摘要：随着科技的进步，往复式天然气压缩机在石油天然气生产输送领域应用越来越普遍。现阶段，我国经济在走绿色化发展道路，各行各业的进步也在积极的倡导节能减排，所以在天然气的开采和运输中，能耗问题需要得到重点的解决。往复式天然气压缩机的优势明显，但是能耗较高，这对其具体应用十分不利，因此在其具体应用中，积极的从理论和实践两方面做压缩机的节能降耗讨论，这对于压缩机的具体利用价值发挥效果显著。本文就往复式天然气压缩机节能降耗展开探讨。
关键词：往复式压缩机；能耗；影响因素
引言
压缩机是制造行业的重要动力源，其所存在的能耗问题得到了广泛关注，压缩机制造厂技术在发展过程中需要高度重视对于压缩机能耗的降低，本文对由发动机驱动的压缩机组在系统节能方面开展了详细研究。
1压缩过程的理论分析
从往复式压缩机的具体工作流程分析来看，其工作需要经历吸气、压缩和排气三个基本的环节。具体分析发现在工作的过程中，往复式压缩机可以将低压的气体压缩成高压的气体，而在其具体的压缩过程中会出现等温压缩、绝热压缩以及多变压缩等多种情况，在这些具体状况中，最为理想的状态是等温压缩和绝热压缩。之所以说等温压缩是比较理想的状态是因为这种状态对于节能来讲效果十分的显著，但是在实际应用中，这种情况的具体实现比较困难，所以只能实现每级压缩前的温度相同，并将气缸的温度进行降低。从这个过程分析来看，每级压缩的不断进行增加了压缩机的能耗，所以在实践中，解决此问题，压缩机的能耗降低便可以实现。
2往复式天然气压缩机基本结构
往复式天然气压缩机主要由主机和辅机组成，主机主要部件有机身、中体、驱动机、气缸、活塞、传动部件、气阀、密封件等，辅机主要有气路系统、冷却系统和润滑系统。根据工作要求不同，往复式压缩机由不同的列组成，每一列都由相同的传动部件、活塞、中体及中间连接筒组成，同时使用密封填料填满中间连接筒和气缸的一侧，另一侧连接刮油环，连杆较大的一侧连接曲柄销，与曲轴一起做圆周运动，连杆较小部分连接十字头做往复运动。
3压缩机功率影响因素分析
3.1压缩气体物性所造成的影响
（1）含水量所造成的影响，在压缩工质接受压缩之后，要是温度相同，压力等于n×0.1MPa的时候，体积会缩小（1+n）倍，并且单位体积空气的含水量也会达到一个湿饱和的状态，压缩空气管路里面会产生凝结水，这样就会使得管道产生锈蚀的情况，并且在气体流动的时候阻力损失也会增加。所以需要使用效率比较高的洗涤罐，而且需要干燥压缩气体，减少压缩气体的含水量。（2）气体压缩因素以及过程指数的影响，混合气体组分变化会使得气体压缩因素发生变化，这样就会影响到容积系数，进而使得所需最佳行程容积以及气缸尺寸和原设计值产生偏差。要是压缩因素增大，指示功率的计算值也会增加。过程指数和压缩机的压缩过程以及碰撞过程有着紧密的联系，这样就会影响到排气量、指示功率和排气温度。在气体压缩的时候，指数增加，压缩机的排气温度也会增加，并且气缸壁温度也会增加，传给气体的热量也会增加，不过温度系数以及容积系数会降低，压缩机的排气量也会降低。（3）气体密度所造成的影响。阻力损失和密度之间的表达式为： 这样可以看出混合气体组分的变化会使得气体密度发生变化，密度越大气体阻力的损失也就越大，缸内实际压力比也会增加，指示功率也会增加，但是指示效率会降低，压力系数会降低，排气量也会减少。
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3.2工作参数对天然气压缩机功率的影响
