一种确定压缩机动态机械效率的方法及装置的制造方法
一种确定压缩机动态机械效率的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气生产技术领域，尤其涉及一种确定压缩机动态机械效率的方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 由于油气田天然气生产的特性，天然气管网的压力和温度经常发生变化，使得压 缩机经常处于变工况的运行状态。当现场工况变化时需要进行变工况计算，进而对压缩机 的运行状态进行调整，以使压缩机可以达到最大功效，降低能耗。
[0003] 在对压缩机进行变工况计算中，机械效率是影响压缩机消耗功率的重要参数之 一。现有技术中，在工况发生变化后的轴功率换算时，通常是根据压缩机的传动方式、轴承、 轴端密封形式以及其它机械因素先选取压缩机的机械效率值，在该机械效率值的基础上对 轴功率进行换算。但该方式中得到的机械效率值只考虑了压缩机的机械损失而没有考虑流 动损失、内部泄露损失与轮阻损失等内部损失，使得轴功率的计算产生误差，并间接影响到 排气温度的计算。
[0004] 同时因为原始及运行资料有限，不同工况性能的计算中，在根据多变能头确定所 述压缩机的轴功率时，往往选取在压缩机设计条件下的压力和温度来计算机械效率，并以 此机械效率进行变工况轴功率的计算。而由于不同工况下压缩机的负荷不同，机械效率也 会有所差别，因此，这种在机械效率为定值的基础上进行变工况轴功率的计算也是不精确 的。
[0005] 因此，目前亟需一种压缩机动态机械效率的确定方法确定所述压缩机在不同工况 下的机械效率，使得变工况轴功率的计算更加精确，进而确保所述压缩机在工作时可以达 到最大功耗。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种确定压缩机动态机械效率的方法及 装置，用于解决现有技术中，在对所述压缩机进行变工况计算时，以机械效率为定值的基础 上进行变工况轴功率的计算，导致轴功率不精确的技术问题。
[0007] 本发明提供一种确定压缩机动态机械效率的方法，所述方法包括：
[0008] 根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比 ￡。、多变效率1^。。、轴功率凡；
[0009] 根据公式hp(X=(e。-1)抑3计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头hp。。；
[0010] 根据公S
:十算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。；
[0011] 根据公式7
卜算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。； N-N
[0012] 根据公式1 ^计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n 其 v c 中，所述C的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0013] 上述方案中，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第 三性能曲线；其中，
[0014] 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比e。之间的第一坐标关 系曲线；
[0015] 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率n p。。之间的第二坐 标关系曲线；
[0016] 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关 系曲线。
[0017] 上述方案中，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应 的压力比e。包括：
[0018] 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的 值。
[0019] 上述方案中，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应 的多变效率n p。。包括：
[0020] 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。 的值。
[0021] 上述方案中，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应 的轴功率N。包括：
[0022] 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0023] 本发明还提供了一种确定压缩机动态机械效率的装置，所述装置包括：
[0024] 第一确定模块，所述第一确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。；
[0025] 第二确定模块，所述第二确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。；
[0026] 第三确定模块，所述第三确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。；
[0027] 第一计算模块，所述第一计算模块用于根据公式- 1>7；计算所述压缩 机对应进气流量Q。下的多变能头h p。。；
[0028]第二计算模块，所述第二计算模块用于根据公式计算所述压缩机 对应进气流量Q。下的多变功率N p。。；
[0029] 第三计算模块，所述第三计算模块用于根据公式A% = ^计算所述压缩机对 Ipoc 应进气流量Q。下的总耗功率N t。。； N-N
[0030] 第四计算模块，所述第四计算模块用于根据公式…-c~计算所述压缩 机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述C的取值为自然数，所述m的取值为自然 数，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0031] 上述方案中，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第 三性能曲线；其中，
[0032] 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比e。之间的第一坐标关 系曲线；
[0033] 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率n p。。之间的第二坐 标关系曲线；
[0034] 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关 系曲线。
[0035] 上述方案中，所述第一确定模块具体用于：
[0036] 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的 值。
[0037] 上述方案中，所述第二确定模块具体用于：
[0038] 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。 的值。
[0039] 上述方案中，所述第三确定模块具体用于：
