Ⅰ 如何選擇cng壓縮機
CNG加氣站壓縮機的選擇
作者：康志剛 楊慧 來源：天然氣（煤層氣）與管道網 瀏覽次數：1次
Choice of Compressor in CNG Fueling Station
KANG Zhi-gang，YANG Hui
Abstract：The general technical situation of natural gas compressor in CNG fueling station in China，the assessment standard for the compressor choice and the technical points are discussed.
Key words：CNG fueling station；compressor；structural type；air-flow pulsation；lubrication mode；cooling mode
1 概述
隨著全球石油資源的日趨短缺以及對環保節能的新要求，天然氣在車用能源上的優勢日顯突出。我國在20世紀80年代後期，由四川石油管理局引進第一台成套天然氣加氣和車輛改裝設備。截至2006年，我國已經建成了不同類型的天然氣加氣站(CNG站)逾700座，擁有天然氣汽車逾30×104輛。隨著陝一京線、西氣東輸、忠武線等大型輸氣管道的陸續投入運行，我國的CNG汽車加氣站的發展將迎來新的機遇。筆者在平時的設計工作中，接觸的進口的壓縮機品牌分別有美國Ariel、加拿大IMW、義大利Safe、義大利Fornovo Gas，國產的壓縮機品牌分別有自貢通達、重壓、四川金星、安瑞科等。
天然氣壓縮機作為CNG加氣站最主要的核心設備，其採用的技術與很多基礎機械工業相關。無論是設計理念、材質、熱處理技術、加工精度都必須要達到很高的水平，以壓縮機的連桿為例，不僅要考慮到它的負載特徵，還要對其運行的溫度作嚴格的限制。因此，在確定氣體組成、進氣壓力、排氣壓力等重要參數後，還必須使用專用設計軟體對壓縮機的各項參數進行計算，在合理的溫度條件、合理的連桿負載下核實其負載能力。在這方面我國壓縮機製造水平與國際先進水平相比，特別是與國外大型壓縮機公司相比，還有很多可學之處。
國內使用的天然氣壓縮機在氣缸布局上是以W型、V型、D型、L型為主，排氣量為300～1500m3/h，也有排氣量在1500m3/h以上的機型，冷卻方式為水冷或混冷(壓縮天然氣採用風冷，氣缸與潤滑油採用閉式循環水冷)。國外天然氣設備成橇商陸續進入中國，也給國內帶來了先進的壓縮機技術，壓縮機大排氣量、小體積、少油潤滑、全自動運行、風冷技術等都反映了當今的國際先進水平。隨後國產壓縮機也不斷地學習和開發研究，部分產品已經開始推廣使用，但其技術水平與國外先進水平仍然有一定的差距。
2 壓縮機選擇的評估標准
2.1 製造標准
在各國的製造標准中，設立最早並且最為完善的是美國石油協會API 618《石油、化工和氣體工業往復式壓縮機》標准，其標准號為API 618—2008。相對於其他製造標准，該標准對製造商的設備性能提出了很多的約束條件，以保證用戶使用設備的安全性和穩定性。
2.2 適用性
設計應與應用條件一致，系統才能高效率運行。
① 設計的吸氣壓力、排氣壓力、氣體流量應滿足需要，確保加氣量和加氣速度滿足用戶需要。
② 系統各部分的性能應匹配，特別是壓縮機、電機、冷卻系統、控制系統、過濾回收系統之間的性能應匹配。
③ 系統設計應滿足實際運行環境，特別是冷卻系統。目前壓縮機風冷技術是國際發展趨勢。
2.3 可靠性
系統和各元件的質量可靠，減少維護費用和停機檢修時間。這一點往往容易被用戶忽略。質量一流的部件是創造系統高可靠性的重要保證，這包括：
① 壓縮機，其中包括缸體、連桿、活塞和氣閥等。
② 用於驅動壓縮機和冷卻風扇的電機。
③ 儀器、儀表、手動或自動閥門、調壓閥、安全閥、各種壓力和溫度感測器及開關等。
④ 穩定高效的控制系統。
⑤ 易損件，其壽命應保證長時間運行，少油潤滑壓縮機應保證8000h。
2.4 安全性
系統的安全性由壓縮機每個元件所設立的安全措施來進行保障。它包括：
① 系統的泄壓閥。
② 系統入口的自動切斷閥。
③ 系統壓力容器和主要管道要設立安全閥。
④ 壓縮機的各級之間和出口應有溫度和壓力感測器。
⑤ 壓縮機應裝有振動保護開關。
⑥ 電機應裝有過流過載保護裝置。
⑦ 系統中的電氣設備必須滿足防爆要求。
2.5 經濟性
系統的經濟性可以通過以下的指標進行衡量：
① 系統的能耗指標，特別是壓縮機組主電機的能耗，這是加氣站的主要運行成本。我們在壓縮機選型時，通常的做法是在同樣的入口壓力條件下，對不同型號壓縮機的單位能耗進行對比，在這個過程中通常進口設備有較大的優勢。
