專利名稱：一種易燃易爆氣體輸送設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種易燃易爆氣體輸送設備，尤其是一種通過變頻器調(diào)節(jié)液環(huán)壓縮機工作頻率，并通過同步調(diào)節(jié)冷卻水進入量來使液環(huán)壓縮機冷卻，可以為易燃易爆氣體進行加壓并輸送的輸送設備。
背景技術：
液環(huán)壓縮機是一種可以用來壓縮易燃易爆氣體的壓縮設備，由于其具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，操作簡便，易損件少，排氣的脈動性和噪聲都較小，排氣溫度較低等優(yōu)點，在石油化工領域有廣泛的應用。液環(huán)壓縮機工作時，葉片攪動液體而造成的能量損失很大，甚至高于使氣體壓縮的能耗，因此液環(huán)壓縮機通常功率很大。在液環(huán)壓縮機應用中，很大一部分應用是把上游設備中的氣體進行收集、壓縮和輸送，所以，對于入口流量的要求比較嚴格，流量太大可能導致上游設備抽空，流量太小可能導致上游設備憋壓。為使壓縮機入口流量恒定，大多通過調(diào)節(jié)入口閥門開度來調(diào)節(jié)流量，這樣會導致效率進一步降低。并且，液環(huán)壓縮機對于冷卻系統(tǒng)的依賴性較強，需要及時將產(chǎn)生的大量廢熱帶走，以使設備正常運轉(zhuǎn)。通常的冷卻系統(tǒng)沒有控制手段，只能靠操作人員手動摸索冷卻水的閥門開度或直接將閥門開到最大，這樣容易因冷卻水開閥不及時產(chǎn)生溫度異常，或因閥門開度過大引起冷卻水的浪費。目前的工業(yè)生產(chǎn)過程中，大部分液環(huán)壓縮機僅僅單純作為一種功率恒定的氣體壓縮設備來使用，雖然有很少部分液環(huán)壓縮機配置了變頻器來降低低流量時的運行功率，但也沒有同步改變冷卻水用量的應用實例。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中的不足，本實用新型的目的是提供一種改進的易燃易爆氣體輸送設備。本實用新型的技術方案為:一種易燃易爆氣體輸送設備，包括進氣管線、液環(huán)壓縮機、電機、連接管線、分液罐、工作液冷卻器和工作液回流管線，其中在進氣管線上設置有流量計，連接管線的兩端分別連接液環(huán)壓縮機和分液罐，工作液回流管線一端與分液罐連接，另一端與液環(huán)壓縮機連接，工作液冷卻器設置在工作液回流管線上；其特征在于，所述的氣體輸送設備還包括液環(huán)壓縮機變頻控制和冷卻控制系統(tǒng)，所述的變頻控制和冷卻控制系統(tǒng)包括設置于進氣管線上的流量計、PID調(diào)節(jié)器、信號分配器、變頻器、閥門定位器和自動控制閥。本實用新型的氣體輸送設備中，所述的流量計安裝在液環(huán)壓縮機的進氣管線上，該流量計可以在常壓或負壓工況下測量進入液環(huán)壓縮機的氣體流量，并將信號傳輸至PID調(diào)節(jié)器，作為調(diào)節(jié)過程的測量值。所述的流量計可以為渦街流量計、熱式質(zhì)量流量計、或其他滿足使用要求的氣體流量計。[0010]所述的液環(huán)壓縮機為本領域常用的氣體輸送壓縮機，由電機驅(qū)動。液環(huán)壓縮機通常包括氣缸和壓縮機葉輪。所述的信號分配器為一入二出的分配器。即輸入信號分配器的是由流量計測得并經(jīng)PID調(diào)節(jié)輸出的信號。輸入信號經(jīng)過信號分配器分配后，輸出兩路信號，一路輸入變頻器，用于調(diào)節(jié)壓縮機葉輪的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)氣體流量的調(diào)節(jié)；另一路則輸入閥門定位器，輸出信號，從而控制冷卻水管線上設置的自動控制閥改變開度，調(diào)節(jié)進入換熱器的冷卻水流量，從而實現(xiàn)對液環(huán)壓縮機工作溫度的自動調(diào)節(jié)。所述的閥門定位器作為自動控制閥的附件安裝于控制閥上，接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，據(jù)此改變自動控制閥的開度，可提高閥門定位的準確性和敏感性，改善控制回路的動態(tài)特性。本實用新型的氣體輸送設備中，所述的PID調(diào)節(jié)器、信號分配器和變頻器通?？梢栽O置在一臺控制箱內(nèi)。所述的變頻器安裝在控制箱中，根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出的信號改變頻率的輸出值，調(diào)整液環(huán)壓縮機的電機轉(zhuǎn)數(shù)，進而改變氣體進入液環(huán)壓縮機的流量。所述的調(diào)節(jié)器是安裝在控制箱中，是一臺PID調(diào)節(jié)器，可以通過測量值與給定值的偏差改變輸出值，使相應的工藝參數(shù)向給定值方向調(diào)整。