[0040] 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0041] 本发明提供了一种压缩机动态机械效率的确定方法及装置，所述方法包括：根 据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。、多变效 率n p。。、轴功率N。;根据公式hP(X= (e。-1)1?1；计算所述压缩机对应进气流量Q。下的 多变能头\。。;根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率 Np。。;根据公式
3十算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。;根据公式
$计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述c的取值为 自然数，所述m的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度；如此，可以利用所述压 缩机原始性能曲线中的数据，在不同的工况条件下确定不同的机械效率，使得所述压缩机 的机械效率由定值转变为动态值，减小所述压缩机变工况的轴功率的误差，进而确保可以 更加精确地对压缩机的运行状态进行调整，使所述压缩机达到最大功耗。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明实施例一提供的确定压缩机动态机械效率的方法流程示意图；
[0043]图2为本发明实施例二提供的确定压缩机动态机械效率的装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0044] 为了可以在不同的工况条件下确定不同的机械效率，使得所述压缩机的机械效率 由定值转变为动态值，减小所述压缩机变工况的轴功率的误差，使所述压缩机达到最大功 耗；本发明提供了一种确定压缩机动态机械效率的方法及装置，所述方法包括：根据所述 压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。、多变效率n p。。、轴 功率N。;根据公式1!_= (e。-1)1^计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头hp。。； 根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。;根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率Nt。。;根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述C的取值为自然数，所述m 的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0045] 下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0046] 实施例一
[0047] 本实施例提供一种确定压缩机动态机械效率的方法，如图1所示，所述方法包括 以下几个步骤：
[0048] 步骤110,根据所述压缩机的原始性能曲线 确定所述压缩机进气流量Q。下对应的 压力比e。、多变效率np。。、轴功率N。。
[0049] 本步骤中，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第三 性能曲线；其中，
[0050] 所述第一性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述压力比e。之间的第一坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，可以通过第一坐标关系 曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的所述压力比e。的值。
[0051] 所述第二性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述多变效率n p。。之间的第二坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，可以通过第二坐标 关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。的值。
[0052] 所述第三性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲线。当进气流量Q。已知时，可以通过第三坐标关系 曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0053] 这里，所述c的取值为自然数。
[0054] 当c的取值为1时，即可确定所述压缩机进气流量％下对应的第一压力比e :的 值，第一多变效率n _的值以及第一轴功率N i的值。同样地，当C的取值为2~n时，按照 同样的方法可分别确定出第二压缩机进气流量Q2下对应的第二压力比e 2以及第n压缩机 进气流量1下对应的第n压力比en;确定出第二压缩机进气流量Q2下对应的第二多变效 率％。2的值以及第n压缩机进气流量〇"下对应的第n多变效率n pm的值；确定出第二压 缩机进气流量Q2下对应的第二轴功率N 2的值以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n轴 功率Nn的值。
[0055] 步骤111，根据公式\。。= ( e。_1)抑3计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变 能头hp。。。
[0056] 本步骤中，当确定出所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的值后，根据公式 (1)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头h p。。。
[0057] hpoc=(eC-1)RTS (1)
[0058] 其中，所述R为气体常数，所述Ts为所述压缩机的进气温度。
[0059] 这里，比如c的取值为1时，即可根据公式（2)计算第一压缩机进气流量％下对 应的第一多变能头h p()1。
[0060] hpol= (e「1)RTS (2)
[0061] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量Q2下对应的第二多变能头h 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变能头h pm。 其中，n为自然数。
[0062] 步骤112,根据公￥
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功 率 Npoc。
[0063] 本步骤中，当根据公式（1)确定出所述压缩机进气流量Q。下对应的多变能头h p。。 的值后，根据公式（3)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。。
[0064]
(3)
[0065] 其中，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0066] 这里，比如c的取值为1时，可根据公式（4)计算第一进气流量％下的第一多变 功率
[0067]
(4)
[0068] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量Q2下对应的第二多变功率N 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变功率N pm。
[0069] 步骤113,根据公5
