然而，天然氣作為一種清潔能源，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、住宅生活、軍事等領(lǐng)域。天然氣的合理運(yùn)輸可以降低運(yùn)輸成本，促進(jìn)天然氣消費(fèi)。長(zhǎng)距離輸送管道作為天然氣的主要輸送方式，因其運(yùn)輸成本低而得到了極大的發(fā)展。我國(guó)已經(jīng)完成了西氣東輸、川氣東輸?shù)仍S多大型天然氣輸送項(xiàng)目。家用天然氣壓縮機(jī)的選擇是天然氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)的難點(diǎn)之一，如何合理選擇家用天然氣壓縮機(jī)成為關(guān)鍵問(wèn)題。
 

 

天然氣輸送增壓工程是在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加輸送壓力，充分利用管道輸送能力，擴(kuò)大輸送能力，滿足下游用戶日益增長(zhǎng)的天然氣需求。現(xiàn)有天然氣輸送工程，管道設(shè)計(jì)壓力為6.3MPa，加壓后預(yù)計(jì)輸氣量為53× 108m3/a。

 

一、家用天然氣壓縮機(jī)分類

 

家用天然氣壓縮機(jī)根據(jù)其工作原理可分為兩類:容積式和速度式[1]，包括活塞式、隔膜式、離心式、軸流式等。每種壓縮機(jī)都有不同的特性。根據(jù)不同的工藝條件和不同的使用環(huán)境，適用的壓縮機(jī)類型是不同的。選擇合適的壓縮機(jī)不僅可以節(jié)約能耗，還可以提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

 

活塞式家用天然氣壓縮機(jī)依靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)改變?nèi)莘e來(lái)給氣體加壓。活塞式壓縮機(jī)的每個(gè)循環(huán)包括膨脹、進(jìn)氣、壓縮和排氣四個(gè)過(guò)程。當(dāng)壓縮機(jī)的尺寸被確定時(shí)，其體積變化規(guī)律也被確定。即使流量發(fā)生變化，它對(duì)輸出壓力的影響也相對(duì)較小。根據(jù)往復(fù)壓縮量的作用方式，活塞式壓縮機(jī)的最大輸出壓力可達(dá)500兆帕以上，單級(jí)壓力比可達(dá)3∶1 ~ 4∶1，單級(jí)壓力比高，輸出壓力穩(wěn)定。

 

然而，由于體積變化，需要具有一定尺寸的盒子來(lái)提供壓縮位置，這導(dǎo)致較大的占據(jù)面積和有限的流速，該流速略小于離心壓縮機(jī)的流速。同時(shí)，當(dāng)流量過(guò)高或壓力比過(guò)高時(shí)，排氣溫度也會(huì)升高。由于閥門(mén)材料和密封要求的限制，排氣溫度要求低于176℃。對(duì)于高壓縮比的活塞式壓縮機(jī)，當(dāng)采用多級(jí)壓縮時(shí)，還配有冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致氣體輸出不連續(xù)。對(duì)于需要穩(wěn)定和連續(xù)輸出的系統(tǒng)，需要緩沖罐。

 

離心式壓縮機(jī)是一種速度渦輪壓縮機(jī)，它通過(guò)增加流體動(dòng)能，然后將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力來(lái)提高這種形式的氣體。由于每級(jí)流體獲得的動(dòng)能有限，離心式壓縮機(jī)的單級(jí)壓力相對(duì)較小，因此離心式壓縮機(jī)為多級(jí)壓縮結(jié)構(gòu)，能夠提供的最大輸出壓力略小于往復(fù)式壓縮機(jī)。

 

葉輪通過(guò)連續(xù)旋轉(zhuǎn)對(duì)氣體做功，流量可達(dá)2×105m3/h左右，具有振動(dòng)小、排氣連續(xù)、無(wú)周期性脈動(dòng)效應(yīng)、磨損小、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。離心壓縮機(jī)穩(wěn)定工作范圍窄，需要一套控制系統(tǒng)。當(dāng)流量太小且沒(méi)有響應(yīng)時(shí)，將會(huì)引起喘振，這將會(huì)對(duì)機(jī)器本身和相關(guān)設(shè)備造成損壞。對(duì)于流速過(guò)小的系統(tǒng)，離心壓縮會(huì)使其結(jié)構(gòu)過(guò)小，導(dǎo)致擴(kuò)散器尺寸過(guò)小，影響氣流。

 

軸流式家用天然氣壓縮機(jī)也是一種速度渦輪壓縮機(jī)。其工作原理與離心壓縮機(jī)基本相同。不同之處在于軸流式壓縮機(jī)的流體運(yùn)動(dòng)方向平行于軸，而離心式壓縮機(jī)中的流體沿著垂直于壓縮機(jī)軸的方向運(yùn)動(dòng)。軸流式壓縮機(jī)的流量高于離心式壓縮機(jī)，但出口壓力較低。雖然維修簡(jiǎn)單，但葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，穩(wěn)定工況范圍窄，恒速時(shí)流量調(diào)節(jié)范圍小，適用于高流量、低壓比的環(huán)境。