[發(fā)明專利]一種整體往復(fù)式天然氣壓縮機組壓縮端效率的測試方法

有效

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• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102900660A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁政;董超群;田家林;鄧雄;張梁;李雙雙;何虹鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于對燃氣發(fā)動機與壓縮機共用一個機身、一根曲軸，且呈對稱布置的整體往復(fù)式天然氣壓縮機組壓縮端效率的測試方法。

背景技術(shù)

在石化企業(yè)生產(chǎn)中，特別是天然氣工業(yè)生產(chǎn)和輸送中，往復(fù)式天然氣壓縮機作為一種常用的增壓及輸氣設(shè)備，其壓縮端能耗的利用及壓縮端的效率高低，直接關(guān)系著壓縮機是否節(jié)能、是否處于正常工作狀態(tài)，并沒有一種具體而準確的測試方法和評價標準。理論上講，等溫壓縮情況下壓縮機功耗最省、終溫最低，絕熱壓縮情況下壓縮機功耗最大、終溫最高。但是，壓縮機在壓縮過程中是介于等溫壓縮和絕熱壓縮的一個多變壓縮過程，其受壓縮機壓縮介質(zhì)、工作環(huán)境等因素的影響較大。現(xiàn)有壓縮機組壓縮端效率的計算方法與整體式壓縮機不符，不能真實反映整體式天然氣壓縮機的能耗狀況。因此提供一種整體往復(fù)式天然氣壓縮機組壓縮端效率的測試方法，對石油化工行業(yè)往復(fù)式壓縮機的工況評價以及節(jié)能降耗的判定具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能有效測試整體往復(fù)式天然氣壓縮機壓縮端效率的方法，主要是指燃氣發(fā)動機與壓縮機共用一個機身、一根曲軸，呈對稱平衡分布的往復(fù)式天然氣壓縮機組。

整體往復(fù)式天然氣壓縮機組是通過燃氣發(fā)動機把動力輸入到曲軸、再有曲軸帶動壓縮機活塞壓縮氣體做功。輸入壓縮端的軸功率N_I包括壓縮機壓縮氣體指示功率N_P、機械磨損損失功率、傳熱及泄漏損失的功率，壓縮機指示功率是指壓縮機單位時間內(nèi)壓縮天然氣的功率，故機組壓縮端的效率即為壓縮機壓縮氣體的指示功率N_P與壓縮機軸功率N_I之比。將壓縮機組現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)代入式（1）計算得機組壓縮端效率；

ηT=NpNI×100%---(1)]]>

式中，η_T-機組壓縮端效率，％；N_P-多級壓縮指示功率之和，kW；N_I-壓縮機軸功率，kW；該方法可用于多級壓縮機壓縮端效率的測試計算。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種整體往復(fù)式天然氣壓縮機組壓縮端效率的測試方法，其特征是通過測試壓縮機組中壓縮天然氣氣質(zhì)組分及壓縮機工作載荷，得到機組各級壓縮指示功率和軸功率，然后由式（1）得到壓縮機組壓縮端的效率。

本發(fā)明的測試方法及步驟是：

（1）壓縮天然氣氣質(zhì)分析，在壓縮機輸出端用密閉容器取適量天然氣進行氣質(zhì)組分分析，得到壓縮天然氣氣質(zhì)分析報告。氣質(zhì)分析報告主要包含壓縮天然氣組分摩爾百分比、壓縮因子Z、硫化氫含量、二氧化碳含量、相對密度S_G、臨界溫度臨界壓力空氣含量及總硫含量。

（3）壓縮機工作載荷測試，測試機組各級壓縮缸進氣溫度T_j1、排氣溫度T_j2、進氣壓力p_j1、排氣壓力p_j2及排氣量q_jV。

測試時壓縮機組儀表盤上有測試儀表的可以直接讀取進氣/排氣溫度、進氣/排氣壓力和壓縮機排氣量；機組儀表盤數(shù)據(jù)讀取不齊全的采用紅外測溫儀直接測取各級進氣/排氣溫度，在預(yù)留孔處測試各級進氣/排氣壓力，用超聲波流量計測試壓縮天然氣流量。

將測試數(shù)據(jù)代入式（2）計算各級天然氣多變指數(shù)k_j；

k_j＝c_p/c_V????（2）

式中，c_p-天然氣的定壓比熱容kJ/(kg·℃)、c_V-天然氣的定容比熱容kJ/(kg·℃)。其中天然氣定壓比熱容c_p、天然氣定容比熱容c_V由下式計算出；