[发明专利]实现大范围气液流量稳定和连续可调的方法

说明书

本发明涉及一种实现大范围气液流量稳定和连续可调的方法，该方法属于对两相流动或多相流动研究中气液流量的稳定控制技术。它主要是通过综合使用变频调速技术与节流阀调节技术的有机结合来实现对大范围流体流量的连续调整的目的。

目前，在石油、化工、冶金等行业中由往复式压缩机供气时，都需要对大范围气源压力、流量的稳定控制，并要求做到连续可调。为保证压缩机出口压力的稳定，现有的各类往复式压缩机普遍带有机械式压力调节装置，但这类调节装置由于其调节机构固有的弹性滞后、死区等性质只能使与压缩机出口相连的储气罐压力在设定值上下某一压力范围内波动；也有人采用过由压缩机出口压力来控制压缩机吸气阀的开关状态，使供气气源压力稳定，但效果不好。以上两种方法的缺点是不但储气罐压力难于稳定，而且压力控制范围小。此外，储气罐出口有时用调节阀来控制出口气体流量，但由于气源本身压力的波动直接影响调节阀出，口流量的稳定性，因此不能获得稳定的气流，而且可调范围还受到一定限制。

本发明的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种实现大范围气液流量稳定和连续可调的方法。该方法主要是综合利用变频调速技术与节流阀的调节技术两种现有技术来较好地控制气液流量为某一设定值。该方法的主要技术特点在于该方法是采用变频调速来控制空气压缩机的转速，进而控制气源压力，并通过调节节流阀来控制输出气体的流量，从而达到稳定和连续调整的目的。

附图即为本实施发明的原理图。

附图的图面说明如下：    

1---变频调速器 2---储气罐3---压缩机4---流量调节器

5---调节阀     6---压力变送器      7---流量变速器

下面将结合附图和实施例来详述本发明的技术特点：

在实际实施本发明所提供的大范围气液流量稳定和连续可调的方法时，发明者设计了如附图所示的原理流程，其具体实施方案是这样实现的：变频调速器(1)根据储气罐(2)的压力来调节压缩机(3)的转速；当用气量一定时，压缩机(3)不同的转速就对应于储气罐(2)压力的某一个设定值，从而可以保证储气罐(2)的压力波动范围很小；同时，储气罐(2)出口由调节器(4)根据要求的气体流量设定值与检测值控制调节阀(5)的开度，保证系统输出的气体流量进一步稳定。

在石油大学(华东)的环道试验装置上进行的实际测试，其工艺条件为：气体流量变化范围：1----1000m³/h、液体流量：1----100m³/h、气源压力：0.8MPa。采用本发明后的控制效果通过对比现有技术与本发明在近似相同工艺条件下的气体出口流量波动情况得到验证。实验的工艺条件为：气体流量控制设定值为510m³/h、液体流量设定值为30m³/h，实验的结果如下：

采用压缩机机械控制与储气罐出口调节阀节流的控制方法得到：气体流量的最大值约550m³/h，最小值约440m³/h，流量平均值为498.23m³/h，标准差为6＝24.73m³/h。

采用本发明的工艺参数为：气体流量控制设定值为500m³/h，液体流量设定值为25m³/h，平均值为499.6m³/h，标准差6＝6.86m³/h。

这种采用变频调速控制空气压缩机转速，进而控制气源压力，并用调节阀控制输出气体流量，实践证明效果较好。与现有技术相比，本发明的优点是：变频调速保证储气罐压力稳定，压力可调范围大，节省压缩机电能消耗，延长压缩机寿命，并且使往复式压缩机的供气量相对稳定；储气罐出口配以流量控制阀后，使输出气体流量十分稳定。

本发明所提供的方法是空气压缩机的变频控制与保护技术、储气罐出口流量/压力的调节技术以及不同的气体流量下变频器参数、调节器参数的整定技术，由于将变频调速技术与调节阀节流技术有机地结合在一起，既保证了气源压力的稳定，也保证了输出气体流量的大范围连续可调。