(1) 排气压力对天然气压缩机工作效率的影响。由前面计算天然气压缩机工作指示功量和指示功率的公式可知，随着压缩机出口压力增加，指示功量和指示功率均变大。研究表明，随着出口压力变大，指示功量变大，但排气量出现下降。（2）进气压力对天然气压缩机工作效率的影响。前人研究表明，压缩机出口压力保持恒定时，进气压力对压缩机工作效率的影响，在单级压缩机和多级压缩情况下表现不同，对单级压缩机来说，随着进口压力升高，压缩机的功率先逐渐增大，后缓慢降低；压缩机采用多级压缩时，随着入口压力的升高，压缩机的功率变大，相应的排气量均增加。
4往复式压缩机节能降耗的措施
4.1提高冷却器的性能
就当前的具体分析来看，将往复式压缩机的冷却器性能进行提升，其能量消耗会有明显的降低。从压缩机的设计运行分析来看，冷却器在其中起着较为关键的作用，如果在具体利用中压缩机的排气温度出现了明显的升高且功耗表现较为明显的时候，需要检修人员对其具体的部件做详细的检查。在具体检查工作进行的同时还要将循环水冷却器观察口进行打开，如果冷却器的外壁有水垢存在，可以确定是压缩机冷却系统的作用消失导致了能耗的增加。面对这样的情况，可以对冷却器进行化学清洗，当其的性能得到恢复的时候，冷却器的作用发挥正常，能耗自然就会发生下降。所以从综合资料的分析实践中可以发现，冷却器对于往复式压缩机的能量消耗有重要影响，所以在具体的利用中需要采取三方面的措施对冷却器的性能做提升：第一是在压缩机的日常工作中要加强对循环水系统的检测，这样可以更好的发现问题进行解决，恢复循环水系统的持续。第二是要重视日常的维修和养护，使冷却器的具体工作保持在稳定的状态。第三是要做定期的水垢清理，这样，由水垢造成的冷却器作用失灵问题就可以得到解决。简言之，提高冷却器的性能可以有效的降低压缩机的能耗。
4.2减少发动机能耗的措施
（1）调整空燃指数以及多余气体指数。压缩机在运转的过程中，发动机需要按照运行的状态，例如负载情况、燃料值、转速的情况，进而做出适当的调整。要是发动机敲缸，就能够显示出燃料中的压力比较大，也就是混合气体浓度比较大，这样就会使得空气指数比较小。（2）对于混合气体占有量的调整。气缸里面混合气体的占有量存在一定的差异，所以会影响到对于发动机的使用，使任何一个气缸都很难使用比较经济的混合气体，由于如此会影响到发动机的使用功率，所以对于染料的消耗也会增加。一般情况下需要及时地调整往复式天然气压缩机，这样可以确保气缸中的气体能够满足实际需求。（3）增加燃烧率。在发动机存在运动负荷的过程中，比较容易产生残余气体，要是残余气体比较多，就会减少燃料和氧气的接触，而要想提升燃料的使用效率，就需要提升混合气体的浓度，如此可以增加染料的燃烧使用率。
4.3强化设备的巡检
就具体的巡检开展来看，主要工作有两项：第一是确立明确的巡检制度，其中包括巡检的责任人员以及巡检周期，通过这样的确定将巡检的标准性做提升。第二是确立巡检的具体内容和标准，这样，巡检工作的目标更加的明确，使巡检的规范性和统一性也能够实现。简言之，通过设备巡检的强化将往复式压缩机的故障做彻底的解决，其能耗增加的现象得到改善。
结语
天然气压缩机是石油天然气生产中广泛应用的设备，做好节能降耗工作具有重要意义，对于天然气气体性质（气体比重、压缩系数、导热系数）和工作参数（进气压力、排气压力）对压缩机工作效率的影响，需要针对性加强管理，最大限度的降低能耗，节约生产成本，为油田可持续发展提供保障。
参考文献：
[1]赵国山，仇性启.活塞式压缩机节能研究概述[J].通用机械，2016，（11）：72-76.
[2]朱安军，袁哲.往复式压缩机节能降耗技术探讨[J].化工管理，2017（12）.
论文作者:黄伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/15
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