② 冷卻方式也對設備的經濟性有較大的影響。現在公認風冷是CNG壓縮機發展的方向。一般風冷卻器的製造費用是水冷卻器製造費用的1.5倍。而在壽命期內，水冷卻器的維護費用是風冷卻器的幾倍甚至更多，還要建水處理裝置等，而且對銹蝕和水垢的處理仍然無法徹底解決。
③ 易損件的使用壽命決定了壓縮機無故障運行的時間。如果易損件壽命短，將會增加設備的停機維護時間、人員的工作量、零件的采購費用，從而增加運行成本。
3 CNG壓縮機選型的技術要點
3.1 壓縮機結構型式
天然氣壓縮機結構型式多為w型、L型，曲軸為常曲拐設計，導致往復運動部件——活塞、活塞環、活塞桿、填料、十字頭均易產生偏磨，造成壓縮氣體泄漏、氣體含油量增加。由於其體積流量和功率等級很難達到大型要求，角度式天然氣壓縮機以中小型為主，在實際運用中排氣量多在3000m3/h以下。
隨著越來越多的國內用戶引進國外的天然氣壓縮機，我們選用了更為先進的水平對稱式壓縮機。該機型氣缸為水平對稱平衡式結構，曲軸互成180°，使得慣性力、慣性力矩均平衡，而且切向力十分均勻，因此，振動非常小，運轉平穩，運行雜訊低。相對於角度式天然氣壓縮機，對稱平衡式壓縮機的轉速更高，活塞環、填料的工作條件較好，現在是國內大排氣量天然氣加氣母站和標准站用天然氣壓縮機的主導結構型式。
3.2 潤滑方式
選擇有油潤滑還是無油潤滑壓縮機，一直困擾著許多的用戶。從目前國內對國產和進口壓縮機的使用情況來看，少油潤滑壓縮機是天然氣壓縮機的發展趨勢。這是因為少油潤滑壓縮機在運行過程中潤滑油參與氣缸和填料函的動作，保證了壓縮機在高轉速(1500r/min)下易損件的壽命，且潤滑油也參與了氣缸的密封、清潔和降溫。如進口少油潤滑壓縮機的易損件壽命都達到8000h以上，甚至能達到16000h。
大部分的無油潤滑壓縮機由於需要考慮氣缸的磨損以及摩擦熱的問題，只能保證壓縮機在低轉速(1000r/min)下運行，即使這樣還是不能保證易損件的壽命。通常無油潤滑壓縮機的易損件壽命為4000h，有些國產壓縮機的易損件壽命只能達到2000h甚至更低，而且在填料函和活塞環過早損壞後，曲軸箱潤滑油也進入氣缸，導致氣體含油量增大。
3.3 氣流脈動和振動
這是很多用戶在選擇壓縮機時容易忽視的問題之一。氣流脈動也是往復式壓縮機都必須解決的一個問題，過大的氣流脈動會引起壓縮機的振動，對整個橇體內的元件造成損傷。API 618《石油、化工和氣體工業往復式壓縮機》第3.9條對氣流脈動和振動的消除作了明確的規定，用戶在采購壓縮機時可以要求製造商提供脈動分析報告，並且要明確氣流脈動裝置的設置。
3.4 冷卻方式
筆者通過對國內外多款壓縮機的實際運行狀況的分析認為，要消除水冷壓縮機的固有弊病，較好的辦法是選擇全風冷壓縮機。有的企業認為，水冷或混冷的壓縮機冷卻效果要優於風冷。這種看法是不全面的。CNG壓縮機在國外已經有逾70年的歷史，從最初的水冷、風冷兩種冷卻方式並存，演化到現今以風冷為主流。這說明：①國外成熟壓縮機技術更傾向採用風冷，由於很好地控制了壓縮機各級的壓縮比，並不存在排氣溫度過高的問題。②國內由於CNG壓縮機領域的技術相對滯後，在宣傳中誇大水冷機組的表面好處，卻迴避了水冷機組的許多不足：結垢、腐蝕增加運行成本等。
實踐證明，很多進口全風冷壓縮機的壓縮工藝流程設計的合理性保證了每級氣缸的排氣溫度不超過160℃，在實際運行中有的氣缸排氣溫度不到100℃，在分級冷卻後出口溫度高於環境溫度的值小於15℃，冷卻效果非常明顯。
4 結語
作為天然氣加氣站的核心設備，用戶在天然氣壓縮機的選型和購買過程中，不要只注重壓縮機排氣量是否滿足生產需求、價格是否足夠低廉，還應該從製造標准、結構形式、維護費用等各方面綜合考慮設備性能，確保加氣站投產後的正常運營和預期收益。
(本文作者：康志剛 楊慧 武漢市燃氣熱力規劃設計院 湖北武漢 430015)
Ⅱ 鴻業全年負荷計算及能耗分析軟體 怎麼導入天正建築圖紙
你可以查看下，房間基本參數中，冬季參數中熱負荷類型選擇的是個類型。
如果選擇的是採暖熱負荷，則軟體計算外窗縫隙，不計算新風。
如果選擇的是空調熱負荷，剛軟體計算新風，不計算外窗縫隙。
Ⅲ 按功率,如何計算燃氣壓縮機價格
壓縮機功率計算方法可以從不同的角度來計算，所以其計算方法有很多，也可以估算。 1.如果知道電動機的功率，可以乘以0.8，得出壓縮機功率。 2.實際上任何機器的功率P都可以利用公式M=9550P/n來計算。 3.查銘牌也可以找到壓縮機的功率。壓縮機分活塞壓縮機，螺桿壓縮機，離心壓縮機等。活塞壓縮機一般由殼體、電動機、缸體、活塞、控制設備 (啟動器和熱保護器) 及冷卻系統組成。冷卻方式有油冷和自然冷卻兩種。壓縮機被看成是製冷系統的心臟，最能表現壓縮機特徵的專用名詞稱為「蒸氣泵」。壓縮機實際所承擔的職責是提升壓力，將吸氣壓力狀態提到到排氣壓力狀態。
