專利名稱：往復(fù)式天然氣壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于石油行業(yè)增壓及輸氣用往復(fù)式天然氣壓縮機，其燃?xì)獍l(fā)動機與壓縮機共用一個機身、一根曲軸、呈對稱分布的往復(fù)式天然氣壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的測量方法。
背景技術(shù)：
在石化企業(yè)生產(chǎn)中，特別是天然氣工業(yè)的油氣開采、集輸和凈化方面，往復(fù)式天然氣壓縮機作為一種常用的增壓及輸送設(shè)備，其壓縮機組的發(fā)動機效率的利用，直接影響著油氣田的開發(fā)和經(jīng)濟效益。目前并沒有一種具體的測量方法和評價標(biāo)準(zhǔn)來真實反映整體式壓縮機用燃?xì)獍l(fā)動機的能耗狀況，一般情況下，壓縮機效率的計算都是從壓縮機壓縮氣體的熱力學(xué)狀態(tài)方程分析出發(fā)，利用理論分析計算得出。但是，壓縮機在壓縮過程中介于等溫壓縮和絕熱壓縮的一個多變壓縮過程，壓縮機輸出功率受壓縮介質(zhì)、工作環(huán)境等因素影響， 發(fā)動機效率受風(fēng)機冷卻、水循環(huán)冷卻及環(huán)境等因素影響，目前對壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的計算方法不能真實反映其能耗狀況。因此，提供一種對整體式壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的測量方法，對石油化工行業(yè)整體式壓縮機效率利用以及節(jié)能降耗的判定具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效測量往復(fù)式天然氣壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的方法，主要用于燃?xì)獍l(fā)動機與壓縮機共用一個機身、一根曲軸，呈對稱平衡分布的往復(fù)式天然氣壓縮機。發(fā)動機單位時間內(nèi)消耗燃?xì)庾鳛閴嚎s機組輸出總功，能量一部分輸入到壓縮端壓縮天然氣做功、一部分輸入到風(fēng)機進(jìn)行風(fēng)冷做功，另一部分輸入到水泵進(jìn)行水冷做功，其余能量隨煙氣散失、燃燒缸冷卻水散失及其它機械損耗。通過測試壓縮機軸功率N1、風(fēng)機軸功率隊、與水泵軸功率隊等參數(shù)，計算確定燃?xì)獍l(fā)動機效率；也可通過測量單位時間冷卻燃燒缸散失能量Q1、單位時間煙氣散失能量Q2、以及其它機械損耗Ls等數(shù)據(jù)經(jīng)計算得燃?xì)獍l(fā)動機效率。前者稱為“正平衡”法測量發(fā)動機效率，后者稱為“反平衡”法測量發(fā)動機效率。由式(I)計算確定燃?xì)獍l(fā)動機正平衡效率
權(quán)利要求
1.往復(fù)式天然氣壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的測量方法，其特征在于本測量方法包括正平衡法測量發(fā)動機效率和反平衡法測量發(fā)動機效率兩種方法。
2.一種如權(quán)利要求I所述的測量方法，其特征在于燃?xì)獍l(fā)動機正平衡效率的測量方法是先分別在壓縮機輸出端和發(fā)動機燃?xì)膺M(jìn)氣前端用密閉容器取適量天然氣各I份，進(jìn)行氣質(zhì)分析，得到壓縮天然氣氣質(zhì)分析報告及發(fā)動機燃?xì)鈿赓|(zhì)分析報告，氣質(zhì)分析報告包括天然氣氣質(zhì)組分摩爾百分比及燃?xì)鈿赓|(zhì)組分摩爾百分比、壓縮因子Z、硫化氫含量、二氧化碳含量、相對密度Se、臨界溫度TcZ、臨界壓力P,。、空氣含量及總硫含量；然后測得機組各級壓縮缸進(jìn)氣溫度Tp排氣溫度Tp進(jìn)氣壓力Pp排氣壓力Pp及排氣量q# ;再將測試數(shù)據(jù)代入kj = cp/cv計算壓縮機各級天然氣多變指數(shù)kj,式中Cp為天然氣的定壓比熱容，由e =Ac +J計算,為天然氣在基準(zhǔn)壓力下的定壓比熱容，由
3.—種如權(quán)利要求I所述的測量方法，其特征在于燃?xì)獍l(fā)動機反平衡效率的測量方法是，直接讀取機組儀表盤數(shù)據(jù)或用超聲波流量計測量發(fā)動機燃燒缸冷卻水流量qw，用紅外測溫儀讀取燃燒缸冷卻前水溫h、冷卻后水溫t2，查得冷卻水的比熱Cw與冷卻水密度Pw^Q1 = CwPwQw(Vt1)計算得單位時間冷卻燃燒缸散失熱量Q1 ;其次根據(jù)煙氣氣質(zhì)分析結(jié)果、燃?xì)庀牧颗艧煖囟萾y按Q2 = qrVy(Cyty-27. 18)計算單位時間煙氣散失熱值Q2,式中Vy為煙氣體積系數(shù)，Cy為ty溫度下煙氣的平均體積定壓比熱容，根據(jù)GB/T17719-2009按實測煙氣成分計算；最后將發(fā)動機單位時間內(nèi)消耗燃?xì)鉄嶂礠、單位時間循環(huán)水冷卻燃燒缸散失熱量Q1、單位時間燃?xì)馍⑹嶂礠2及結(jié)合實際情況選取機組機械損耗效率HJs值代入
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測量方法，其特征是所述的當(dāng)量對比壓力P'P當(dāng)量對比溫度T/由P' r = Pj2/V。、T/ = Tj2/T。'求得,式中Pj2、Tj2為第j級壓縮機天然氣排氣壓力與排氣溫度，P'。、17為天然氣臨界壓力與臨界溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量方法，其特征是所述煙氣體積系數(shù)Vy由下式計算
全文摘要
本發(fā)明涉及用于石油行業(yè)增壓及輸氣往復(fù)式天然氣壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機效率的測量方法。它能有效測量壓縮機組用燃?xì)獍l(fā)動機的效率。其技術(shù)方案先在壓縮機輸出端及發(fā)動機進(jìn)氣前端取適量氣體進(jìn)行氣質(zhì)分析；然后在壓縮機組儀表盤讀取溫度、壓力、排量、燃?xì)庀牧?，測試風(fēng)機輸入軸扭矩、水泵輸入軸扭矩、轉(zhuǎn)速；再根據(jù)測試數(shù)據(jù)計算出各級天然氣多變指數(shù)、指示功率及總的軸功率，單位時間內(nèi)消耗燃?xì)鉄嶂?、風(fēng)機軸功率、水泵軸功率，由式(1)計算得燃?xì)獍l(fā)動機正平衡效率η正。采用相同方法計算單位時間冷卻燃燒缸散失熱量Q1、單位時間煙氣散失熱量Q2，由式(2)計算得反平衡效率η反。本發(fā)明測量方法簡便，計算簡單，可作為燃?xì)獍l(fā)動機能耗利用效果的評價依據(jù)。
文檔編號G01M15/00GK102879201SQ20121036632
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者梁政, 董超群, 田家林, 張梁, 鄧雄, 李雙雙, 何虹鋼 申請人:西南石油大學(xué)