双吸气的两级气体压缩机及其控制方法技术

本发明专利技术提出了一种双吸气的两级气体压缩机，包括一级压缩主机、二级压缩主机、与一级压缩主机连接的一级进气系统、与二级压缩主机连接的二级进气系统、驱动一级压缩主机运转的一级电机和驱动二级压缩主机运转的二级电机；一级进气系统和二级进气系统可单独工作；一级压缩主机排出的一级压缩气体进入二级压缩主机内进行二次压缩成为二级压缩气体。当压缩气体管网的用气量减少而低于二级压缩主机的排气量时，使一级压缩主机停转且关闭一级进气系统；同时打开二级进气系统，外界气体经二级进行系统直接进入二级压缩主机中进行压缩，该气体压缩机的最大排气量为二级压缩主机的排气量，使该气体压缩机在低排气量时的耗功低而且运行平稳。

Two-stage gas compressor with double suction and its control method

【技术实现步骤摘要】
双吸气的两级气体压缩机及其控制方法
本专利技术属于气体压缩机领域，具体涉及一种双吸气的两级气体压缩机及其控制方法。
技术介绍
气体压缩机包括空气压缩机、氮气压缩机等，两级气体压缩机多为螺杆式，主要为单主机压缩机和双主机压缩机两种形式。双主机压缩机，由一个电机通过联轴器带动的一个大转子压缩主机作为一级压缩，另一个电机通过联轴器带动的一个小转子压缩主机作为二级压缩。外界气体进入一级压缩主机中，一级压缩完成后排出气体进入二级压缩主机中，进行二级压缩，二级压缩经油气分离后，经冷却后流入压缩气体管网。其主要存在如下问题：仅一套进气系统，进入压缩机的气体必须先经一级压缩主机才能进入二级压缩主机中；压缩机的排气量不满载时，一级压缩主机仍需工作，能效低，尤其是实际排气量低于额定排气量的80％时。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的第一个目的是提供一种双吸气的两级气体压缩机，在二级压缩主机处在也设一套进气系统，当压缩机的排气量不满载时，使第一压缩主机停止工作，由此降低能耗。本专利技术的第二个目的是提供一种前述双吸气的两级气体压缩机的控制方法。为达到上述第一个目的，本专利技术采用如下技术方案：双吸气的两级气体压缩机，包括进气系统、一级压缩主机、二级压缩主机、一级电机和二级电机，一级压缩主机排出的一级压缩气体进入二级压缩主机内进行二次压缩成为二级压缩气体；一级压缩主机由一级电机驱动，二级压缩主机由二级电机驱动；进气系统包括一级进气系统和二级进气系统；一级进气系统与一级压缩主机进气口连接，二级进气系统与二级压缩主机进气口连接；一级进气系统和二级进气系统可单独工作。上述技术方案中，当压缩气体管网的用气量减少，用气量低于二级压缩主机的排气量时，使一级压缩主机停止运转且关闭一级进气系统；同时打开二级进气系统；外界气体经二级进行系统直接进入二级压缩主机中进行压缩，该气体压缩机的最大排气量为二级压缩主机的排气量，使该气体压缩机在低排气量时的耗功低而且运行平稳。在本专利技术的一种优选实施方式中，二级电机为变频电机，或二级电机由变频器控制其转速。由此在该气体压缩机工作时，可根据情况调节二级电机的运转频率，从而降低能耗。在本专利技术的一种优选实施方式中，一级进气系统包括与一级压缩主机进气口连接的一级气体过滤器和一级进气阀；二级进气系统包括与二级压缩主机进气口连接的二级气体过滤器和二级进气阀。进入压缩主机的气体经气体过滤器过滤，提高进入该气体压缩机中的气体质量，延长该气体压缩机的使用寿命。在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括二级油气分离系统和二级油冷却系统；二级油气分离系统的进口与二级压缩主机出口连接；二级油气分离系统的出气口排出的二级压缩气体经压力维持阀后输送至压缩气体管网中；二级油气分离系统的出液口与二级油冷却系统的进口连接，二级油冷却系统的出口与二级压缩主机和一级压缩主机均连接，为之降温；二级油气分离系统与压缩气体管网之间设有二级空气冷却系统。