往复式压缩机能耗增加的原因分析及节能降耗技术探究

2021-04-03李冠男

中国设备工程 2021年23期

关键词：往复式气阀冷却器

李冠男

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆 163000）

实施往复式压缩机节能降耗不但能够充分优化资源配置，而且能够降低生产运行成本，实现生产效率的提升。在炼油化工生产过程中，要对往复式压缩机的节能降耗工作予以充分关注，了解其能耗增加的原因，以及具体节能降耗技术的运用，切实提高其能耗节约的效果。

1 致使往复式压缩机能耗增加的成因分析

1.1 受气体特性的影响

在往复式压缩机的运行过程中，会因气体特性的影响而增加能耗。这是因为气体通过气阀、管道时会致使轴承压力变大，从而导致压缩机能耗增大，同时还会影响其导热率。如果不能有效地对压缩机内部结构进行优化，那就极易导致其导热系数越来越低，与此同时，也会导致其能耗增加。不仅如此，通常来说，气体性质构成重点体现在其绝热系数上，如果气体该系数越高，那么其节能降耗的效果也就越好。此外，往复式压缩机的能耗还会在一定程度上受到气体成分的影响，大部分情况下，气体摩尔质量系统越高，那么其比重也会越大，相应的往复式压缩机的能耗也会有所下降。

1.2 受生产运行参数的影响

压缩机在实际运行过程中，其参数值会越来越大，这主要是由于受到进气温度和进排压力因素的影响，如果在具体操作过程中空气温度上升，那么其排气量就会相应减少，同时，操作效率也随之下降。通过对相关数据资料进行研究后可知，当压力升高到一定值时，排气量就会相应地降低，同时，功率也越来越低。

1.3 受导热系数的影响

在往复式压缩机工作实施热交换过程中，一个重要的影响因素就是其导热系统，该系数越大，那么气体加热系数也就越佳，排气量会有所下降。而且压缩系数间存在着差别，在各类气体中也会有不同的表现。气体组分越小，其压缩系数也就越大；在相同气缸直径以及气体压力下，气体的压缩系数越大，其压缩机功能以及排气量也会越大。

2 往复式压缩机节能降耗技术研究

对于往复式压缩机的运行来讲，急需解决的问题就是如何有效地实现节能降耗。科学合理使用压缩机也可以在一定程度上提升节能效果，有效降低能源的消耗。在实际操作过程中，难免会受到某些问题和因素的影响而致使其实际运行时产生热量过多，这就需要对压缩机结构进行优化，以使热量有所减少，从而实现节能目标。

2.1 优化压缩机冷却器性能

在压缩机的实际运行过程中，为了有效处理相关故障问题，需要将冷却器的观察口打开。一旦冷却器外壁高度大于正常值时，则表明该冷却系统已经发生故障。与此同时，还需做好设备的清洗工作，这样有利于降低能耗。要想有效地降低能源消耗，就需要进一步提升冷却器的工作效率。另外，还可以从冷水机组的效率着手进行提升，适当地添加循环水系统检测并落实日常的维护工作，以确保水得以充分冷却后再对水压变化情况进行关注，从而保证水位得以控制在一定值内，且需保证冷却液处理流动状态。此外，为了确保冷却器得以发挥其应有的价值和作用，实现冷却效果，还需要定期清除杂质工作，保持内部清洁，只有这样，才能更好地保证气体得以与冷管组有效接触。但是，如果冷水机内杂质过多时，为了避免冷水机结垢，可以使用酸洗的方法进行清洗，并定期做好测试工作。

2.2 降低压缩机气缸温度

因温度会对压力造成影响，所以，可以适当地对温度进行控制，以实现降耗目的。温度每上升一定值时，压缩机功率便会出现相应的降低。要想有效地控制能源消耗，可以将其温度控制在一定范围内。另外，在气体的压缩过程中，可以适当地为气缸提供一定的空间进行散热，同样也可以达到降耗的目的。需要尽可能规避气缸润滑与冷却方面出现故障和油箱被润滑冷却，以免受大摩擦力的影响而致使气缸温度大幅度上升，并最终导致能耗不断增大。因此，在事前就要制定好相应的目标并对设计做出及时有效的调整，同时，还需在进气门上添加一定的润滑剂，并对加油站实施改造和分析，这样可以使气缸温度得到有效的降低，以实现对能耗的控制。

