探究天然气压缩机自动控制技术

探究天然气压缩机自动控制技术
摘要：为了保障天然气的运输安全和效率，研究天然气压缩机的自动控制技
术不言而喻。

本文先是对天然气压缩机工作原理进行分析，其次探讨压缩机工作
流程，最后探讨天然气压缩机自动控制技术设计，为天然气压缩机稳定且安全运
行提供有利的条件。

关键词：天然气；压缩机；自动控制技术
天然气是清洁能源的一种，其在我国社会中的作用不言而喻。

天然气不断增加，必须高度重视天然气的处理工作[1]。

其中，压缩机是相当重要的设备之一，
其不仅仅可以压缩处理天然气，还可以回收天然气中的重质成分。

因此，本研必
要全面分析天然气压缩机自动控制技术。

1天然气压缩机工作原理
对天然气压缩机的工作原理进行分析，其主要通过压缩机压缩处理天然气，
因为气体压缩的过程中产生较大的压力，其也是能力的一种。

天然气压缩机有一
个压缩区，吸入天然气后借助转子将其转动，因为转子之间的齿槽空气变化较大，压缩空气后随着转动排出气体。

其中，转子和两个旋转方向相反，还有的互相啮合，旋转时齿间的空间容易受到转动影响改变体积，因此连续压缩并排出气体。

以天然气压缩机的工作原理为基，可以细分为两类，即速度式压缩机和容积
式压缩机。

前者主要以速度变化为基础，从较高的转速条件形成气体流动，缓慢
改变气体的运动，让气体动能往压缩能转变，压缩气体，增加其压力。

后者主要
通过反复的气体体积变化压缩气体达到提高压力的作用，通常具有容纳气体的空间，且气体压缩的过程不具有连续性。

2压缩机工作流程
通常情况下，压缩机处于正常工作时，电机带动曲轴运转，其活塞需要通过
连杆来回运动。

同时，活塞跟着曲轴旋转运动，且其运动的速度具有相同的特点。

在此之后，气缸内就会继续完成吸气压缩和排气工作，全部完成这些工作后就算
是完成了压缩机的整个工作过程。

首先，吸气。

吸气环节中若活塞往外运动，意
味着气缸容积不断扩大，但气缸中的压力减小。

若压力低于进气管的压力，就会
出现进气管中的气压进入缸里的情况，对需要的气压进行补充，直至活塞运动到
最远端，此时气缸的容积达到了极限。

其次，压缩。

完成了吸气过程之后进入到
了压缩的状态，压缩环节中活塞逐步往气缸内运动，气缸中的容积越小，其气压
就越大。

但是，不同于吸气环节，气缸中的气压并未进入排气管，因为此时排气
管的压力和气缸压力相比更高[2]。

最后，排气过程。

活塞移动到一定位置时，气
缸中的气压就会上升到，稍微高于排气管的压力，此时气体可以进入排气管，直
至活塞运动到一定的位置才能停止。

此时，排气阀处于关闭的状态，活塞往外运
动并进入到下一个循环。

3天然气压缩机自动控制技术设计
3.1限幅燃气汽轮机
因为无法对燃气轮机排气的温度进行及时测量，从工作安全和压缩机温品的
角度分析，可以限幅压缩机的温度，这也是相当重要的一种途径。

为了让燃气轮
机使用动力逐步增加，可给温度设定标准，以此为基础对速度进行自动控制。

3.2负荷分配
为了让压缩机工作回流和安全问题逐步得到解决，很有必要给压缩机的控制
系统应用两组不同的控制方法，且确保两种方法具有互补的特点。

立足实际需要，合理的控制压缩机的转速，保证设定目标点压力的合理性。

若在低流量的情况下，就会减小负荷，那么压缩机的回流量就会明显增加[3]。

因此，技术人员应高度重
视压缩机的安全问题，平衡压缩机的负荷，要求控制系统立足具体需要控制压缩
机的转速，保证压缩机处于最佳的状态。

3.3压力控制
控制器是压缩机的重要一部分，其作用较多，压力超值的作用就是比较重要
的一种，可通过其控制压缩机的压力。

子站出口压力变化时，其响应方法为增加
回流量。

压力的控制具有较强的敏感性，若出口的压力达到最大值，压缩机无法正常承受，就会打开回流阀，让压力显著降低，提高其他工作的安全水平，且以该特色情况为基础，避免发生其他的状况。

3.4压缩机的防喘振控制
为实现降低压缩机喘振风险的目标，很有必要将防喘振控制器启用，通过闭环和开环功能，对喘振的预防起到促进作用[4]。

通过实施开环和闭环，确保其可以反映喘振的接近变化量，若压缩机安全工作和喘振的最大限度差距较大，那么可以通过简单的比例响应让回流量显著减小。

若压缩机刚好工作在一个喘振的控制线，那么就会导致回流量的比例显著增加，让压缩机工作时的干扰显著降低，且大部分情况下都是通过安全裕度进行控制。

若干扰超过了控制线，就会刺激回流阀让其快速打开，压缩机工作时处于喘振的最大值。

若无法通过上述措施预防喘振问题，可以通过再增加安全裕度实现。

3.5压缩机的加载和卸载功能
天然气运输期间需要解决的问题较多，且工作量较大，提高对天然气压缩机自动控制技术的要求。

自动卸载和加载都是压缩机控制系统中相当重要的一部分内容，且压缩机可以立足实际需要合理地分配和使用性能[5]。

若一台压缩机仅可以使用一部分性能，那么可以根据压缩机的总性能和流量指标提示压缩机信号，提示一台压缩机处于停止或启动的状态。

此外，系统还可以调解和分析其他的性能，压缩机的工作效率显著提高，确保压缩机处于安全运行状态，让天然气运输的效率显著提高。

3.6控制压缩机主性能
通常情况下，压缩机的主性能控制主要受到主控制器的影响，控制系统可以响应压缩机的一些指标，之后分配压缩机所需的负荷量，还意识到防喘振控制的作用。

通过保证压缩机处于安全的工作状态，让压缩机的工作效率显著提高，以工作需要为基础调节其性能，全面发挥其作用。

结束语
天然气压缩机运行期间，为了积极的应对复杂的控制要求，很有必要应用自动控制系统自动控制天然气压缩机的工作状态，合理的控制故障警告、加减载运行参数，确保天然气压缩机处于长期稳定运行状态，提高工作效率，促进企业的生产，实现自动化控制的目标。

参考文献：
[1]姜志国. 天然气压缩机的自动控制技术研究[J]. 石油和化工设
备,2021,24(5):53-55.
[2]徐怀东. 天然气压缩机自动控制技术探讨[J]. 中国设备工
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[3]黄燕辉. 天然气压缩机自动控制技术概述[J]. 设备管理与维
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[4]陈超. 浅谈天然气压缩机自动控制技术要点[J]. 中国设备工
程,2019(16):145-146.
[5]郑燕茹. 对天然气压缩机自动控制技术的探讨[J]. 化工管
理,2019(1):149-149.。