在此方案中，調(diào)節(jié)器的信號可以同時控制變頻器和自動控制閥，實現(xiàn)兩個執(zhí)行器同步調(diào)節(jié)，既可以實現(xiàn)控制流量的目的，又可以同步控制進入液環(huán)壓縮機的冷卻水量。所述的信號分配器安裝在控制箱中，作用是將調(diào)節(jié)器輸出的一路信號同時傳輸給變頻器和自動控制閥。本實用新型采用了以上技術方案，因而具有以下優(yōu)點:本實用新型可針對易燃易爆氣體進行加壓并輸送。對于液環(huán)壓縮機進氣管道的流量進行檢測，獲取數(shù)據(jù)及時；對于電機轉(zhuǎn)數(shù)進行變頻控制，節(jié)省了運行能耗；對于冷卻水的用量進行調(diào)節(jié)，在精確調(diào)節(jié)的同時降低了運行費用，是一種較理想的易燃易爆氣體輸送設備。

圖1為本實用新型一種易燃易爆氣體輸送設備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1_進氣管線；2_液環(huán)壓縮機；3_電機；4_單向閥；5_連接管線；6_分液罐；
7-輸出管線；8_輸入管；9_排出閥；10_回流管線；11_冷卻器；12_冷卻水管線；13_自動控制閥；14_控制箱；15_過濾器；16_進氣旁路管線；17_安全閥；18_單向閥；19_液面指示器；FT-流量計；F1-PID調(diào)節(jié)器；FB-信號分配器；FY_1_變頻器；FY_2_閥門定位器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的易燃易爆氣體輸送設備進行詳細描述。如圖1所示:一種易燃易爆氣體輸送設備，包括進氣管線1、液環(huán)壓縮機2、電機3、連接管線5、分液罐6、輸出管線7、回流管線10、冷卻器11。其中在進氣管線I上設置有單向閥4，以防止液環(huán)壓縮機中的氣體經(jīng)進氣管線I返回。液環(huán)壓縮機2由電機3驅(qū)動。本實用新型的易燃易爆氣體輸送設備的工作原理如下:[0024]將待壓縮氣體經(jīng)由進氣管線I輸入液環(huán)壓縮機2。為防止任何氣體經(jīng)由進氣管線I從液環(huán)壓縮機2中流回，進氣管線I裝有單向閥4。將輸入的氣體在液環(huán)壓縮機2中壓縮。為此，將葉輪離心安裝在液環(huán)壓縮機2中，通過電機3驅(qū)動葉輪。工作液體存在于液環(huán)壓縮機2中且由于葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使其靠著壓縮機體流動。這就在壓縮機體中貼在氣缸內(nèi)表面中形成了液環(huán)。選擇工作液體的用量以使即使在液環(huán)已形成時，安裝在葉輪上的葉片的末端也浸入在液體中。這樣，在液環(huán)壓縮機2中在每種情況下形成由兩個葉片和工作液體限定的月牙腔室。由于向外流的液體以及由于葉輪的離心安裝產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)導致單個月牙腔的尺寸從壓力側(cè)向吸力側(cè)增加，在月牙腔室中產(chǎn)生低于大氣壓的壓力并且該壓力將氣體經(jīng)由進料管線I吸引至液環(huán)壓縮機2的吸力側(cè)。葉輪在液環(huán)壓縮機2中離心安裝導致單個室的體積在旋轉(zhuǎn)中從吸力側(cè)到壓力側(cè)減小。這樣使氣體在葉輪旋轉(zhuǎn)過程中在室中壓縮。將壓縮氣體經(jīng)由連接管線5傳輸至分液罐6中。分液罐6同時用作工作液體的貯存容器。在分液罐6中，將夾帶在氣體中的工作液體分離出來。將除去工作液體的壓縮氣體經(jīng)由輸出管線7取出。其中分液罐6還設置輸入管8，經(jīng)由該輸入管可將工作液體引入分液罐6中。此外，分液罐6裝有安全閥17，當分液罐6中的壓力超過操作壓力上限時該安全閥打開。分液罐6中工作液體的用量可以借助液面指示器19來監(jiān)測，多余的部分工作液體可經(jīng)由排出閥9從分液罐6中排出。工作液體經(jīng)由回流管線10返回。回流管線10—般包括兩路，一路正常使用，另一路為備用。在回流管線10上裝有過濾器15，在過濾器中將固體顆粒從工作液體中分離出來。此外，回流管線10上設置有工作液冷卻器11，冷卻水管線12通過冷卻器11，用于將工作液體冷卻至操作溫度。在冷卻水管線12上設置有自動控制閥13。為防止氣體經(jīng)由輸出管線7回流入分液罐6中，輸出管線7上同樣可以安裝有單向閥18。進氣管線I上設置一臺流量計FT，用于實時檢測進入液環(huán)壓縮機的氣體流量，并將信號輸入PID調(diào)節(jié)器FI中，調(diào)節(jié)器內(nèi)部預先由操作員設定了吸氣的流量。經(jīng)過計算檢測值與設定值的偏差，將調(diào)節(jié)值輸出至信號分配器FB，信號分配器將調(diào)節(jié)值復制為兩路，一路輸出信號SI至變頻器FY-1，另一路輸出信號S2至閥門定位器FY-2。輸出至變頻器的信號通過調(diào)整變頻器FY-1的輸出來改變電機的轉(zhuǎn)速，增大或減小月牙腔形成的速度和容積，來改變吸入氣體的量，從而實現(xiàn)進氣流量的自動調(diào)節(jié)。同時，輸出至閥門定位器FY-2的信號改變冷卻水管線上的自動控制閥13的開度，增加或減小進入冷卻器的冷卻水量，來達到使工作液自動調(diào)節(jié)溫度的目的。在優(yōu)選的實施方案中，調(diào)節(jié)器F1、信號分配器FB和變頻器FY-1可以同時裝入一個控制箱14中，從而實現(xiàn)集成化控制。本實用新型的氣體輸送設備可針對易燃易爆氣體進行加壓并輸送。除了可以對于液環(huán)壓縮機進氣的流量進行檢測和調(diào)節(jié)外，還可以對于冷卻水的用量進行自動精確調(diào)節(jié)，從而可以降低運行費用，是一種較理想的易燃易爆氣體輸送設備。