_计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率 Nt〇c〇
[0070] 本步骤中，当根据公式（3)计算出压缩机对应进气流量Q。下的多变功率N p。。后，可 根据公式（5)计算压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率Nt。。。
[0071]
(5)
[0072] 这里，比如c的取值为1时，可根据公式（6)计算第一进气流量％下的第一总耗 功率Nt。,。
[0073]
(6)
[0074] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量92下对应的第二总耗功率N to2;以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n总耗功率N ton。 L/1N丄VJ"±0汐d I I I j U/ O
[0075] 步骤114,根据公5
e计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效 率nm〇
[0076] 本步骤中，当根据公式（5)计算出压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。后，可 根据公式（7)计算出所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率nm。
[0077]
(7)
[0078] 这里，所述m为自然数，比如当c的取值为1时，可根据公式（8)计算第一进气流 量％下的第一机械效率ni。
[0079]
(8)
[0080] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量％下对应的第二机械效率n 2;以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n机械效率n n。
[0081] 这样，在不同的进气流量Q。下就有不同的机械效率n m，因此在工况变化导致多变 功率Np。。变化时，也可以得到随多变功率Np。。变化的机械效率n m，所述机械效率nm由定值 变为动态值，进而使得变工况轴功率的计算更加精确。
[0082] 本实施例提供的压缩机动态机械效率的确定方法，避免了传统的压缩机进行变工 况计算时，利用多变效率代替整机效率以及以定值机械效率作为不同工况下的机械效率所 导致的轴功率计算误差大的问题，进而不能精确地根据工况变化对压缩机性能进行调整， 使压缩机达到最大功耗。
[0083] 实施例二
[0084] 相应于实施例一，本实施例还提供了一种确定压缩机动态机械效率的装置，如图2 所示，所述装置包括：第一确定模块21、第二确定模块22、第三确定模块23、第一计算模块 24、第二计算模块25、第三计算模块26以及第四计算模块27;其中，
[0085] 所述第一确定模块21用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气 流量Q。下对应的压力比e。;所述第二确定模块22用于根据所述压缩机的原始性能曲线确 定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率np。。;所述第三确定模块23用于根据所述压 缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。.
[0086] 具体地，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第三性 能曲线；所述第一性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述压力比e。之间的第一坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，所述第一确定模块21 可以通过第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的所述压力比e。的值。
[0087] 所述第二性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述多变效率n p。。之间的第二坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，所述第二确定模块 22可以通过第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。的值。
[0088] 所述第三性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲线。当进气流量Q。已知时，所述第三确定模块23可 以通过第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0089] 这里，所述c的取值为自然数。
[0090] 当c的取值为1时，所述第一确定模块21即可确定所述压缩机进气流量％下对 应的第一压力比h的值。同样地，当c的取值为2~n时，所述第一确定模块21可分别 确定出第二压缩机进气流量Q 2下对应的第二压力比e 2以及第n压缩机进气流量(^下对 应的第n压力比en。
[0091] 同样，当c的取值为1时，所述第二确定模块22即可确定所述压缩机进气流量h 下对应的第一多变效率n _的值；当c的取值为2~n时，所述第二确定模块22可分别确 定出第二压缩机进气流量92下对应的第二多变效率n _的值以及第n压缩机进气流量Q n 下对应的第n多变效率npm的值。
[0092] 同样，当c的取值为1时，所述第三确定模块23即可确定所述压缩机进气流量h 下对应的第一轴功率K的值；当c的取值为2~n时，所述第三确定模块23可分别确定出 第二压缩机进气流量Q 2下对应的第二轴功率N 2的值以及第n压缩机进气流量Q "下对应的 第n轴功率Nn的值。
[0093] 这里，当第一确定模块21确定出所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的值 后，所述第一计算模块24用于根据公式（1)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能 hp0C;
[0094] hpoc=(ec-l) RTs ⑴
[0095] 其中，所述R为气体常数，所述Ts为所述压缩机的进气温度。
[0096] 这里，比如c的取值为1时，所述第一计算模块24即可根据公式（2)计算第一压 缩机进气流量％下对应的第一多变能头h p()1。
[0097] hpol= (e「1)RTS (2)
[0098] 同样地，当c的取值为2~n时，所述第一计算模块24可分别计算出第二压缩机 进气流量Q2下对应的第二多变能头h 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变能 头hpm。其中，n为自然数。
[0099] 进一步地，当所述第一计算模块24计算出所述压缩机进气流量Q。下对应的多变 能头h p。。的值后，第二计算模块25用于根据公式（3)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的 多变功率Np。。。
[0100]
(3)
[0101] 其中，所述p为所述进气流量Q。的密度。
[0102] 这里，比如C的取值为1时，第二计算模块25可根据公式（4)计算第一进气流量 Qi下的第一多变功率NP()1。
[0103]
(4)
[0104] 同样地，当C的取值为2~n时，第二计算模块25可分别计算出第二压缩机进气流 量Q2下对应的第二多变功率N 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变功率N pm。