二级压缩主机出口排出的为二级油气混合物，二级油气分离系统用于分离二级油气混合物中的二级压缩气体和冷却润滑油，减少输送至压缩气体管网中的冷却润滑油，减少该气体压缩机中冷却润滑油的流失，流失的冷却润滑油量可以控制在10ppm以下。二级油冷却系统用于冷却分离出的冷却润滑油，冷却后的冷却润滑油回流至二级压缩主机和一级压缩主机中，为之降温。二级压缩气体经过二级气体冷却系统进行冷却，从而降低进入压缩气体管网的二级压缩气体的温度。在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括一级油气分离冷却系统和一级油冷却系统；一级油气分离冷却系统的进口与一级压缩主机出口连接，一级油气分离冷却系统的出气口与二级压缩主机的进气口连通；一级油气分离冷却系统的出液口与一级油冷却系统的进口连接，一级油冷却系统的出口与一级压缩主机连接，为之降温。一级压缩主机出口排出的为一级油气混合物，一级油气分离冷却系统在分离一级油气混合物中的一级压缩气体和冷却润滑油的同时为之降温，使进入二级压缩主机内的冷却润滑油大幅减少，提高了二级压缩的容积效率。一级油冷却系统用于进一步冷却分离出的冷却润滑油，冷却后的冷却润滑油回流至一级压缩主机中，为之降温。在本专利技术的一种优选实施方式中，二级油冷却系统与一级压缩主机之间设有流量调节阀。由此调节二级油冷却系统中回流至一级压缩主机中冷却润滑油的流量。在本专利技术的另一种优选实施方式中，还包括泄放电磁阀，泄放电磁阀的进气口与二级油气分离系统的出气口连通，泄放电磁阀的出气口与一级进气阀的进气口连接。在本专利技术的另一种优选实施方式中，一级压缩主机与二级压缩主机之间设有一级压力传感器，二级压缩主机与压缩气体管网之间设有二级压力传感器。一级压力传感器用以监测一级压缩主机排出的气体压力，二级压力传感器用于监测二级压缩主机排出的气体压力。在本专利技术的另一种优选实施方式中，还包括控制器，控制器的第一输入端与一级压力传感器的输出端电连接；控制器的第二输入端与二级压力传感器的输出端电连接；控制器的第一控制端与控制二级电机转速的变频器电连接，控制二级电机通、断电及二级电机的转速；控制器的第二控制端与一级电机电连接，控制一级电机通、断电；一级进气阀由电动执行机构来以及打开、关闭或流量调节，控制器的第三控制端与一级进气阀的电动执行机构电连接，控制一级进气阀的打开、关闭及流量调节；二级进气阀也由电动执行机构来以及打开、关闭，控制器的第四控制端与二级进气阀的电动执行机构电连接，控制二级进气阀的打开、关闭；控制器的第五控制端与泄放电磁阀电连接，控制泄放电磁阀的通、断电。设置控制器后，控制器读取一级压力传感器和二级压力传感器的压力值，并根据上述压力值判定该气体压缩机工作的情况，从而控制一级电机、二级电机、一级进气阀、二级进气阀和卸放电磁阀的工作状况，以调整该气体压缩机的进气量、排气量、一级压缩气体压力和二级压缩气体压力。为达到上述第二个目的，本专利技术采用如下技术方案：双吸气的两级气体压缩机的控制方法，包括启动过程和运行过程的控制方法；启动过程的控制方法为：控制器发出指令使二级电机先启动，二级电机启动后，控制器发出指令使泄放电磁阀得电关闭，同时控制器发出指令给变频器使二级电机的以最低频率F1运行，然后控制器发出指令启动一级电机，一级电机启动后，控制器发出指令使一级进气阀打开，再使二级电机运转频率F2逐步上升，该气体压缩机处于加载状态运行；运行过程的控制方法为：该气体压缩机处于加载状态运行时，当压缩气体管网用气量减少使二级压缩空气的压力P2超过控制器设定的最大目标压力P2D时，控制器发出指令逐步减小一级进气阀的进气口径，一级进气阀进气口径减小后使进气量减少，进气量减少后使一级压缩空气的压力P1小于设定值P1S，P1小于P1S使控制器发出指令给变频器，变频器根据控制器的指令来减小二级电机的运转频率F2，使二级压缩空气的流量减少，使得压力P2下降；当压缩气体管网用气量进一步减少至二级压缩主机的排气量以下时，使二级电机的运转频率F2降低到最低频率F1后，控制器发出指令使一级电机停转，之后控制器发出指令使一级进气阀关闭,同时控制器发出指令使二级进气阀打开，此时二级电机的运转频率F2根据压力P2确定；如果