端設有控制腔(12)，所述液壓伺服油缸(5)內設有液壓伺服活塞(6)，液壓伺服活塞(6)前端設有恆壓腔(13)，液壓伺服活塞(6)後端設有洩漏腔(14)，所述可調餘隙活塞(4)與液壓伺服活塞(6)通過活塞杆(8)相連接，液壓伺服活塞(6)上設有位置傳感器(7)，所述液壓控制系統輸出設有三路，分別連接餘隙腔(11)、控制腔(12)和恆壓腔(13)。
2.根椐權利要求I所述的一種往復式壓縮機氣量調節系統，其特徵在於，所述可調餘隙氣缸(3)外側設有冷卻腔(15)，所述冷卻腔(15)接入冷卻水。
3.根椐權利要求I所述的一種往復式壓縮機氣量調節系統，其特徵在於，所述液壓控制系統包括油泵電機機組(16)、(17)和溢流閥(19)，液壓控制系統輸出分三路，一路經手動換向閥(23)、伺服比例閥(21)、電磁換向閥(20)和蓄能器(24)連接餘隙腔(11)，二路經手動換向閥、伺服比例閥、電磁換向閥和蓄能器連接控制腔(12)，三路經手動換向閥、伺服比例閥和電磁換向閥連接恆壓腔(13)，所述洩漏腔(14)連接就地盤(25)，所述就地盤(25)包括分液罐(26)和排空管(27)。
4.根椐權利要求I所述的一種往復式壓縮機氣量調節系統，其特徵在於，所述電氣控制裝置包括PLC可編程控制器。
5.根椐權利要求I或3所述的一種往復式壓縮機氣量調節系統，其特徵在於，所述液壓控制系統中的伺服比例閥(21)連接電氣控制裝置，所述電氣控制裝置與位置傳感器(7 )相連接。
專利摘要一種往復式壓縮機氣量調節系統，包括壓縮機氣缸和活塞以及液壓控制系統和電氣控制裝置，所述壓縮機氣缸兩端連接可調餘隙氣缸和液壓伺服油缸，所述可調餘隙氣缸內設有可調餘隙活塞，可調餘隙活塞前端設有餘隙腔，可調餘隙活塞後端設有控制腔，所述液壓伺服油缸內設有液壓伺服活塞，液壓伺服活塞前端設有恆壓腔，液壓伺服活塞後端設有洩漏腔，所述可調餘隙活塞與液壓伺服活塞通過活塞杆相連接。具有投資及維護費用低、節能效果好、系統可靠的特點，特別適合需要減少流量小於40%的無級調節，適用於石油化工行業中往復壓縮機的節能改造。
文檔編號F04B39/00GK202628454SQ20122028208
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者唐厚旺, 鄒水亮, 黃岸平 申請人:九江大安自控工程有限公司