试验研究
李泳江等：往复活塞式压缩机实际功率的计算模型及能耗分析
往复活塞式压缩机实际功率的计算模型及能耗分析
姚字光，徐畅
徐源2
李泳江，
张永学
摘要：往复活塞式压编机是石油、天然气行业及其他工业生产中必不可少的关键设备。考虑实际气体的相对摩尔质量、压缩因子以及生产过程中的相变、漏气等因素，建立了往复活塞式压缩机的实际功率计算模型，并结合某气矿增压站的实际运行数据，计算得到压缩机组的实际运行能耗指标，其计算功率值与实际测算功率值误差低于2.4%，验证了模型的合理性。该增压站增压机组由于运行时间较长、冷却系统性能降低及气阀关闭不及时造成压缩机运行时率不高，为此给出清除冷却器管束况积物并合理设计气阔的建议。
关键词：往复活塞式压缩机；功率计算模型；能耗分析；排气量；凝析；压力 Doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2017.2.005
Calculation Model and Energy Consumption Analysis of Actual Power of the Piston Compressor
LiYongjiang，Yao Yuguang，XuChang，XuYuan，ZhangYongxue
Abstract: The reciprocatingpiston compressor is key equipment in oil, gas and other industrial pro duction. With consideration of factors such as relative molar mass of actual gas, compressibility factor, phase change and gas leakage in production process, the calculation model for actual power of the re ciprocating piston compressor is established. Combined with the actual operation data of a booster sta tion in some gas field, the actual energy consumption indicator can be obtained. It is found that the power error between calculation one and measurement one is less than 2.4%, which shows rationality of the model. The booster set in the booster station has run a long time, so the performance of its cooling system has reduced. When the air valve cannot be closed in time, the efficiency of the com pressor will be low. Therefore, suggestions like clearing the deposition in cooler manifold and doing d rational design for air valves are proposed.
Key words: reciprocatingpsiton compressor; power calculation model; energy consumption analy sis; gas displacement; condensation; pressure
往复活塞式压缩机是一种重要的能量转换设备，具有适应压力范围广、压缩效率高、排气量适应性强等优点，广泛应用于石油、天然气等领域"-2。然而，大量的往复活塞式压缩机功率计算模型是在理想气体的基础上建立的，与工程实际有较大差距"。综合考虑实际气体的相对摩尔质量、压缩因子、相变、漏气损失等因素，通过理论分析、推导和整理，最终建立了往复活塞式压缩机实际功率计算模型。
实际功率计算模型 1
1.1排气量的计算
压缩机每转的理论输气量等于气缸的工作容积 V。，在实际循环中由于有余隙容积、吸气阻力损失
以及气体与缸壁之间的热交换等状况，使实际输气量总小于理论输气量。
V,= V,a
(1)
式中：V.为实际排气量，m/s；V.为理论输气量，m"/s；入为输气系数。
其中理论输气量的计算公式为
V.240Dsm2=
240
60
(2)
式中：V，为曲轴每旋转1圈的气缸工作容积，m"； z为压缩机气缸数；D为气缸直径，m；s为行程，m；n为转速，r/min。
其中输气系数入反映了实际工作过程中存在的诸多因素对压缩机输气量的影响，通常可用容积系数入，、压力系数入，、温度系数入，、泄漏系数入，的乘积来表示”，即
‘中国石油规划总院
中国石油大学（北京）机械与储运工程学院
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万方数据
油气田地面工程http:/www.yqtdmgc.com