试论某CNG加气母站往复压缩机节能技术

郭奎

摘要：CNG加气母站中，往复压缩机是常见的化工设备。该设备运行过程中耗电量高是加气站节能降耗工作的重要切入点。本文通过对CNG加气母站往复压缩机使用过程中影响能耗的因素进行分析，继而提出了如何降低往复压缩机使用能耗，旨在提高往复压缩机运行维护技术水平，更好地实现CNG加气站节能降耗高质量发展目标。

关键词：天然气加气站、母站、节能、往复式压缩机

引言：在化工企业中，往复压缩机是重要的机械设备。该设备运行工况是否安全稳定和高效对企业生产效益目标的实现有密切的关系。通过对该设备运行中能耗影响因素的分析，制定更科学的设备节能策略是化工企业及工作人员关注和研究的内容。

一、往复压缩机使用现状

压缩机在使用过程中通常涉及到两种类型，一种是绝热压缩，另一种是多变压缩。前者是在设备过程运行过程中内部和外部环境之间没有进行能量交换，因此设备内部能量全部用于增加气缸的温度，因而这种情况下能耗很大，也很难使能耗降低。后一种类型是往复压缩机在进行气体压缩的过程中处于等温和绝热两种状态之间，因此可以采取适当的措施尽可能向理想的等温压缩状态靠近，以降低压缩机运行过程的能耗。

二、往复压缩机能耗影响因素分析

往复压缩机运行过程能耗多少与温度的关系十分紧密。其中外界环境温度对往复式压缩机的耗电量影响较大。以某CNG加气母站为例，该CNG加气站的采用了往复压缩机。在对该压缩机能耗的分析过程中，工作人员对往复压缩机的耗电量进行了统计，数据如表1所示。

观察表1可以发现，在2019年1月至2020年6月期间内，往复压缩机的单位体积耗电量最大值为0.128kW·h/Nm3，单位体积耗电量最小值为0.114kW·h/Nm3。往复压缩机单位体积耗电量较大的时间段在2019年1月～2月、2019年12月～2020年2月、2020年5月～6月。观察表2可以发现，环境气温最低时间段在2019年1月～2月、2019年12月～2020年2月，这一时间段与往复式压缩机单位体积耗电量较大的时间段吻合。其他月份的环境温度条件下，往复压缩机单位体积耗电量较小，说明往复压缩机耗电量大小与环境温度有关，在环境温度10℃～25℃范围内耗电量较小。如果环境温度超过25℃，或者低于10℃，则往复压缩机能耗较大。

从往复压缩机的运行原理方面进行分析，曲轴箱内的润滑油在高温环境下的润滑效果更好，而级间冷却器的降温效果不好，此时压缩机内各级气缸进气温度较高会造成压缩机驱动功率升高，导致能耗增加。而环境温度较低时，级间冷却器的散热效果好，排除进气温度的影响，随着温度的降低，曲轴箱润滑油的粘稠度升高，导致曲轴做功能耗增大，使压缩机能耗增加。

天然气进气温度也可能对往复压缩机能耗产生影响。为此，调整天然气进气温度，然后观察压缩机功率变化情况。进气温度设置成一定的温度梯度，从-20℃依次升高至35℃，每5℃为一个温度阶梯。设定压缩机入口压力为13.5bar，出口压力为210bar，结果发现当进气温度升高时，往复压缩机的功率会随之升高。分析其原因，当进气温度升高时，气体膨胀，容积系数变大，在气体组分不变的情况下，压缩机功率增大。

三、往复压缩机节能降耗技术

通过对CNG加气站往复压缩机能耗随温度变化情况的分析，工作人员可采取以下节能降耗措施。在夏季高温时段，注意做好風冷器散热片清洗工作;冬季环境温度低的时候，采用品质过关的润滑油，避免润滑油在低温条件下黏度过高造成曲轴箱做功阻力较大，避免压缩机能耗升高。冬季尽量采取连续作业的方式，使压缩机空闲时间不超过2小时，保持润滑油温度不低于20℃。控制往复压缩机进气温度，在-13℃～14℃范围内较佳，避免温度过高造成往复压缩机能耗升高。定期清洗冷却风扇散热片，做好压缩机降温，减少压缩机能耗。此外，避免压缩机频繁启停，做好压缩机日常养护，避免故障发生，减少启停次数。

四、结语

往复式压缩机在CNG加气母站运营中是重要的化工设备，具有高压比、中低流量的特点。使用过程中，工作人员应注意温度条件的变化对压缩机能耗带来的不利影响，采取科学的节能降耗措施，在保证压缩机正常运行的情况下降低能耗。

参考文献

[1]王文龙.加气母站压缩机主电机改造节能分析[J].石化技术，2019（11）

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