Ⅳ 演繹法預測
演繹法能耗預測主要採用工藝模擬的方式進行，而工藝模擬的技術難點主要是敏感性分析和影響條件的簡化。這里，需要強調的是工藝模擬系統的建模和調試不是簡單的糾偏，而是要發現影響因素，剖析規律，研究其影響的權重。
一般輸油泵機組耗電、加熱爐耗油（氣）和壓縮機組耗能可採用模擬法測算。測算工具包括模擬軟體與相關公式，建立步驟如下[10]：
第一，數據收集。
管道基礎數據：
——管徑，壁厚，管道高程、里程（含站場、閥室位置），管道最高承壓，摩阻系數；
——沿線土壤四季不同地溫、傳熱半徑、土壤導熱系數；
——輸油站泵機組參數，包括：泵類型、性能曲線、功率、效率、開機/停機時間、額定轉速、額定排量、運行方式（串聯、並聯）等；
——壓氣站壓縮機組參數，包括：壓縮機類型（離心式、往復式）、性能曲線、功率、溫升比率、效率、開機/停機時間、驅動方式（電驅、燃驅）、最低進口壓力、額定轉速、壓縮機配置方式（幾用幾備）、運行方式（串聯、並聯）等；
——加熱爐參數，包括加熱爐額定負荷、效率等；
——輸送介質物性，原油密度、比熱容、凝點、黏溫曲線，天然氣組分及其組成百分比，成品油密度、比熱容等。
管線運行數據依據所制訂方案而定，參數選取應符合調度手冊和交接協議的相關規定。
第二，數據錄入。
按照相關測算軟體或公式的要求，對收集的數據進行整理、篩選、分析後翔實錄入，以保證測算結果的可靠性。
第三，精度調整。
測算軟體或公式初步形成後，應利用多組歷史運行數據進行反復校核調整，以達到准確測算的要求。
按月度計劃輸量編制運行方案，並選擇相應月份下的沿線地溫，在模型中各站進出站主要參數符合調度操作手冊要求的前提下，算出一組穩定的工況，得到不同月份內全線各站的耗油/氣/電總量；當只有年計劃輸量的情況下，根據前三年的月不均勻系數編制分月運行方案，並選擇相應月份下的沿線地溫，在模型中各站進出站主要參數符合調度操作手冊要求的前提下，算出一組穩定的工況，得到不同月份內全線各站的耗油/氣/電總量。根據測算出的月度數值進行累加，形成全年耗油/氣/電總量。
下面以原油管道能耗預測為例，闡述演繹法能耗預測相關要點。
1.原油管道最優能耗預測基本思路
（1）預測對象
直接預測對象：最優月耗電量；最優月耗油（氣）量。
間接預測對象：管道月綜合能耗（tce或MJ）；管道月平均單位周轉量耗電量、耗油（氣）量；管道月平均單位周轉量綜合能耗（kgce/104t·km或kJ/104t·km）；年耗電量、年耗油（氣）量，按直接預測的1～12月的月耗電量、月耗油（氣）量累加計算；年綜合能耗量，按年耗電量、年耗油（氣）量折算；該原油管道年平均單位周轉量耗電量、耗油（氣）量，按年耗電量、年耗（油）氣量除以相應的年度總輸油周轉量得到；年平均單位周轉量綜合能耗（kgce/104t·km或kJ/104t·km），按年平均單位周轉量耗電量、耗油（氣）量折算。
（2）預測范圍
時段選擇：一般情況下預測目標時段的最終目標為指定月份，如需要，預測過程中要將一個月分解為若干不同穩態工況下的時間段。
能效指標選擇：單條原油管道，直接生產能耗和單位周轉量生產能耗。
這里需要說明的是，輔助生產能耗、生活能耗、輸送損耗可以按相關規范（定）定額計算，並不參與正演算法能耗預測計算，只是在最終合計數據時並入能源消耗量和單位周轉量綜合能耗。
（3）預測的前提條件
基本輸入：原油品種、原油輸入點進油量、原油輸出點交油量。
基礎資料：K值、摩阻修正系數、泵效、爐效，設備特性曲線等。
（4）預測演算法
工藝計演算法（正演算法）最優化演算法，即在現有條件下，基於對預測月份進行流量分配方案和工藝運行方案優化，得到相對最低（優）能耗、能效的分析邏輯和數學模型。數學模型包括預測的具體方法及配套的數學模型。
模型需考慮定流量運行方案優化、月份流量分配、月份批次計劃對能耗的影響、非穩態因素對能耗的影響等部分。建立預測月份流量分配優化及運行方案優化的目標函數。在預測模型中考慮的各種可選前提條件：綜合能耗最低、能耗費用最低。預測月份流量分配模式主要有：平均流量、頻率分配、最優流量組合、指定流量組合等方式。多種測算模式可以得到多個最優能耗測算值，所構成的區間可以提供更多最優能耗信息。
定流量穩態運行方案優化模式，指定各管段的輸油流量：①理想匹配是不考慮節流；②開泵方案優化；③指定開泵方案。