P2继续增大，使得二级电机的运转频率F2降低到最低频率F1后，控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双吸气的两级气体压缩机，包括进气系统、一级压缩主机、二级压缩主机、一级电机和二级电机，一级压缩主机排出的一级压缩气体进入二级压缩主机内进行二次压缩成为二级压缩气体；其特征在于：所述一级压缩主机由一级电机驱动，所述二级压缩主机由二级电机驱动；所述进气系统包括一级进气系统和二级进气系统；所述一级进气系统与一级压缩主机进气口连接，所述二级进气系统与二级压缩主机进气口连接；所述一级进气系统和二级进气系统可单独工作。

【技术特征摘要】
2019.03.29 CN 20191024805571.双吸气的两级气体压缩机，包括进气系统、一级压缩主机、二级压缩主机、一级电机和二级电机，一级压缩主机排出的一级压缩气体进入二级压缩主机内进行二次压缩成为二级压缩气体；其特征在于：所述一级压缩主机由一级电机驱动，所述二级压缩主机由二级电机驱动；所述进气系统包括一级进气系统和二级进气系统；所述一级进气系统与一级压缩主机进气口连接，所述二级进气系统与二级压缩主机进气口连接；所述一级进气系统和二级进气系统可单独工作。2.如权利要求1所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，所述二级电机为变频电机，或所述二级电机由变频器控制其转速。3.如权利要求2所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，所述一级进气系统包括与一级压缩主机进气口连接的一级气体过滤器和一级进气阀；所述二级进气系统包括与二级压缩主机进气口连接的二级气体过滤器和二级进气阀。4.如权利要求1-3之一所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，还包括二级油气分离系统和二级油冷却系统；所述二级油气分离系统的进口与所述二级压缩主机出口连接；二级油气分离系统的出气口排出的二级压缩气体经压力维持阀后输送至压缩气体管网中；所述二级油气分离系统的出液口与所述二级油冷却系统的进口连接，二级油冷却系统的出口与二级压缩主机和一级压缩主机均连接，为之降温；所述二级油气分离系统与压缩气体管网之间设有二级空气冷却系统。5.如权利要求3所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，还包括一级油气分离冷却系统和一级油冷却系统；所述一级油气分离冷却系统的进口与所述一级压缩主机出口连接，一级油气分离冷却系统的出气口与二级压缩主机的进气口连通；所述一级油气分离冷却系统的出液口与所述一级油冷却系统的进口连接，一级油冷却系统的出口与一级压缩主机连接，为之降温。6.如权利要求4所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，所述二级油冷却系统与一级压缩主机之间设有流量调节阀。7.如权利要求5所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，还包括泄放电磁阀，所述泄放电磁阀的进气口与所述二级油气分离系统的出气口连通，泄放电磁阀的出气口与所述一级进气阀的进气口连接。8.如权利要求7所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，所述一级压缩主机与二级压缩主机之间设有一级压力传感器，所述二级压缩主机与压缩气体管网之间设有二级压力传感器。9.如权利要求8所述的双吸气的两级气体压缩机，其特征在于，还包括控制器，控制器的第一输入端与所述一级压力传感器的输出端电连接；控制器的第二输入端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝强，彭代君，
申请(专利权)人：重庆奇螺流体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50