[0105] 当所述第二计算模块25计算出所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。后， 所述第三计算模块26用于根据公式（5)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率 N t〇c；
[0106]
(5)
[0107] 这里，比如c的取值为1时，所述第三计算模块26可根据公式（6)计算第一进气 流量％下的第一总耗功率N t()1。
[0108]
(6)
[0109] 同样地，当C的取值为2~n时，所述第三计算模块26可分别计算出第二压缩机 进气流量92下对应的第二总耗功率Nt()2;以及第n压缩机进气流量Qn下对应的第n总耗功 率Ntm。
[0110] 当所述第三计算模块26所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率Nt。。后；所述 第四计算模块27用于根据公式（7)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率nm;
[0111]
(7)
[0112] 这里，所述m的取值为自然数，比如c的取值为1时，所述第四计算模块27可根据 公式（8)计算第一进气流量Qi下的第一机械效率ni。
[0113]
(8)
[0114] 同样地，当C的取值为2~n时，所述第四计算模块27可分别计算出第二压缩机 进气流量％下对应的第二机械效率n 2;以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n机械效 率nn〇
[0115] 这样，在不同的进气流量Q。下就可计算出不同的机械效率nm，因此在工况变化导 致多变功率Np。。变化时，也可以得到随多变功率Np。。变化的机械效率nm，所述机械效率nm 由定值变为动态值，进而使得变工况轴功率的计算更加精确。
[0116] 实际应用时，所述第一确定模块21、第二确定模块22、第三确定模块23、第一 计算模块24、第二计算模块25、第三计算模块26以及第四计算模块27可由该装置中的 中央处理器（CPU，Central Processing Unit)、数字信号处理器（DSP，Digtal Signal Processor)、可编程逻辑阵列（FPGA，Field Programmable Gate Array)实现。
[0117] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种确定压缩机动态机械效率的方法，其特征在于，所述方法包括： 根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。、多 变效率η ρ。。、轴功率Ν。； 根据公式hp。。= ( ε。-1)抑3计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头h ρ。。； 根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率N ρ。。； 根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。； 根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所 述C的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能 曲线，第二性能曲线及第三性能曲线；其中， 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比ε。之间的第一坐标关系曲 线； 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率η ρ。。之间的第二坐标关 系曲线； 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲 线。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。包括： 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。的值。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。包括： 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。的值。5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。包括： 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。6. -种确定压缩机动态机械效率的装置，其特征在于，所述装置包括： 第一确定模块，所述第一确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩 机进气流量Q。下对应的压力比ε。； 第二确定模块，所述第二确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩 机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。； 第三确定模块，所述第三确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩 机进气流量Q。下对应的轴功率N。； 第一计算模块，所述第一计算模块用于根据公式hp。。= ( ε ^DRTs计算所述压缩机对应 进气流量Q。下的多变能头h ρ。。； 第二计算模块，所述第二计算模块用于根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率N p。。； 第三计算模块，所述第三计算模块用于根据公式 计算所述压缩机对应进 气流量Q。下的总耗功率N t。。； 第四计算模块，所述第四计算模块用于根据公式计算所述压缩机对应 进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述c的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述 P为所述进气流量Q。的密度。7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能 曲线，第二性能曲线及第三性能曲线；其中， 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比ε。之间的第一坐标关系曲 线； 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率η ρ。。之间的第二坐标关 系曲线； 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲 线。8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于： 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。的值。9. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块具体用于： 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。的值。10. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块具体用于： 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