熱油管道定流量穩態運行輸油溫度設定模式：①指定輸油溫度（出站/進站溫度）；②自動設定進站溫度為允許最低進站溫度；③輸油溫度優化。
基於能耗預測的原油管道分類：①不設加熱站的單一品種輸送管道；②不設加熱站的多品種順序輸送管道；③設加熱站的單一品種輸送管道；④設加熱站的多品種順序輸送管道。
幾種原油按一定比例混合，混合原油視為一種單一原油。針對每種類型原油管道分別建立具有較強通用性的最優能耗預測模型。基於每種類型原油管道，分別開發具有較強通用性的最優能耗預測軟體。
（5）基本步驟（圖7-1）
圖7-1
2.能耗測算數學模型
（1）穩態優化能耗測算數學模型
決策變數的選取。全線泵組合和出站油溫。
目標函數。管道系統單位時間內運行總能耗（kgce）最低。
S=SF+SE
當管線為不加熱輸送時，SF為零。
約束條件。①全線泵組合與管路的匹配約束。各泵站提供的有效揚程之和等於全線總摩阻損失與位差之和。②站間管段水力條件約束。③站間管段熱力條件約束。④泵站約束。⑤熱站約束。
（2）輸量分配模型
流量在輸油周期內波動相對頻繁，事先無法准確預知，同時該因素對熱能消耗和電能消耗有較大影響。
重點研究每月周期內，日輸量的波動規律。
月任務輸量分配方法如下：①平均流量法。月輸油任務平均分配到日，定流量穩態優化計算日能耗，日能耗累加得到月總輸油能耗，平均流量可能導致泵管匹配狀況不佳，平均流量可能導致泵效低，適用於滿負荷或流量穩定的管道。②頻率分配法。對於不滿負荷運行的原油管道，由於各種內外部條件限制，測算月份的管道日輸量可能是波動的，難以預先確定測算月份每天的日輸量。基於歷史數據，統計一個月內，日輸量/月輸量百分比的分布頻率。根據統計頻率，確定測算月份的日輸量分配。一般不同月份的日輸量波動情況有所不同，一般按月統計日輸量分布。③最優流量組合法。將月任務輸量平均分配到每一天，在其所對應的日輸量下運行有可能泵管匹配不好，例如節流比較大或者泵的運行效率比較低，因此該流量對應的能耗值比較大。擬定若干備選的流量，通過優化的方法確定最佳的流量搭配方案。④指定流量組合法。根據管道特點，指定幾個流量，確定每個流量的運行時間，在預測具體管道的月輸油能耗時，可以根據需要採用不同的輸量分配方法，調用不同的輸量分配方法將得到不同的能耗指標，將這些能耗指標構成的區間，作為最優能耗區間。
3.能耗測算軟體計算邏輯
正演算法的技術路線是利用現有模擬技術及管道模型研發「正演算法」能耗預測軟體（圖7-2）。經研究分析，「 正演算法」能耗預測軟體開發建議採用基於SPS等模擬技術進行二次開發的技術路線。
圖7-2 能耗測算軟體計算邏輯圖
預測模塊應實現根據月度、年度輸量計劃給定的輸量，自動生成開機輸送方案，並預測不同方案的能耗，對油氣管道能耗進行自動預測；要具備對燃料費、動力費用預測的功能。
預測模塊內部應包括「方案自動生成子模塊」、「 能耗指標折運算元模塊」、「 邏輯判斷子模塊」等三個功能子模塊。「方案自動生成子模塊」、「能耗指標折運算元模塊」、「邏輯判斷子模塊」等三個功能子模塊應通過通信協議與SPS模擬軟體聯動，實現自動預測能耗的邏輯過程。開發「方案自動生成子模塊」，將壓縮機機組、泵機組、加熱爐的開機方案，作為此子模塊的主要輸出信息，按照一定的演算法，自動生成若干開機方案。開發「能耗指標折運算元模塊」，將耗能量及能耗指標作為此子模塊的主要輸出信息。開發「邏輯判斷子模塊」，根據SPS模擬軟體輸出的管輸介質輸量、壓力、溫度以及耗能設備功率、轉速、負荷等數據，和「能耗指標折運算元模塊」輸出的耗能量及能耗指標，按照既定邏輯判斷是否需要繼續試，並給出優先挑選哪一類方案進行試算的指向性輸出信息。
正演算法所實現的能耗預測軟體是離線的，即不以實時的SCADA數據作為數據來源進行業務過程的修正。基於「正演算法」的能耗預測軟體，應以油氣管道離線水力、熱力模擬計算軟體為基礎進行開發。能耗預測模塊，應實現對天然氣管網、成品油管道、原油管道的能耗預測。
4.能耗測算算例
以某管道為例：該管道有5個泵站，每個泵站均只開啟1台泵。
第一步：通過用戶輸入界面，輸入管道輸送方案，即管道輸量及下游各分輸站分輸量或注入量。
第二步：得到開機方案的全集，暫時不考慮管道水力熱力條件，將5個泵站所有的排列組合全部進行羅列，如表7-1所示，假設每站開啟1台機，則本例則包括31種開機方式。這31種開機方式中，肯定包括若干個滿足用戶所輸入的分輸方案的開機方案，且肯定包括1個或幾個相對最優方案。接下來要對這些方案進行篩選。
表7-1 開機方案全集列表
