本发明专利技术涉及一种往复压缩机无级气量调节方法，用于控制往复压缩机排气量，适应企业生产需要，实现往复压缩机节能降耗的目标；该无级气量调节方法采用间歇性全行程压开进气阀的方式对往复压缩机排气量进行调节，调节范围为0至100%的额定排气压力；该无级气量调节方法采用的设备包括液压动力系统、液压执行机构、气阀卸荷装置、气量调节控制系统、信号测量系统与配套密封机构；本发明专利技术可对各类往复压缩机组排气量进行精确、宽范围的调节，能耗随排气量的减少而降低，同时可显著增加吸气阀阀片寿命；该系统成本低，可靠性高，便于现场推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，用于控制往复压缩机排气量，实现往复压缩机节能降耗的目标。
技术介绍
往复压缩机广泛应用于炼油、天然气输送等高压比、压缩介质为小分子的场合。对于一台固定的往复压缩机其额定排气量在结构设计时已确定，但实际生产中，由于生产需要的改变导致往复压缩机实际并非总处于满负荷运行；由于化工、炼油生产过程中，工艺流程的变化，原料种类的变更，以及市场需求的变化都会要求往复压缩机的排气量能在较大的范围内进行调节。目前生产中应用较多的往复压缩机气量调节方式包括往复压缩机起停机调节、转速调节、管路调节、余隙容积调节、压开吸气阀调节。往复压缩机起停机调节方式易导致机组起停频繁且易存在闲置机组；转速调节方式通过改变往复压缩机驱动机转速，改变机组运行功率及排气量，对驱动机性能要求高；管路调节方式对不需要的气体同样进行压缩，能源浪费过高且精度不够；余隙调节由于其装置复杂且调节范围有限而受到限制；压开吸气阀调节方法使用广泛，是目前应用较多的一种调节方式。压开吸气阀调节方法通常包括两种，一种为在往复压缩机工作循环过程中全行程压开吸气阀，通过对往复压缩机多个气缸进行控制，达到调节气量目的，实现气量调节，但调节范围和精度较低，只能达到0%，25%，50%, 75%，100%。另一种为部分行程压开吸气阀，该方法通过在一个往复压缩机工作循环内控制吸气阀压开与关闭，达到在一定程度上控制排气量的目的，气量调节精度与范围超过全行程压开吸气阀方法。如专利US-A-5695325通过特定装置在气阀与阀座之间旋转，实现吸气阀开启关闭；专利EP-A-0893605通过电液控制技术驱动压叉压开吸气阀；已形成产品的包括浙江大学化机研究所研制的气量调节系统，奥地利贺尔碧格公司研发的HydroCOM无级气量调节系统，已申请中国专利CN03158561. 2。本专利技术涉及的气量调节系统采用间歇性全行程压开吸气阀技术，该技术通过调整压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数与不压开吸气阀的工作循环个数之比，达到任意比例控制往复压缩机排量的效果，从而实现降低往复压缩机排气量和节能降耗的目的；该方法在保证调节精度的同时对控制系统精度要求大大降低，因此成本降低，且仍保持了部分行程顶开吸气阀调节方式能耗低、调节范围宽的优点；同时由于作用过程中，降低了吸气阀阀片的启闭次数，可大幅提高吸气阀使用寿命。与本方法类似的专利技术有西安交通大学专利技术的一种往复活塞压缩机排气量无级调节方法，专利CN 101173658 B，该方法由压缩机的满负荷运行的最大排气量和实际所需排气量确定占空比，通过一个控制系统和一个或多个能够压开吸气阀的执行机构，控制压缩机吸气阀的强制压开或自由开闭，使压缩机加载循环与空载循环间隔分布并符合占空比，从而均匀的提供所需排气量。本专利技术方法与其区别在于I)本专利技术方法通过对下列间隔时间进行综合考虑，确定在输出液压执行机构动作信号前需延时的Τ7、T8、T9、T10的大小，从而确定液压执行机构的控制规律，具体包括获得控制信号到输出控制信号的间隔时间Ttl,输出控制信号到液压执行机构开始动作的间隔时间T1,液压执行机构完成顶出最短时间T2,执行机构电磁球阀最短放电时间T3,执行机构完成撤回最快时间T4,往复压缩机完整吸气过程时间T5 ；一个往复压缩周期开始到吸气阀完全开启的时间为T6 ；2)可由现场操作人员根据往复压缩机后端工艺生产需要计算往复压缩机实际排气量占额定排气量的百分比K，更加贴近现场实际产生实际状态，并自动计算Κ/100%的最简分数，记为Χ/Υ ；3)液压执行机构实际动作方式需根据Τ7、Τ8、Τ9、Τ1(Ι的大小确定，通常为控制系统在得到要求顶出动作的信号后，延时T7或τ8，输出控制信号，液压执行机构执行Y-X个往复压缩机工作循环的顶出 动作；控制系统在得到要求撤回动作的信号后，延时T9或Tltl，输出控制信号，液压执行机构执行X-N个往复压缩机工作循环的撤回动作，当T7=O时，N=O ;当T7大于0，且介于Q到Q+1个往复压缩循环周期的时间内，N=Q+1，Q为非负整数；此为无级气量调节系统一个工作周期，此后重复这个工作周期；4)本方法在整个气量调节系统启动后，通过延时Z个往复压缩机工作循环，Z为正整数，完成气量调节系统的自检工作，并在第Z+1个触发信号到达后，开始气量调节系统周期性工作；整个气量调节系统在获得停止工作的信号后，需在完成正在执行的工作周期后停止工作。
技术实现思路
，其特征在于I)该无级气量调节方法为间歇性全行程压开吸气阀方法，具体为在往复压缩机若干个工作循环内强制性全行程压开吸气阀，使气体在压缩过程中通过吸气阀回到吸气管道内；在若干个工作循环内不压开吸气阀，使往复压缩机正常工作；本方法采用的设备包括液压动力系统、液压执行机构、气阀卸荷装置、气量调节控制系统、信号测量系统与配套密封机构；2)本方法中，气量调节设定参数为K，Κ=(Γ100%，代表现场往复压缩机实际需求排气量占额定排气量的百分比，K根据现场往复压缩机工艺生产需要进行设定；3)根据气量调节设定参数K，求得Κ/100%最简分数，记为Χ/Υ，X为液压执行机构不压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数，Y-X为液压执行机构压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数；4)计算信号测量系统、气量调节控制系统与液压执行机构整体响应时间，测算往复压缩单个周期时间，记为T ;测算控制系统从获得控制信号到输出控制信号的间隔时间，记为Ttl ;测算从输出控制信号到液压执行机构开始动作的间隔时间，记为T1 ;测算液压执行机构完成顶出最短时间，记为T2;测算液压执行机构电磁球阀最短放电时间，记为T3 ;测算液压执行机构完成撤回最快时间，记为T4;测算往复压缩机吸气平稳过程时间，记为T5 ;测算一个往复压缩周期开始到吸气阀完全开启的时间，记为T6 ；选择液压动力系统需保证T2〈 T5, T4< T5，使液压执行机构的顶出与撤回时间在吸气过程内完成，防止在压缩过程中，液压执行机构动作，导致气量调节精度受影响；同时，需保证W (γ-x) *τ与VT1 < χ*τ同时成立；5)确定T7、T8 :若(TdTAT2) > (Τ5/2+Τ6)，为防止液压执行结构在排气过程中压开吸气阀阀片，需在得到控制信号后延时T7,再输出动作信号，控制液压执行机构顶出动作，T7= [ (S+1) *Τ+Τ5/2+Τ6] - (VT^T2), (T0+ T1+T2)<[(S+1)* T+T5/2+T6], T7 小于 X 个往复压缩循环持续时间，S为非负整数，须小于X ;若T6彡Tc^TfT2 ( T5/2+T6，T7=O,则可在往复压缩机一个工作循环内实现从控制信号的获得到液压执行机构的顶出，即在获得控制信号后立即输出动作信号；若Tc^TfT2 < T6，T7=O,可在往复压缩机一个工作循环内实现从控制信号的获得到液压执行机构的顶出，但需要在得到控制信号后延时T8，T8= (T5/2+ T6)-(T0+ I\+T2)；6 )确定T9、Tltl :若(WT4) > (T5/2+T6)，为防止液压执行结构在排气过程中撤回，需在得到控制信号后延时T9，再输出动作信号，控制液压执行机构撤回动作，T9=[(M+1)*T+T5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种往复压缩机无级气量调节方法，其特征在于：1）该无级气量调节方法为间歇性全行程压开吸气阀方法，具体为：在往复压缩机若干个工作循环内强制性全行程压开吸气阀，使气体在压缩过程中通过吸气阀回到吸气管道内；在若干个工作循环内不压开吸气阀，使往复压缩机正常工作；本方法采用的设备包括液压动力系统、液压执行机构、气阀卸荷装置、气量调节控制系统、信号测量系统与配套密封机构；2）本方法中，气量调节设定参数为K，K=0~100%，代表现场往复压缩机实际需求排气量占额定排气量的百分比，K根据现场往复压缩机工艺生产需要进行设定；3）根据气量调节设定参数K，求得K/100%最简分数，记为X/Y，X为液压执行机构不压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数，Y?X为液压执行机构压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数；4）计算信号测量系统、气量调节控制系统与液压执行机构整体响应时间，测算往复压缩单个周期时间，记为T；测算控制系统从获得控制信号到输出控制信号的间隔时间，记为T0；测算从输出控制信号到液压执行机构开始动作的间隔时间，记为T1；测算液压执行机构完成顶出最短时间，记为T2；测算液压执行机构电磁球阀最短放电时间，记为T3；测算液压执行机构完成撤回最快时间，记为T4；测算往复压缩机吸气平稳过程时间，记为T5；测算一个往复压缩周期开始到吸气阀完全开启的时间，记为T6；?选择液压动力系统需保证T2(T5/2+T6)，为防止液压执行结构在排气过程中压开吸气阀阀片，需在得到控制信号后延时T7，再输出动作信号，控制液压执行机构顶出动作，T7=[(S+1)*T+T5/2+T6]?(T0+T1+T2)，(T0+?T1+T2)(T5/2+T6)，为防止液压执行结构在排气过程中撤回，需在得到控制信号后延时T9，再输出动作信号，控制液压执行机构撤回动作，T9=[(M+1)*T+T5/2+T6]?(T0+?T1+T4)，(T0+T1+T4)...
【技术特征摘要】
1.一种往复压缩机无级气量调节方法，其特征在于O该无级气量调节方法为间歇性全行程压开吸气阀方法，具体为在往复压缩机若干个工作循环内强制性全行程压开吸气阀，使气体在压缩过程中通过吸气阀回到吸气管道内；在若干个工作循环内不压开吸气阀，使往复压缩机正常工作；本方法采用的设备包括液压动力系统、液压执行机构、气阀卸荷装置、气量调节控制系统、信号测量系统与配套密封机构；.2)本方法中，气量调节设定参数为K，Κ=(Γ100%，代表现场往复压缩机实际需求排气量占额定排气量的百分比，K根据现场往复压缩机工艺生产需要进行设定；.3)根据气量调节设定参数K，求得Κ/100%最简分数，记为Χ/Υ，X为液压执行机构不压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数，Y-X为液压执行机构压开吸气阀的往复压缩机工作循环个数；.4)计算信号测量系统、气量调节控制系统与液压执行机构整体响应时间，测算往复压缩单个周期时间，记为T ;测算控制系统从获得控制信号到输出控制信号的间隔时间，记为 T0 ;测算从输出控制信号到液压执行机构开始动作的间隔时间，记为T1 ;测算液压执行机构完成顶出最短时间，记为T2 ;测算液压执行机构电磁球阀最短放电时间，记为T3 ;测算液压执行机构完成撤回最快时间，记为T4;测算往复压缩机吸气平稳过程时间，记为T5 ;测算一个往复压缩周期开始到吸气阀完全开启的时间，记为T6 ；选择液压动力系统需保证T2〈 T5, T4< T5，使液压执行机构的顶出与撤回时间在吸气过程内完成，防止在压缩过程中，液压执行机构动作，导致气量调节精度受影响；同时，需保证 W (Y-X) *τ与W χ*τ同时成立；.5 )确定T7、T8 :若(WT2) > (Τ5/2+Τ6)，为防止液压执行结构在排气过程中压开吸气阀阀片，需在得到控制信号后延时T7,再输出动作信号，控制液压执行机构顶出动作， T7= [ (S+1) *Τ+Τ5/2+Τ6] - (VT^T2), (T0+ T1+T2)<[(S+1)* T+T5/...
【专利技术属性】
技术研发人员：江志农，张进杰，杨汉宝，马晋，徐丰甜，谢轶男，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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