【专利摘要】本发明提供一种确定压缩机动态机械效率的方法及装置，所述方法包括：根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Qc下对应的压力比εc、多变效率ηpoc、轴功率Nc；根据公式hpoc＝(εc-1)RTs计算所述压缩机对应进气流量Qc下的多变能头hpoc；根据公式计算所述压缩机对应进气流量Qc下的多变功率Npoc；根据公式计算所述压缩机对应进气流量Qc下的总耗功率Ntoc；根据公式计算所述压缩机对应进气流量Qc下的机械效率ηm；其中，所述c的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述ρ为所述进气流量Qc的密度；如此，可以使得所述压缩机的机械效率由定值转变为动态值，减小所述压缩机变工况的轴功率的误差，进而确保可以更加精确地对压缩机的运行状态进行调整，使所述压缩机达到最大功耗。
【IPC分类】F04B51/00
【公开号】CN104895777
【申请号】CN201510236528
【发明人】李国栋, 郭长滨, 鹿钦鹤, 孙超
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气生产技术领域，尤其涉及一种确定压缩机动态机械效率的方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 由于油气田天然气生产的特性，天然气管网的压力和温度经常发生变化，使得压 缩机经常处于变工况的运行状态。当现场工况变化时需要进行变工况计算，进而对压缩机 的运行状态进行调整，以使压缩机可以达到最大功效，降低能耗。
[0003] 在对压缩机进行变工况计算中，机械效率是影响压缩机消耗功率的重要参数之 一。现有技术中，在工况发生变化后的轴功率换算时，通常是根据压缩机的传动方式、轴承、 轴端密封形式以及其它机械因素先选取压缩机的机械效率值，在该机械效率值的基础上对 轴功率进行换算。但该方式中得到的机械效率值只考虑了压缩机的机械损失而没有考虑流 动损失、内部泄露损失与轮阻损失等内部损失，使得轴功率的计算产生误差，并间接影响到 排气温度的计算。
[0004] 同时因为原始及运行资料有限，不同工况性能的计算中，在根据多变能头确定所 述压缩机的轴功率时，往往选取在压缩机设计条件下的压力和温度来计算机械效率，并以 此机械效率进行变工况轴功率的计算。而由于不同工况下压缩机的负荷不同，机械效率也 会有所差别，因此，这种在机械效率为定值的基础上进行变工况轴功率的计算也是不精确 的。
[0005] 因此，目前亟需一种压缩机动态机械效率的确定方法确定所述压缩机在不同工况 下的机械效率，使得变工况轴功率的计算更加精确，进而确保所述压缩机在工作时可以达 到最大功耗。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种确定压缩机动态机械效率的方法及 装置，用于解决现有技术中，在对所述压缩机进行变工况计算时，以机械效率为定值的基础 上进行变工况轴功率的计算，导致轴功率不精确的技术问题。
[0007] 本发明提供一种确定压缩机动态机械效率的方法，所述方法包括：
[0008] 根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比 ￡。、多变效率1^。。、轴功率凡；
[0009] 根据公式hp(X=(e。-1)抑3计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头hp。。；
[0010] 根据公S
:十算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。；
[0011] 根据公式7
卜算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。； N-N
[0012] 根据公式1 ^计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n 其 v c 中，所述C的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0013] 上述方案中，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第 三性能曲线；其中，
[0014] 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比e。之间的第一坐标关 系曲线；
[0015] 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率n p。。之间的第二坐 标关系曲线；
[0016] 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关 系曲线。
[0017] 上述方案中，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应 的压力比e。包括：
[0018] 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的 值。
[0019] 上述方案中，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应 的多变效率n p。。包括：
[0020] 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。 的值。
[0021] 上述方案中，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应 的轴功率N。包括：
[0022] 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0023] 本发明还提供了一种确定压缩机动态机械效率的装置，所述装置包括：
[0024] 第一确定模块，所述第一确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。；
[0025] 第二确定模块，所述第二确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。；
[0026] 第三确定模块，所述第三确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。；
[0027] 第一计算模块，所述第一计算模块用于根据公式- 1>7；计算所述压缩 机对应进气流量Q。下的多变能头h p。。；
[0028]第二计算模块，所述第二计算模块用于根据公式计算所述压缩机 对应进气流量Q。下的多变功率N p。。；
[0029] 第三计算模块，所述第三计算模块用于根据公式A% = ^计算所述压缩机对 Ipoc 应进气流量Q。下的总耗功率N t。。； N-N
[0030] 第四计算模块，所述第四计算模块用于根据公式…-c~计算所述压缩 机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述C的取值为自然数，所述m的取值为自然 数，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0031] 上述方案中，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第 三性能曲线；其中，