第三步：對全集做初步篩選，篩選出若干個滿足用戶輸入的輸送方案的開機方案，篩選方法採用用戶根據經驗事先設定篩選條件及二分法等多種方法相結合的方式，軟體要提供開放的人工設定窗口，如設定液體管道首站必須啟泵，則全集方案中所有首站未啟泵的方案將被全部排除；或在設定某輸量台階必須至少開啟3個站，則全集方案中所有低於3站的方案也被排除；若某管道未經人為設定過，則直接採用二分法進行方案篩選。
假設本例已設定首站必須啟泵，則篩選過程如下：
1）按人為設定篩選條件優先的方式，篩選出所有首站未啟機的方案，經此步篩選過後，由31種開機組合方式減少為16種組合方式，如表7-2所示：
表7-2 第一次篩選後開機方案列表
2）採用二分法進行篩選，從中間的方案（序號為8的方案）開始計算。如果方案8可以滿足輸送要求，則排除開機方案1～7，保留開機方案8～16，如表7-3所示：
表7-3 第二次篩選後開機方案列表
3）再次利用二分法進行篩選，在剩餘的開機方案中，選擇中間的方案（9/2取整，即序號為5的方案）開始計算，如果開機方案5滿足輸送要求，則排除開機方案6～9，保留開機方案1～5，如表7-4所示：
表7-4 第三次篩選後開機方案列表
4）循環上述計算過程，當開機方案所剩達到足夠少時，依次帶入SPS模擬系統，進行模擬模擬，計算能耗。
第四步：針對得到的N種可行的開機方案，結合調度手冊的控制原則，生成Intran控制腳本文件或其他格式的文件。Intran文件的控制邏輯，應與控制中心的調度操作手冊的控制原則相吻合。例如：某台泵的入口壓力達到1MPa的時候，才可以開啟該台泵。以控制SPS模型進行模擬。
第五步：SPS進行模擬模擬。
第六步：通過能耗指標折算模塊，換算各種開機方案下的耗氣量、耗電量、耗油量、電單耗、氣單耗、油單耗、生產單耗、耗能數量比等能耗指標。
第七步：邏輯判斷子模塊根據SPS模擬軟體輸出的管輸介質輸量、壓力、溫度以及耗能設備功率、轉速、負荷等數據，和「能耗指標折運算元模塊」輸出的耗能量及能耗指標，按照既定邏輯判斷是否需要繼續試，並給出優先挑選哪一類方案進行試算的指向性輸出信息。
第八步：輸出N種開機方案的能耗和周轉量。
Ⅳ 能耗預測技術
能耗預測技術最重要的就是正演算法能耗預測技術的應用。正演算法的技術路線是利用現有模擬技術及管道模型研發「正演算法」能耗預測軟體。經研究分析，「 正演算法」能耗預測軟體開發，建議採用基於SPS等模擬技術進行二次開發的技術路線。
預測模塊應實現根據月度、年度輸量計劃給定的輸量，自動生成開機輸送方案，並預測不同方案的能耗，對油氣管道能耗進行自動預測；要具備對燃料費、動力費用預測的功能。預測模塊內部應包括「方案自動生成子模塊」、「能耗指標折運算元模塊」、「邏輯判斷子模塊」等3個功能子模塊。「方案自動生成子模塊」、「能耗指標折運算元模塊」、「邏輯判斷子模塊」等3個功能子模塊應通過通信協議與SPS模擬軟體聯動，實現自動預測能耗的邏輯過程。開發「方案自動生成子模塊」，將壓縮機機組、泵機組、加熱爐的開機方案，作為此子模塊的主要輸出信息，按照一定的演算法，自動生成若干開機方案。開發「能耗指標折運算元模塊」，將耗能量及能耗指標作為此子模塊的主要輸出信息。開發「邏輯判斷子模塊」，根據SPS模擬軟體輸出的管輸介質輸量、壓力、溫度，以及耗能設備功率、轉速、負荷等數據，和「能耗指標折運算元模塊」輸出的耗能量及能耗指標，按照既定邏輯判斷是否需要繼續試，並給出優先挑選哪一類方案進行試算的指向性輸出信息。
正演算法所實現的能耗預測軟體是離線的，即不以實時的SCADA數據作為數據來源進行業務過程的修正。基於「正演算法」的能耗預測軟體，應以油氣管道離線水力、熱力模擬計算軟體為基礎進行開發。能耗預測模塊，應實現對天然氣管網、成品油管道、原油管道的能耗預測。
正演算法預測是基於SPS模擬軟體進行二次開發而建立的能耗預測模塊。其主要特點：一是運行方案自動生成及初步優選；二是利用SPS對運行方案進行模擬，並將模擬結果轉化為能耗數據、燃料費、動力費等。
正演算法預測模塊的功能結構如圖11-3所示：
方案自動生成模塊，根據用戶輸入的管道參數、約束條件，進行方案自動生成並初步優選，形成方案庫，為後續進行模擬模擬提供輸入基礎。
根據管道設備情況，採用列舉法，即不考慮管道水力熱力條件，將管道所有可能的泵組合、壓縮機組合等進行列舉，形成開機方案的全集。
圖11-3 正演算法預測模塊結構圖
在輸量一定的情況下，可以通過計算公式計算出所有開機方案的泵（壓縮機）、加熱爐功率，得到各方案能夠提供的總壓頭和總功率。
在輸量一定的情況下，可以通過計算得到管道所需要消耗的總壓頭、總能耗的最低值，利用該值對方案全集內的方案進行對比判斷，從而獲得最接近能耗最低值的方案。
