專利名稱：往復式天然氣壓縮機組用燃氣發(fā)動機效率的測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于石油行業(yè)增壓及輸氣用往復式天然氣壓縮機，其燃氣發(fā)動機與壓縮機共用一個機身、一根曲軸、呈對稱分布的往復式天然氣壓縮機組用燃氣發(fā)動機效率的測量方法。
背景技術：
在石化企業(yè)生產中，特別是天然氣工業(yè)的油氣開采、集輸和凈化方面，往復式天然氣壓縮機作為一種常用的增壓及輸送設備，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)和經濟效益。目前并沒有一種具體的測量方法和評價標準來真實反映整體式壓縮機用燃氣發(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、工作環(huán)境等因素影響， 發(fā)動機效率受風機冷卻、水循環(huán)冷卻及環(huán)境等因素影響，目前對壓縮機組用燃氣發(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氣發(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)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效測量往復式天然氣壓縮機組用燃氣發(fā)動機效率的方法，主要用于燃氣發(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式天然氣壓縮機。發(fā)動機單位時間內消耗燃氣作為壓縮機組輸出總功，能量一部分輸入到壓縮端壓縮天然氣做功、一部分輸入到風機進行風冷做功，另一部分輸入到水泵進行水冷做功，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、風機軸功率隊、與水泵軸功率隊等參數，計算確定燃氣發(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等數據經計算得燃氣發(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)計算確定燃氣發(fā)動機正平衡效率
權利要求
1.往復式天然氣壓縮機組用燃氣發(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。
2.一種如權利要求I所述的測量方法，其特征在于燃氣發(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)動機燃氣進氣前端用密閉容器取適量天然氣各I份，進行氣質分析，得到壓縮天然氣氣質分析報告及發(fā)動機燃氣氣質分析報告，氣質分析報告包括天然氣氣質組分摩爾百分比及燃氣氣質組分摩爾百分比、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氣溫度Tp排氣溫度Tp進氣壓力Pp排氣壓力Pp及排氣量q# ;再將測試數據代入kj = cp/cv計算壓縮機各級天然氣多變指數kj,式中Cp為天然氣的定壓比熱容，由e =Ac +J計算,為天然氣在基準壓力下的定壓比熱容，由
3.—種如權利要求I所述的測量方法，其特征在于燃氣發(fā)動機反平衡效率的測量方法是，直接讀取機組儀表盤數據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 ;其次根據煙氣氣質分析結果、燃氣消耗量排煙溫度ty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，Cy為ty溫度下煙氣的平均體積定壓比熱容，根據GB/T17719-2009按實測煙氣成分計算；最后將發(fā)動機單位時間內消耗燃氣熱值Q、單位時間循環(huán)水冷卻燃燒缸散失熱量Q1、單位時間燃氣散失熱值Q2及結合實際情況選取機組機械損耗效率HJs值代入
4.根據權利要求I所述的測量方法，其特征是所述的當量對比壓力P'P當量對比溫度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.根據權利要求2所述的測量方法，其特征是所述煙氣體積系數Vy由下式計算
全文摘要
本發(fā)明涉及用于石油行業(yè)增壓及輸氣往復式天然氣壓縮機組用燃氣發(fā)動機效率的測量方法。它能有效測量壓縮機組用燃氣發(fā)動機的效率。其技術方案先在壓縮機輸出端及發(fā)動機進氣前端取適量氣體進行氣質分析；然后在壓縮機組儀表盤讀取溫度、壓力、排量、燃氣消耗量，測試風機輸入軸扭矩、水泵輸入軸扭矩、轉速；再根據測試數據計算出各級天然氣多變指數、指示功率及總的軸功率，單位時間內消耗燃氣熱值、風機軸功率、水泵軸功率，由式(1)計算得燃氣發(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，可作為燃氣發(fā)動機能耗利用效果的評價依據。
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