2.3 确保气体质量

气体中带有水会导致压缩摩擦增大，影响能源耗损。而如果气体内部存在较多灰尘且得不到及时有效的清除时，还会致使沟槽内灰尘增多，进而致使气体的运行受到影响。所以，有必要确保气体的纯度和质量。这就需要对气体实施严格的检测工作，全面落实好过滤、控制以及测量，确保其纯度和质量完全达到相关要求时方可进入压缩机内并实施压缩。为了确保气体质量，还需要对气体各项指标进行严格控制。如对于过滤器需定期做好排干处理，一旦过滤器前后压力差超出一定范围时，就需要对其展开及时有效的清理，如有必要还需对其滤芯进行更换，以确保其具有良好的过滤效果。另外，还需做好气体水含量的实时有效检测，保证水露点不超过-60℃。并对干燥塔和分子筛做好定期的维护与更换，从而保证气体气球干燥状态。最后，在设计与安装压缩机过程中，在确保工艺需求得到满足的前提下，需尽可能确保吸气管短且直，尽可能减小安装阀门以及弯头的数量，如非必要则不进行弯头与阀门的安装，降低局部压力的损失以及管道沿程的损失。

2.4 及时调整压缩机气缸间隙量

由于往复式压缩机气缸间隙可以滞留一定的水蒸气，使其可以很好地保护气缸，同时，对气缸也具有一定的气垫保护作用，以使气缸中活塞避免与气缸端盖发生碰撞。但如果压缩机在运行时气缸间隙量过大，就会使气缸吸气时间隙内气体压力过大而出现膨胀并占据较大容积，进而致使气缸吸入气量较少而影响压缩机生产效能，并最终导致能耗过大。而如果气缸间隙量过小不但不能达到节约能源的效果，而且还会致使压缩机能耗增加，严重的还可能会使压缩机发生损坏。所以，应当对气缸间隙量进行严格把握，及时对其做出调整，以达到节能降耗目标。如可以适当引入相关气量调节控制系统，且该系统需可以对其进气阀开关时间进行有效控制，以实现对其间隙余量进行调节。

通常来说，应当调节压缩机气缸余隙在气缸局部体积的3%～8%，如果往复式压缩机气缸直径偏小，且压力较大，就需要合理增加其余隙容积，一般控制在气缸工作局部体积的5%～12%。然而，怎样才能有效把控调节气缸余隙的“度”，则能够通过合理使用往复式压缩机气量调节系统进行处理。运用此系统可以对进气阀的开关时间进行有效把控，以实现调节余隙气量的作用。同时，实际调节范围较大，可以由0～100%实施连续调节。除此之外，此系统还能够利用自带的电液控制系统，按照余隙气缸活塞的输入信号让活塞发生直线位移，以达到伺服控制各级余隙容积变化的目的，大大提高了调节工作的准确性，并且也有利于实现往复式压缩机能量消耗的减少。

2.5 强化压缩机检修质量

要想进一步强化压缩机的检修工作，就需对压缩机运行较为频繁的气阀、活塞环和填料等及时地更换。避免由于密封性能下降而导致压缩机能耗上升的情况出现。在对气阀进行安装时，需准确安装排气阀和进气阀位置，并注重气阀阀片的升程调节。在具体的阀片升程调节过程中，如果气阀没有调节装置，则需车削加工阀片升高限制器，如果有调节装置的，则需对气阀内间距垫片厚度进行调节。对于活塞环的检修，需及时有效地对气缸缸径实施测量，一旦出现较大差异，则需对其进行及时有效的处理。在具体的填料装配时，需确保各密封件得以正确的安装，确保各端面研磨贴合好，同时，还需保证填料冷却水道、润滑油孔道能够顺畅，以确保填料正常运作。