方案模擬模擬模塊是通過其中的控制模塊讀取開機方案模塊所生成方案集中的指定方案，包括關鍵設備的啟停狀態、流量控制值、溫度控制值等，並將其寫入SPS模型中對應的點，實現對SPS模擬模擬的控制。
邏輯判斷分為兩種：即可行性判斷，判斷方案是否有超壓、無法翻越最高點等情況，確定方案可行性；指向性判斷，判斷方案能耗高低，將指向性結果輸出到方案生成模塊。
能耗折算模塊是正演算法預測模塊中進行數值轉換的重要模塊，其將SPS輸出結果折算為生產單耗、耗油量、耗氣量、總能耗等能耗指標。
如圖11-4所示，原油管道方案生成採用如下流程：
1）管道情況描述。採用站場、管道、泵、加熱爐、油品5個數據類對這條管道進行表達描述。
2）輸入管道輸量、分輸量、注入量以及管道最低進站溫度等必要參數。
3）流量分配，根據輸量、分輸量及注入量對全線進行流量分配，確定各管段的流量。
4）管段溫降計算。採用蘇霍夫公式計算管道全線的溫度分布情況。
5）管段壓降計算。採用達西公式計算各管段在給定輸量條件下所需要消耗的壓頭。
6）通過3、4、5步迭代確定出管道所需消耗的最低能量。
7）根據管道壓頭損失情況，確定各個泵站所需要開啟泵的最低數量；根據管道設計承壓能力，確定各個泵站能夠開啟泵的最大數量。
8）依據各站開泵的最大、最小數量，進行全線的開泵情況組合，形成方案集，並對各方案的能耗進行計算排序。
9）將方案集中的方案與最低能耗進行對比分析，初步確定最優方案。
10）將最優方案寫入資料庫，SPS控制模塊取出資料庫中的方案，通過事先對好的點，將開機方案對應的指令寫入SPS模型中對應的設備，驅動SPS模型模擬方案所指工況。
11）邏輯判斷模塊讀取SPS計算結果，如果需要調整，則返回方案生成模塊進行調整（根據產生總壓頭與管道所需壓頭進行比較，確定是高還是低；然後將方案的節流量與剩餘壓頭之和同主泵單泵產生壓頭進行比較，確定是否具備增加、減少泵的條件）。
圖11-4 管道方案生成流程圖
12）如果不需要，則輸出方案到能耗折算模塊。
13）能耗折算模塊讀取SPS模擬數據，計算出該方案設定時間范圍內的總能耗和生產單耗，供使用人員參考。
14）對於任何一次完整的預測過程，系統都將自動將其存入資料庫，以備後期查詢；可按管道查詢歷史預測結果，其中包含用戶輸入的數據和計算的結果和開機方案。
下面再介紹一下天然氣管道方案生成數學模型。
首先設定目標函數。
天然氣管道系統方案生成模塊數學模型以最小能耗為目標，其數學表達式為：
油氣管道能效管理
式中：S為生產總能耗，kW;Nj為第j個壓縮機站的功率，kW;Nc為管網系統中壓縮機站總數。
基本約束條件分為進（分）氣量約束和進（分）氣壓力約束。
進（分）氣量約束：運營部門購買的天然氣只能在一定氣量范圍內變化。另外，各用戶根據自身需要對購氣量也有一定要求。即：
油氣管道能效管理
i=1,2，…，Nn。
式中：Qi為第i節點進（分）氣量，m3/d;Qimin為第i節點允許的最小進（分）氣量，m3/d;Qimax為第i節點允許的最大進（分）氣量，m3/d。
進（分）氣壓力約束：天然氣運營部門購買的天然氣的壓力應該限制在一定范圍內，同時，用戶根據自身需要對管網各分氣節點的壓力也有一定要求。因此，管道各進（分）氣點的壓力需滿足下式：
油氣管道能效管理
i=1,2，…，Nn。
式中：Pi為第i節點壓力，Pa;Pimin為第i節點允許的最小壓力，Pa;Pimax為第i節點允許的最大壓力，Pa。
管道強度約束：設天然氣管道系統中管道總數為Np，為了保障管道的安全運行，管道k中的天然氣壓力必須小於此管道的最大允許操作壓力，即：
油氣管道能效管理
k=1,2，…，Np。
式中：Pk為第k管道中天然氣的壓力，Pa;Pkmax為第k管道允許的最大壓力，Pa。
下面介紹管道壓力降方程。天然氣在管道中流動時會產生壓力損失，根據氣體在管道中流動的連續性方程和動量方程，得出氣體在管道內穩態流動應滿足的方程為
油氣管道能效管理
式中：M為通過管道的氣體流量，kg/s;PQ為管道起點壓力，Pa;Pz為管道終點壓力，Pa;T為氣體流動溫度平均值，K;L為管道長度，m;D為管徑，m；Δh為管道起始端與終端高程差，m;Z為氣體壓縮系數，按BWRS狀態方程計算；A為氣體摩阻系數。
管網節點流量平衡約束。在天然氣管道任意一節點處，根據質量守恆定律可知流入和流出該節點的天然氣質量應該為0。一般地，對於有N。個節點的天然氣管網系統，節點的天然氣流量平衡方程組可以寫為如下形式：
油氣管道能效管理
式中：Ci為與第i個節點相連元件集合；Mik為與第i個節點相連元件k流入（出）i節點流量的絕對值；Qi為i節點與外界交換的流量（流入為正，流出為負）；aik為系數，當k元件中流量流入i節點時為＋1，當k元件流量流出i節點時為－1。
