【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压缩机节能，具体涉及一种低温压缩机冷热能循环利用节能系统及控制方法。
技术介绍
1、液化天然气(liquefield natural gas,缩写为lng)体积仅为同量气态天然气体积的1/625,更有利于运输和储藏，在冷能提供及供气调峰方面具有优越性，近30年来得到迅速发展。lng在运输及卸载时，储罐内lng的体积变化，以及环境温度和大气压变化等外界能量的输入，使储罐内产生大量的闪蒸气(bog)，这些闪蒸气需要得到及时处理，以避免储罐温度升高，继而导致压力升高，增加生产危险。目前lng接收站bog的处理主要有两种工艺流程。一种是将bog经压缩机压缩直接外输至用户，另一种是将bog压缩后与罐中lng换热冷凝至液态，再经高压泵加压，气化后外输至用户。
2、上述两种工艺流程都需要对bog进行增压，因此bog压缩机是保证lng运输及接收系统安全可靠运行的关键设备。bog储罐温度为-160℃左右，压缩机吸气温度为-160～30℃，一般采用一级或两级压缩。bog从闪蒸到进入压缩腔开始压缩，温度会升高约30～60℃，低温进气与环境温度运行导致的超大温差会产生很大的气缸应力及变形，这将对bog压缩机的安全运行造成巨大威胁。通过研究表明，进气温度越低，其温度系数也会进一步降低，进气加热量越大，容积效率也会相应降低。
3、因此不仅需要选用合适的材料、改进结构与参数，以提高bog压缩机的可靠性，在进入压缩机之前也需要使用加热器和控温器对低温气体加热升温；而bog压缩机多采用多级压缩，将气体的总压力分成若干级，按先
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种低温压缩机冷热能循环利用节能系统及控制方法。
2、本专利技术采用的技术方案是：一种低温压缩机冷热能循环利用节能系统，包括按气体流向方向布置的多级压缩设备和多级换热器，所述多级压缩设备依次串联，所述多级换热器的低温侧依次串联后与最上一级压缩设备的入口连通，
3、每级换热器的高温侧入口端通过第一管道与对应级压缩设备的出口连通，每级换热器的高温侧出口端通过第二管道与下一级压缩设备的入口连通；
4、所述第一管道与对应级压缩设备的出口的连接点为a，所述第二管道与下一级压缩设备的入口的连接点为b，连接点a与连接点b之间的管道上设有第一阀门，所述第一管道上设有第二阀门。
5、进一步地，所述压缩设备包括串联的第一缓冲罐、气缸和第二缓冲罐。
6、进一步地，所述压缩设备的级数m与换热器的级数n的关系为m＝n+1。
7、进一步地，所述换热器为管壳式换热结构。
8、进一步地，所述每级压缩设备的入口均设有第一温度传感器。
9、进一步地，所述每级换热器的低温侧的入口和出口端均设有第二温度传感器。
10、进一步地，所述第一阀门和第二阀门均为流量调节阀。
11、一种基于上述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统的控制方法，基于标定的换热器低温侧气体流量与高温侧气体温度曲线，自适应调节控制所述第一阀门和第二阀门的开度，使对应级换热器的低温进气与对应级压缩设备出口的高温气体进行换热，实现多级压缩设备的的入口气体温度要求及能量循环利用。
12、进一步地，若经当前级压缩设备压缩后的气体的温度满足下一级压缩设备的进气温度，则开启当前级压缩设备与下一级压缩设备之间的第一阀门，关闭当前级压缩设备与对应级换热器的第一管道上的第二阀门。
13、更进一步地，通过pid算法自适应调节控制所述第一阀门和第二阀门的开度。
14、本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术在压缩设备前设置多级换热器，并通过管路与对应级的压缩设备连通，将压缩待冷却的工艺气接入换热器中，与入口低温气体进行换热，使进气达到较高气温，有效降低入口加热器使用功率，对气压较低的一级压缩工艺气进行冷却也有利于降低独立冷却器的设计制造成本，同时对冷热能进行了循环利用，增强的节能效果。
16、本专利技术在进入下级压缩设备设置出口温度传感器，并在待冷却工艺气进入冷却器处接阀门，通过标定的高温气体流量与经换热后的工艺气温度的曲线关系，利用温度传感器的数据控制阀门开度，实现热交换自适应调节，方法简单，实现方便。
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1.一种低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：包括按气体流向方向布置的多级压缩设备和多级换热器，所述多级压缩设备依次串联，所述多级换热器的低温侧依次串联后与最上一级压缩设备的入口连通；
2.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述压缩设备包括串联的第一缓冲罐、气缸和第二缓冲罐。
3.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述压缩设备的级数M与换热器的级数N的关系为M＝N+1。
4.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述换热器为管壳式换热结构。
5.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述每级压缩设备的入口均设有第一温度传感器。
6.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述每级换热器的低温侧的入口和出口端均设有第二温度传感器。
7.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述第一阀门和第二阀门均为流量调节阀。
8.一种
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：若经当前级压缩设备压缩后的气体的温度满足下一级压缩设备的进气温度，则开启当前级压缩设备与下一级压缩设备之间的第一阀门，关闭当前级压缩设备与对应级换热器的第一管道上的第二阀门。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：通过PID算法自适应调节控制所述第一阀门和第二阀门的开度。
...【技术特征摘要】
1.一种低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：包括按气体流向方向布置的多级压缩设备和多级换热器，所述多级压缩设备依次串联，所述多级换热器的低温侧依次串联后与最上一级压缩设备的入口连通；
2.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述压缩设备包括串联的第一缓冲罐、气缸和第二缓冲罐。
3.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述压缩设备的级数m与换热器的级数n的关系为m＝n+1。
4.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述换热器为管壳式换热结构。
5.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述每级压缩设备的入口均设有第一温度传感器。
6.根据权利要求1所述的低温压缩机冷热能循环利用节能系统，其特征在于：所述每级换热器的低温侧的入...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭飞，李雪婷，肖海燕，王有朋，黄远明，冯家琰，占明，丁晚成，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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