专利名称：往复式天然气压缩机组用燃气发动机效率的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种用于石油行业增压及输气用往复式天然气压缩机，其燃气发动机与压缩机共用一个机身、一根曲轴、呈对称分布的往复式天然气压缩机组用燃气发动机效率的测量方法。
背景技术：
在石化企业生产中，特别是天然气工业的油气开采、集输和净化方面，往复式天然气压缩机作为一种常用的增压及输送设备，其压缩机组的发动机效率的利用，直接影响着油气田的开发和经济效益。目前并没有一种具体的测量方法和评价标准来真实反映整体式压缩机用燃气发动机的能耗状况，一般情况下，压缩机效率的计算都是从压缩机压缩气体的热力学状态方程分析出发，利用理论分析计算得出。但是，压缩机在压缩过程中介于等温压缩和绝热压缩的一个多变压缩过程，压缩机输出功率受压缩介质、工作环境等因素影响， 发动机效率受风机冷却、水循环冷却及环境等因素影响，目前对压缩机组用燃气发动机效率的计算方法不能真实反映其能耗状况。因此，提供一种对整体式压缩机组用燃气发动机效率的测量方法，对石油化工行业整体式压缩机效率利用以及节能降耗的判定具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种能有效测量往复式天然气压缩机组用燃气发动机效率的方法，主要用于燃气发动机与压缩机共用一个机身、一根曲轴，呈对称平衡分布的往复式天然气压缩机。发动机单位时间内消耗燃气作为压缩机组输出总功，能量一部分输入到压缩端压缩天然气做功、一部分输入到风机进行风冷做功，另一部分输入到水泵进行水冷做功，其余能量随烟气散失、燃烧缸冷却水散失及其它机械损耗。通过测试压缩机轴功率N1、风机轴功率队、与水泵轴功率队等参数，计算确定燃气发动机效率；也可通过测量单位时间冷却燃烧缸散失能量Q1、单位时间烟气散失能量Q2、以及其它机械损耗Ls等数据经计算得燃气发动机效率。前者称为“正平衡”法测量发动机效率，后者称为“反平衡”法测量发动机效率。由式(I)计算确定燃气发动机正平衡效率
权利要求
1.往复式天然气压缩机组用燃气发动机效率的测量方法，其特征在于本测量方法包括正平衡法测量发动机效率和反平衡法测量发动机效率两种方法。
2.一种如权利要求I所述的测量方法，其特征在于燃气发动机正平衡效率的测量方法是先分别在压缩机输出端和发动机燃气进气前端用密闭容器取适量天然气各I份，进行气质分析，得到压缩天然气气质分析报告及发动机燃气气质分析报告，气质分析报告包括天然气气质组分摩尔百分比及燃气气质组分摩尔百分比、压缩因子Z、硫化氢含量、二氧化碳含量、相对密度Se、临界温度TcZ、临界压力P,。、空气含量及总硫含量；然后测得机组各级压缩缸进气温度Tp排气温度Tp进气压力Pp排气压力Pp及排气量q# ;再将测试数据代入kj = cp/cv计算压缩机各级天然气多变指数kj,式中Cp为天然气的定压比热容，由e =Ac +J计算,为天然气在基准压力下的定压比热容，由
3.—种如权利要求I所述的测量方法，其特征在于燃气发动机反平衡效率的测量方法是，直接读取机组仪表盘数据或用超声波流量计测量发动机燃烧缸冷却水流量qw，用红外测温仪读取燃烧缸冷却前水温h、冷却后水温t2，查得冷却水的比热Cw与冷却水密度Pw^Q1 = CwPwQw(Vt1)计算得单位时间冷却燃烧缸散失热量Q1 ;其次根据烟气气质分析结果、燃气消耗量排烟温度ty按Q2 = qrVy(Cyty-27. 18)计算单位时间烟气散失热值Q2,式中Vy为烟气体积系数，Cy为ty温度下烟气的平均体积定压比热容，根据GB/T17719-2009按实测烟气成分计算；最后将发动机单位时间内消耗燃气热值Q、单位时间循环水冷却燃烧缸散失热量Q1、单位时间燃气散失热值Q2及结合实际情况选取机组机械损耗效率HJs值代入
4.根据权利要求I所述的测量方法，其特征是所述的当量对比压力P'P当量对比温度T/由P' r = Pj2/V。、T/ = Tj2/T。'求得,式中Pj2、Tj2为第j级压缩机天然气排气压力与排气温度，P'。、17为天然气临界压力与临界温度。
5.根据权利要求2所述的测量方法，其特征是所述烟气体积系数Vy由下式计算
全文摘要
本发明涉及用于石油行业增压及输气往复式天然气压缩机组用燃气发动机效率的测量方法。它能有效测量压缩机组用燃气发动机的效率。其技术方案先在压缩机输出端及发动机进气前端取适量气体进行气质分析；然后在压缩机组仪表盘读取温度、压力、排量、燃气消耗量，测试风机输入轴扭矩、水泵输入轴扭矩、转速；再根据测试数据计算出各级天然气多变指数、指示功率及总的轴功率，单位时间内消耗燃气热值、风机轴功率、水泵轴功率，由式(1)计算得燃气发动机正平衡效率η正。采用相同方法计算单位时间冷却燃烧缸散失热量Q1、单位时间烟气散失热量Q2，由式(2)计算得反平衡效率η反。本发明测量方法简便，计算简单，可作为燃气发动机能耗利用效果的评价依据。
文档编号G01M15/00GK102879201SQ20121036632
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者梁政, 董超群, 田家林, 张梁, 邓雄, 李双双, 何虹钢 申请人:西南石油大学