壓縮機功率約束。天然氣管網系統中每個壓縮機站中壓縮機的個數和種類都不盡相同，因此，每個壓縮機（站）的功率（由於壓縮機的特性原因）被限制在了一定的范圍內。
油氣管道能效管理
j=1,2，…，Nc。
式中：Nj為第j個壓縮機（站）的功率，W;Njmin為第j個壓縮機（站）允許最小功率，W;Njmax為第j個壓縮機（站）允許最大功率，W。
壓縮機方程。當氣體經過壓縮機增壓時，應滿足方程（11-8）。往復壓縮機和離心式壓縮機的理論方程如下：
油氣管道能效管理
式中：N為壓縮機功率，W；ε為壓縮機壓比，P2/P1;k為壓縮機絕熱指數；P1為壓縮機入口壓力，Pa;P2為壓縮機出口壓力，Pa;V1為壓縮機入口處的體積流量，m3/s；ηp為壓縮機多變效率，當壓縮機為往復式壓縮機時，ηp＝1。
研究需要優化的運行方案變數，確定出天然氣管道系統方案生成數學模型的優化變數為：管道節點處的壓力和壓縮機（站）的功率。
油氣管道能效管理
i=1,2,3，…，Nn;j=1,2,3，…，Nn。
式中：Qi為第i節點流量，m3/d;Pi為第i節點壓力，Pa;Nj為第j壓縮機（站）功率，W。
採用動態規劃法對上述模型進行求解，其框圖如圖11-5所示：
圖11-5 方案生成流程
Ⅵ 急~~~ 空氣壓縮機耗電量怎麼計算
首先：1度電=1千瓦時，即1千瓦的電器使用1小時，正好是用了1度電。
假如是500瓦的電器，使用1小時的電量=500/1000x1=0.5度
依次類推。計算公式如下：
①W =UIt(其中W是用電量，U是額定電壓，I是額定電流，t是工作時間，適合於任何電路）
②W = P*t(其中W是用電量，P是額定功率，t是工作時間，額定功率在該設備銘牌上有註明) ※註：W單位是焦耳（通用單位是千瓦時，俗稱度，計算後要轉化，一千瓦時 = 一度 =3.6 乘以 10的6次方焦耳）U的單位是伏特，符號為V，I的單位是安培，符號為A，t 的國際組單位是秒，P的單位是瓦，符號為w,計算時單位一定要一致。
舉個例子 首先要看你的排氣量 每分鍾多大 大概是24立方 ，你算好每分鍾的氣壓再除以24就好了
132KW的空壓機其實是24立方/min1立方耗電量好算：132KW，如果按你所說是滿載運行，很少空車的話，那就按滿載算。132K那就是每小時耗電132千瓦時，每分鍾耗電量為132除60分鍾=2.2千瓦時；空壓機每分鍾排量為24立方，那麼每立方用電量就是：2.2除24=約0.092千瓦。
Ⅶ 求一個能用的壓縮機選型軟體，急求！！
不知道你想計算的是哪種壓縮機。一般情況下壓縮機選型，是針對系列化葉輪計算選型，另一種是單純計算2元葉輪型式壓縮機。當然這兩種都是針對離心壓縮機的。第一種計算軟體，依託資料庫，個人電腦基本不可能實現；第二種可以利用Excel表格計算，自己有時間可以編寫一個，不過很麻煩。基本上市面上是沒有免費的這類軟體。而且計算時需要設計者有一定經驗，畢竟過程中涉及很多次迭代，如果對最優效率沒有概念，則不知道計算結果是否合適。
Ⅷ 天然氣壓縮機壓縮因子
應該是綜合參數。進口/出口的溫度、壓力只能表達瞬間值。比如考慮壓縮機出口溫度和壓力時明顯的值要大得多。只能取進口/出口的近似平均值。
Ⅸ 能耗分析評價技術<sup>[]</sup>
油氣長輸管道能耗統計分析軟體，應結合國內管道運營、管理的實際需求，具有管道調控業務急需的各種能耗指標的計算、能耗分析、生成報表、支持查詢等基本功能。
根據油氣管道現場運行的實際情況，採集不同的能耗數據，其中，油氣管道站場主要能耗數據（天然氣管道壓氣站和儲氣庫的燃驅機組耗氣量、電驅機組耗電量；原油管道泵站、加熱站的泵機組耗電量、加熱系統耗油量、耗氣量；成品油管道泵站泵機組耗電量等）通過SCADA系統採集到控制中心；而輔助能耗數據（生活和生產輔助系統的耗氣、耗油和耗電量，分輸站、閥室的耗氣、耗電量，以及各級管理機關的耗能量；管道施工及維搶修的放空量、站場日常放空量、站場蒸汽用量、拔頭裝置耗油量等）仍通過電子報表管理系統以數據填報的方式採集到控制中心。此外，還需要採集管道的基本參數以及工藝運行參數來監控管道的運行以及計算各種能耗指標，例如管道的里程、管徑、壁厚、泵（加熱爐、壓縮機）站的進出站壓力和進出站溫度、泵（加熱爐、壓縮機）的進出口壓力和進出口溫度、管道輸量、各站場分輸量等。泵站進站壓力與泵進口壓力的差值可以用來監控站內摩阻隨時間的變化情況，而泵出口壓力和泵站出站壓力的差值可以用來監控泵站節流量的大小。全面地採集真實的能耗數據，可以為管道能耗的分析與評價奠定基礎，從而達到控制、降低運營成本的目的。