[0032] 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比e。之间的第一坐标关 系曲线；
[0033] 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率n p。。之间的第二坐 标关系曲线；
[0034] 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关 系曲线。
[0035] 上述方案中，所述第一确定模块具体用于：
[0036] 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的 值。
[0037] 上述方案中，所述第二确定模块具体用于：
[0038] 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。 的值。
[0039] 上述方案中，所述第三确定模块具体用于：
[0040] 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0041] 本发明提供了一种压缩机动态机械效率的确定方法及装置，所述方法包括：根 据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。、多变效 率n p。。、轴功率N。;根据公式hP(X= (e。-1)1?1；计算所述压缩机对应进气流量Q。下的 多变能头\。。;根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率 Np。。;根据公式
3十算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。;根据公式
$计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述c的取值为 自然数，所述m的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度；如此，可以利用所述压 缩机原始性能曲线中的数据，在不同的工况条件下确定不同的机械效率，使得所述压缩机 的机械效率由定值转变为动态值，减小所述压缩机变工况的轴功率的误差，进而确保可以 更加精确地对压缩机的运行状态进行调整，使所述压缩机达到最大功耗。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明实施例一提供的确定压缩机动态机械效率的方法流程示意图；
[0043]图2为本发明实施例二提供的确定压缩机动态机械效率的装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0044] 为了可以在不同的工况条件下确定不同的机械效率，使得所述压缩机的机械效率 由定值转变为动态值，减小所述压缩机变工况的轴功率的误差，使所述压缩机达到最大功 耗；本发明提供了一种确定压缩机动态机械效率的方法及装置，所述方法包括：根据所述 压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。、多变效率n p。。、轴 功率N。;根据公式1!_= (e。-1)1^计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头hp。。； 根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。;根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率Nt。。;根据公式
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述C的取值为自然数，所述m 的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0045] 下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0046] 实施例一
[0047] 本实施例提供一种确定压缩机动态机械效率的方法，如图1所示，所述方法包括 以下几个步骤：
[0048] 步骤110,根据所述压缩机的原始性能曲线 确定所述压缩机进气流量Q。下对应的 压力比e。、多变效率np。。、轴功率N。。
[0049] 本步骤中，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第三 性能曲线；其中，
[0050] 所述第一性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述压力比e。之间的第一坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，可以通过第一坐标关系 曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的所述压力比e。的值。
[0051] 所述第二性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述多变效率n p。。之间的第二坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，可以通过第二坐标 关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。的值。
[0052] 所述第三性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲线。当进气流量Q。已知时，可以通过第三坐标关系 曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0053] 这里，所述c的取值为自然数。
[0054] 当c的取值为1时，即可确定所述压缩机进气流量％下对应的第一压力比e :的 值，第一多变效率n _的值以及第一轴功率N i的值。同样地，当C的取值为2~n时，按照 同样的方法可分别确定出第二压缩机进气流量Q2下对应的第二压力比e 2以及第n压缩机 进气流量1下对应的第n压力比en;确定出第二压缩机进气流量Q2下对应的第二多变效 率％。2的值以及第n压缩机进气流量〇"下对应的第n多变效率n pm的值；确定出第二压 缩机进气流量Q2下对应的第二轴功率N 2的值以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n轴 功率Nn的值。
[0055] 步骤111，根据公式\。。= ( e。_1)抑3计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变 能头hp。。。
[0056] 本步骤中，当确定出所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的值后，根据公式 (1)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头h p。。。
[0057] hpoc=(eC-1)RTS (1)
[0058] 其中，所述R为气体常数，所述Ts为所述压缩机的进气温度。
[0059] 这里，比如c的取值为1时，即可根据公式（2)计算第一压缩机进气流量％下对 应的第一多变能头h p()1。
[0060] hpol= (e「1)RTS (2)
[0061] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量Q2下对应的第二多变能头h 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变能头h pm。 其中，n为自然数。
