空气压缩机在油气行业应用广泛,近年市场规模增长迅猛。市场上最普及的空气压缩机型有往复式与螺杆式两种,今天的小课堂将为大家介绍它们的工作原理与工艺流程。
06:32空气压缩机空气压缩机是把机械能转换为气体压力能的一种动力装置,通过压缩来提高气体的压力,是现代工业基础机械之一。空气压缩机可处理天然气、空气等多种气体,在油气行业应用非常广泛。
在上游油田,空气压缩机可用于油井压裂,通过空气压力压开地层,便于开采石油天然气,或用于收集并集中处理无组织逸散气体,减少环境污染。在中游运输环节,空气压缩机可提高管道输送能力,满足天然气用户对供气压力的特殊要求。在下游产业,生产商利用空气压缩机提供的空气动力生产最终产品,空气动力目前已成为仅次于电力的普遍性能源。
压缩机类型空气压缩机种类繁多,其中往复式压缩机与螺杆式压缩机可靠性高、便于操作、节能环保,应用最为广泛。
往复式压缩机通过气缸内组件的往复运动实现气体的增压。根据组件的不同,可分为往复活塞式压缩机与往复隔膜式压缩机,活塞式常应用于天然气压缩。
往复活塞式压缩机利用曲轴带动连杆,连杆带动活塞,将驱动机的旋转运动变为活塞的往复运动。气缸和活塞组成了气体压缩的工作腔,当活塞向下运动时,汽缸容积增大,进气阀打开,空气被吸进来;当活塞向上运动时,气缸容积减小,出气阀打开,气体流出,压缩过程完成。
螺杆式压缩机相较于往复式压缩机更易于维护,且吸排气连续,运转平稳,螺杆式压缩机对传统往复式压缩机的替代趋势明显。
螺杆式压缩机气缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子,转子上有多个齿槽,两者反向旋转。当转子旋转时,齿槽容积逐渐扩大,和吸入口相连通,气体进入齿槽中。转子继续转动,齿槽被机壳壁封闭,形成压缩腔,随着阴、阳转子相互啮合,压缩腔容积变小,气体被压向排气口,完成压缩过程。随后齿槽转动至与排气口连通,气体被压出,完成排气过程。随着转子旋转,每对齿槽将相继完成相同的工作循环,实现压缩机连续、平稳的运行。
天然气压缩机组工艺流程虽然空气压缩机有着各种不同的机型,但压缩机组的工艺流程较为通用。下面将以天然气压缩机组为例,介绍其基本流程。
天然气由进气阀门进入压缩机组,首先流入入口洗涤器,在这里天然气可分离出液体和固体,然后进入压缩缸完成压缩,随着压缩比增加,气体的温度上升,压缩后的气体需进入冷却器降温,在冷却的过程中天然气会凝析出液体,因此天然气从冷却器出来后要经过后洗涤器,将含带的液体在重力作用下分离出,天然气最后由排气阀排出。
为了有效提高气体压力,通常要进行多级压缩,连续经过几次升压而达到所需要的工作压力。多级压缩可满足更高的气体压力需求,提高气缸的容积利用率,节省功率消耗。然而随着级数增加,压缩机的结构愈加复杂,会导致造价提高,故障几率增加,在选择级数时要综合考虑气体流量、初始压力、需求压力等多种因素。
引用