試論某CNG加氣母站往復(fù)壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù)

郭奎

摘要：CNG加氣母站中，往復(fù)壓縮機(jī)是常見的化工設(shè)備。該設(shè)備運(yùn)行過程中耗電量高是加氣站節(jié)能降耗工作的重要切入點(diǎn)。本文通過對(duì)CNG加氣母站往復(fù)壓縮機(jī)使用過程中影響能耗的因素進(jìn)行分析，繼而提出了如何降低往復(fù)壓縮機(jī)使用能耗，旨在提高往復(fù)壓縮機(jī)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)水平，更好地實(shí)現(xiàn)CNG加氣站節(jié)能降耗高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：天然氣加氣站、母站、節(jié)能、往復(fù)式壓縮機(jī)

引言：在化工企業(yè)中，往復(fù)壓縮機(jī)是重要的機(jī)械設(shè)備。該設(shè)備運(yùn)行工況是否安全穩(wěn)定和高效對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效益目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有密切的關(guān)系。通過對(duì)該設(shè)備運(yùn)行中能耗影響因素的分析，制定更科學(xué)的設(shè)備節(jié)能策略是化工企業(yè)及工作人員關(guān)注和研究的內(nèi)容。

一、往復(fù)壓縮機(jī)使用現(xiàn)狀

壓縮機(jī)在使用過程中通常涉及到兩種類型，一種是絕熱壓縮，另一種是多變壓縮。前者是在設(shè)備過程運(yùn)行過程中內(nèi)部和外部環(huán)境之間沒有進(jìn)行能量交換，因此設(shè)備內(nèi)部能量全部用于增加氣缸的溫度，因而這種情況下能耗很大，也很難使能耗降低。后一種類型是往復(fù)壓縮機(jī)在進(jìn)行氣體壓縮的過程中處于等溫和絕熱兩種狀態(tài)之間，因此可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┍M可能向理想的等溫壓縮狀態(tài)靠近，以降低壓縮機(jī)運(yùn)行過程的能耗。

二、往復(fù)壓縮機(jī)能耗影響因素分析

往復(fù)壓縮機(jī)運(yùn)行過程能耗多少與溫度的關(guān)系十分緊密。其中外界環(huán)境溫度對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的耗電量影響較大。以某CNG加氣母站為例，該CNG加氣站的采用了往復(fù)壓縮機(jī)。在對(duì)該壓縮機(jī)能耗的分析過程中，工作人員對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)的耗電量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)如表1所示。

觀察表1可以發(fā)現(xiàn)，在2019年1月至2020年6月期間內(nèi)，往復(fù)壓縮機(jī)的單位體積耗電量最大值為0.128kW·h/Nm3，單位體積耗電量最小值為0.114kW·h/Nm3。往復(fù)壓縮機(jī)單位體積耗電量較大的時(shí)間段在2019年1月～2月、2019年12月～2020年2月、2020年5月～6月。觀察表2可以發(fā)現(xiàn)，環(huán)境氣溫最低時(shí)間段在2019年1月～2月、2019年12月～2020年2月，這一時(shí)間段與往復(fù)式壓縮機(jī)單位體積耗電量較大的時(shí)間段吻合。其他月份的環(huán)境溫度條件下，往復(fù)壓縮機(jī)單位體積耗電量較小，說明往復(fù)壓縮機(jī)耗電量大小與環(huán)境溫度有關(guān)，在環(huán)境溫度10℃～25℃范圍內(nèi)耗電量較小。如果環(huán)境溫度超過25℃，或者低于10℃，則往復(fù)壓縮機(jī)能耗較大。

從往復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)行原理方面進(jìn)行分析，曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油在高溫環(huán)境下的潤(rùn)滑效果更好，而級(jí)間冷卻器的降溫效果不好，此時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)各級(jí)氣缸進(jìn)氣溫度較高會(huì)造成壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)功率升高，導(dǎo)致能耗增加。而環(huán)境溫度較低時(shí)，級(jí)間冷卻器的散熱效果好，排除進(jìn)氣溫度的影響，隨著溫度的降低，曲軸箱潤(rùn)滑油的粘稠度升高，導(dǎo)致曲軸做功能耗增大，使壓縮機(jī)能耗增加。

天然氣進(jìn)氣溫度也可能對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)能耗產(chǎn)生影響。為此，調(diào)整天然氣進(jìn)氣溫度，然后觀察壓縮機(jī)功率變化情況。進(jìn)氣溫度設(shè)置成一定的溫度梯度，從-20℃依次升高至35℃，每5℃為一個(gè)溫度階梯。設(shè)定壓縮機(jī)入口壓力為13.5bar，出口壓力為210bar，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)氣溫度升高時(shí)，往復(fù)壓縮機(jī)的功率會(huì)隨之升高。分析其原因，當(dāng)進(jìn)氣溫度升高時(shí)，氣體膨脹，容積系數(shù)變大，在氣體組分不變的情況下，壓縮機(jī)功率增大。

三、往復(fù)壓縮機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)

通過對(duì)CNG加氣站往復(fù)壓縮機(jī)能耗隨溫度變化情況的分析，工作人員可采取以下節(jié)能降耗措施。在夏季高溫時(shí)段，注意做好風(fēng)冷器散熱片清洗工作;冬季環(huán)境溫度低的時(shí)候，采用品質(zhì)過關(guān)的潤(rùn)滑油，避免潤(rùn)滑油在低溫條件下黏度過高造成曲軸箱做功阻力較大，避免壓縮機(jī)能耗升高。冬季盡量采取連續(xù)作業(yè)的方式，使壓縮機(jī)空閑時(shí)間不超過2小時(shí)，保持潤(rùn)滑油溫度不低于20℃?？刂仆鶑?fù)壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度，在-13℃～14℃范圍內(nèi)較佳，避免溫度過高造成往復(fù)壓縮機(jī)能耗升高。定期清洗冷卻風(fēng)扇散熱片，做好壓縮機(jī)降溫，減少壓縮機(jī)能耗。此外，避免壓縮機(jī)頻繁啟停，做好壓縮機(jī)日常養(yǎng)護(hù)，避免故障發(fā)生，減少啟停次數(shù)。

四、結(jié)語(yǔ)

往復(fù)式壓縮機(jī)在CNG加氣母站運(yùn)營(yíng)中是重要的化工設(shè)備，具有高壓比、中低流量的特點(diǎn)。使用過程中，工作人員應(yīng)注意溫度條件的變化對(duì)壓縮機(jī)能耗帶來(lái)的不利影響，采取科學(xué)的節(jié)能降耗措施，在保證壓縮機(jī)正常運(yùn)行的情況下降低能耗。

參考文獻(xiàn)

[1]王文龍.加氣母站壓縮機(jī)主電機(jī)改造節(jié)能分析[J].石化技術(shù)，2019（11）

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