以上所有基礎數據要用資料庫進行統一管理，資料庫應具備數據組合及添加、刪除、更改功能。例如所有已建管道的基礎數據都要固化在資料庫中，但資料庫應具有開放式系統的特點，能夠根據管線、站場及機構的變化，隨時添加、刪除和更改數據。資料庫還應該具有有效性檢查的功能，根據設定的合理的數據取值范圍，剔除明顯不合理的數據。能對下級單位上報的報表數據進行初步審核，若經審核發現問題，則以審核未通過的形式回復（此時報表可以取回修改）；否則回復通過，此時各級報表不能再取回進行改動。
設計一套能夠全面反映能耗水平，並便於進行分析的能耗指標參數體系，以生產單耗、電單耗、氣單耗、油單耗、耗氣輸量比、耗油輸量比、耗能輸量比構成的基本參數體系為基礎。設計、增加更有利於能效分析的新指標，例如更能直觀體現能源效率的站場、管道及管網的能源效率、電能利用率、熱能利用率、能源轉化率等指標。
能夠根據SCADA系統自動採集數據和MIS填報的數據自動計算各能耗指標的值。例如計算不同管段管線和輸油氣站、分公司的周轉量，油、電、氣、生產綜合、企業綜合單耗等能耗指標；計算站內主要耗能設備的運行效率；計算站場及管道能源綜合利用效率；計算站節流量和節流損失等。
提出一套可操作性強的油氣管網能效分析、評價及節能潛力分析方法。應用能效分析方法，可對能耗變化原因、耗能敏感性參數和影響度做定性和定量的分析解釋；應用評價方法，可針對具體油氣管道，給出定性和部分定量針對能耗水平的客觀評價；應用節能潛力分析方法，可針對具體油氣管道，指出其節能潛力所在、潛力定量評估和具體挖潛方法。
能耗統計分析系統由系統硬體（統計分析伺服器、歷史伺服器和操作員工作站等）、軟體組成。控制中心的能耗數據統計分析系統具備與SCADA系統和MIS系統的通信功能，其中，SCADA系統需設置前置伺服器，為能耗數據統計分析系統和在線模擬等其他高級應用系統提供實時數據；MIS系統需設置數據介面，為能耗數據統計分析系統提供輔助能耗數據。能耗統計分析系統構成見圖5-1。其中SCADA系統前置伺服器和PPS系統數據介面由其他項目考慮，不在本項目范圍內。
圖表輸出功能主要有：
（1）指標縱向對比
能夠以設備、站、線、分公司及調度中心為單位進行不同要求的查詢，並能進行指標的縱向比較（同比和環比），繪制不同情況下的對比圖表。
例如查詢某分公司、某管線、某站、某台設備在某時或任意時間段的設備運行時間、各種能源消耗總量、輸量、周轉量、不同能源實物單耗和綜合能耗及效率的歷史趨勢曲線等。
分別以站、線為單位查詢運行參數（進站溫度、出站溫度、站溫升等，進出站壓力、節流損失等），並能作出其隨時間變化的曲線。
（2）根據需求自動生成報表
能夠生成控制中心所需要的各種形式的報表，例如輸油管道主要設備的能源消耗統計日報表、周報表、月報表及年度報表；輸氣管道主要設備能源消耗統計日報表、周報表、月報表及年度報表。
下面簡要介紹國內外能效分析軟體應用現狀（圖11-1、圖11-2）及發展趨勢。目前國內僅有部分油氣管道開始嘗試利用SPS、ESI等軟體的工況模擬功能分析、計算管道能耗。由於模擬起步較晚，模型精度不高，缺少配套分析軟體，搭建的模擬系統還遠不能達到准確計算、合理分析管道能耗的水平，不足以直觀全面地反映復雜管網的能耗水平，不便於開展進一步技術分析與指導節能挖潛工作。
圖11-1 加壓站能效分析示意圖
圖11-2 管網能效分析示意圖
歐美等發達國家已經成功地實現了管道運行能效分析的系統化與自動化，形成了多種能效分析軟體，這些軟體不但具有開放的數據介面，可以高效准確地採集歷史數據，而且嵌入了專家分析系統，把分析方法、分析經驗融入軟體，進一步提高了軟體的可靠性和實用性。
國際上較大的油氣管道公司已經利用先進的分析系統，實現了高效、直觀地剖析能源消耗特性，科學分析節能潛力，准確預測能耗變化趨勢。管道運行能效分析軟體為挖掘節能潛力可提供有力的技術支持。
當前，國際上主流油氣管道能效分析商品軟體有ESI公司的優化器軟體、GREEG公司的Flowdesk軟體和Adventica軟體。此外，某些油氣管道公司自行開發了運行能耗分析軟體，如英國煤氣公司（British Gas）的OTTO軟體。
近年來，國外在油氣管道運行能效分析技術方面的發展趨勢是，改進軟體的自學習功能，朝人工智慧方向發展；神經網路、基因型等數理方法的復合化；增加地理信息及其他應用軟體的交互介面，提高可視化功能，使軟體更具有易操作性；研究水力、熱力過渡過程的能效分析技術。
Ⅹ 天然氣壓縮機如何選型
如果你做設計的，就先學習選型軟體；如果你是用戶，就找做設計的；如果你還不知道該怎麼辦，那就找我吧