權(quán)利要求1.一種易燃易爆氣體輸送設備，包括進氣管線、液環(huán)壓縮機、電機、連接管線、分液罐、工作液冷卻器和工作液回流管線，其中在進氣管線上設置有流量計，連接管線的兩端分別連接液環(huán)壓縮機和分液罐，工作液回流管線一端與分液罐連接，另一端與液環(huán)壓縮機連接，工作液冷卻器設置在工作液回流管線上；其特征在于，所述的氣體輸送設備還包括液環(huán)壓縮機變頻控制和冷卻控制系統(tǒng)，所述的變頻控制和冷卻控制系統(tǒng)包括設置于進氣管線上的流量計、PID調(diào)節(jié)器、信號分配器、變頻器、閥門定位器和自動控制閥。
2.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的流量計可以為渦街流量計或熱式質(zhì)量流量計。
3.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的信號分配器為一入二出的分配器。
4.按照權(quán)利要求3所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，輸入信號分配器的是由流量計測得并經(jīng)PID調(diào)節(jié)器輸出的信號，輸出信號一路輸入變頻器，用于調(diào)節(jié)壓縮機葉輪的轉(zhuǎn)速；另一路則輸入閥門定位器，輸出信號，從而控制冷卻水管線上設置的自動控制閥改變開度。
5.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的PID調(diào)節(jié)器、信號分配器和變頻器設置在一臺控制箱內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的變頻器根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出的信號改變頻率的輸出值，調(diào)整液環(huán)壓縮機的電機轉(zhuǎn)數(shù)，進而改變氣體進入液環(huán)壓縮機的流量。
7.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，在所述的進氣管線上設置有單向閥，以防止任何氣體經(jīng)由進氣管線從液環(huán)壓縮機中流回。
8.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的分液罐上設置有輸出管線。
9.按照權(quán)利要求8所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的輸出管線上設置有單向閥，以防止氣體經(jīng)輸出管線回流入分液罐中。
10.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的分液罐上設置有輸入管，經(jīng)由該輸入管將工作液體引入分液罐中。
11.按照權(quán)利要求1所述的易燃易爆氣體輸送設備，其特征在于，所述的分液罐裝有安全閥，當分液罐中壓力超過操作壓力上限時該安全閥打開。
專利摘要本實用新型公開了一種易燃易爆氣體輸送設備。所述輸送設備包括進氣管線、液環(huán)壓縮機、電機、連接管線、分液罐和冷卻器，其特征在于，所述氣體輸送設備還包括液環(huán)壓縮機變頻控制和冷卻控制系統(tǒng)，所述的變頻控制和冷卻控制系統(tǒng)包括設置于進氣管線上的流量計、PID調(diào)節(jié)器、信號分配器、變頻器、閥門定位器和自動控制閥。本實用新型的氣體輸送設備能夠根據(jù)檢測的氣體流量自動調(diào)節(jié)變頻器輸出，實現(xiàn)進氣流量的自動調(diào)節(jié)；同時還可以對于冷卻水的用量進行自動調(diào)節(jié)，在實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)的同時降低了運行費用。
文檔編號F04D15/00GK203082544SQ20132004553
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者戴金玲, 楊秀娜, 李經(jīng)偉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院