[发明专利]一种往复压缩机负荷无级调节方法

说明书

技术领域

本发明涉一种往复压缩机负荷的调节方法。

背景技术

往复压缩机（以下简称压缩机）被广泛应用于制冷、发动机、化工过程、气体输送、机械制造以及几乎各个需要输送或者压缩气体的场所。压缩机的额定排气量在正常操作条件下容积流量基本保持不变，一般是按工艺要求的最大流量进行设计或选型的，都有一定的余量。另一方面，在实际使用中，进气工况的变化、生产需求的改变等经常发生，导致实际气体的需用量也是不断变化的，这就需要对压缩机排气量进行调节以适应不断变化的要求，即要求压缩机的负荷率可以调节。压缩机负荷调节方法有很多，但能够实现对大型工艺往复式压缩机进行连续、经济、高效、快捷、精准调节的方式并不多。常用的有驱动机转速调节、 余隙腔调节、旁通回流调节、开停机调节等。驱动机转速调节气量调节连续，功率消耗小，但大功率、高压变频器价格昂贵，投资巨大；余隙腔调节可以实现连续调节，但需要较多的人工干涉，响应速度慢，系统可靠性较差，易损件多，难于维护，不适用于现有设备的改造；旁通回流调节比较灵活，而且简单易行，配上自动控制系统调节精度也比较高，但是因为多余气体的全部压缩功都损耗掉，所以经济性差；开停机控制调节调节幅度较大，阶梯形控制，只适用于粗调节。

通过压开吸气阀进行负荷调节的方法节能效果明显，它包括部分行程压开吸气阀和全行程压开吸气阀等。

部分行程压开吸气阀是通过特定装置使吸气阀延时关闭，让一部分气体在压缩前回流到进气腔，延时的长短根据需要确定，从而在减少排气量的同时降低功耗。这可通过执行机构使吸气阀不停地通过压叉被压开、关闭，每个工作循环内吸气阀压开、关闭的时刻经过快速、精确的计算和控制，排气量可在0—100%调节。压缩机压叉必须在吸气阀正常开启、关闭的工作循环周期内完成吸气阀片压下——保持——释放，这样一来需要执行机构的响应速度和寿命都有极高的要求。

另一种全行程压开吸气阀方法是将压缩机部分或全部吸气阀压开卸载的调节。采用这种方式只能提供阶跃式的调节，如对每一级都是单个双作用气缸的压缩机来说，可实现0、50%、100%三档流量调节；如对单级有两个同样的双作用气缸则可实现0、25%、50%、75%、100%五档流量调节。

中国专利、公告号为CN 101173658、“一种往复活塞压缩机排气量无级调节方法”则采用占空比的概念使压缩机间断性的进行压开吸气阀进行负荷调节。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的缺陷、提供一种往复压缩机负荷无级调节方法，它可以实现排气量在0～100%负荷内连续、节能、可靠地进行排气量调节。

本发明所述目的是以下述技术方案实现的：

一种往复压缩机负荷无级调节方法，它在压缩机上设置一个能够压开吸气阀的执行机构和一个控制系统，通过执行机构和控制系统对压缩机负荷进行调节，所述调节按如下步骤进行：

A.  确定压缩机负荷率W，所述压缩机负荷率W是压缩机实际排气量与额定排气量的比值,在0—100%范围内输入压缩机需要负荷率W或控制系统根据需求自动调整负荷率W；

B.  根据负荷率W确定控制周期的活塞动作循环数N，即压开吸气阀的执行机构在一个控制周期内完成一整套动作，包括压下——保持——释放所经历的活塞动作循环数；1个循环包含1个吸气行程和1个排气行程，由N个循环组成一个控制周期；其中， N为大于1的正整数，如N=1，则为部分行程压开吸气阀气量调节；为尽量减少负荷波动，一般N根据负荷率W的大小而变化,W越大则N越大;W越小则N越小；

C.  压缩机先执行不足一个活塞动作循环部分的空载，然后执行不足一个活塞动作循环部分的加载，即第一个循环先空载再加载；

D.  然后压缩机执行其余整数的加载循环；

E.  再执行其余整数空载循环；

F.   重复上述步骤C—E，如负荷率进行了调整，则根据调整后的参数重复步骤3—5 。

上述往复压缩机负荷无级调节方法，所述步骤C、D中，加载工作是连续的，后续步骤E～C空载工作也是连续的；根据生产要求，为追求更加均匀的排气量，只需将N值缩小即可；为追求更少的加载、空载动作频率，只需将N值增大即可。

上述往复压缩机负荷无级调节方法，所述压缩机若为单缸双作用压缩机，则将轴侧、盖侧分别执行上述加载、空载循环，并将加载时间刻意错开，则压缩机排气量会更加均匀；

所述压缩机若为多缸、双作用压缩机，则将每个气缸的轴侧、盖侧分别执行上述加载、空载循环，并将加载时间刻意错开。