[0062] 步骤112,根据公￥
计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功 率 Npoc。
[0063] 本步骤中，当根据公式（1)确定出所述压缩机进气流量Q。下对应的多变能头h p。。 的值后，根据公式（3)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。。
[0064]
(3)
[0065] 其中，所述P为所述进气流量Q。的密度。
[0066] 这里，比如c的取值为1时，可根据公式（4)计算第一进气流量％下的第一多变 功率
[0067]
(4)
[0068] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量Q2下对应的第二多变功率N 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变功率N pm。
[0069] 步骤113,根据公5
_计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率 Nt〇c〇
[0070] 本步骤中，当根据公式（3)计算出压缩机对应进气流量Q。下的多变功率N p。。后，可 根据公式（5)计算压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率Nt。。。
[0071]
(5)
[0072] 这里，比如c的取值为1时，可根据公式（6)计算第一进气流量％下的第一总耗 功率Nt。,。
[0073]
(6)
[0074] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量92下对应的第二总耗功率N to2;以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n总耗功率N ton。 L/1N丄VJ"±0汐d I I I j U/ O
[0075] 步骤114,根据公5
e计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效 率nm〇
[0076] 本步骤中，当根据公式（5)计算出压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。后，可 根据公式（7)计算出所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率nm。
[0077]
(7)
[0078] 这里，所述m为自然数，比如当c的取值为1时，可根据公式（8)计算第一进气流 量％下的第一机械效率ni。
[0079]
(8)
[0080] 同样地，当c的取值为2~n时，按照同样的方法可分别计算出第二压缩机进气流 量％下对应的第二机械效率n 2;以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n机械效率n n。
[0081] 这样，在不同的进气流量Q。下就有不同的机械效率n m，因此在工况变化导致多变 功率Np。。变化时，也可以得到随多变功率Np。。变化的机械效率n m，所述机械效率nm由定值 变为动态值，进而使得变工况轴功率的计算更加精确。
[0082] 本实施例提供的压缩机动态机械效率的确定方法，避免了传统的压缩机进行变工 况计算时，利用多变效率代替整机效率以及以定值机械效率作为不同工况下的机械效率所 导致的轴功率计算误差大的问题，进而不能精确地根据工况变化对压缩机性能进行调整， 使压缩机达到最大功耗。
[0083] 实施例二
[0084] 相应于实施例一，本实施例还提供了一种确定压缩机动态机械效率的装置，如图2 所示，所述装置包括：第一确定模块21、第二确定模块22、第三确定模块23、第一计算模块 24、第二计算模块25、第三计算模块26以及第四计算模块27;其中，
[0085] 所述第一确定模块21用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气 流量Q。下对应的压力比e。;所述第二确定模块22用于根据所述压缩机的原始性能曲线确 定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率np。。;所述第三确定模块23用于根据所述压 缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。.
[0086] 具体地，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能曲线，第二性能曲线及第三性 能曲线；所述第一性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述压力比e。之间的第一坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，所述第一确定模块21 可以通过第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的所述压力比e。的值。
[0087] 所述第二性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述多变效率n p。。之间的第二坐标关系曲线；当进气流量Q。已知时，所述第二确定模块 22可以通过第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率n p。。的值。
[0088] 所述第三性能曲线为在进气状态一定、转速不变的情况下所述压缩机进气流量Q。 与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲线。当进气流量Q。已知时，所述第三确定模块23可 以通过第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
[0089] 这里，所述c的取值为自然数。
[0090] 当c的取值为1时，所述第一确定模块21即可确定所述压缩机进气流量％下对 应的第一压力比h的值。同样地，当c的取值为2~n时，所述第一确定模块21可分别 确定出第二压缩机进气流量Q 2下对应的第二压力比e 2以及第n压缩机进气流量(^下对 应的第n压力比en。
[0091] 同样，当c的取值为1时，所述第二确定模块22即可确定所述压缩机进气流量h 下对应的第一多变效率n _的值；当c的取值为2~n时，所述第二确定模块22可分别确 定出第二压缩机进气流量92下对应的第二多变效率n _的值以及第n压缩机进气流量Q n 下对应的第n多变效率npm的值。
[0092] 同样，当c的取值为1时，所述第三确定模块23即可确定所述压缩机进气流量h 下对应的第一轴功率K的值；当c的取值为2~n时，所述第三确定模块23可分别确定出 第二压缩机进气流量Q 2下对应的第二轴功率N 2的值以及第n压缩机进气流量Q "下对应的 第n轴功率Nn的值。
[0093] 这里，当第一确定模块21确定出所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比e。的值 后，所述第一计算模块24用于根据公式（1)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能 hp0C;
[0094] hpoc=(ec-l) RTs ⑴
[0095] 其中，所述R为气体常数，所述Ts为所述压缩机的进气温度。
[0096] 这里，比如c的取值为1时，所述第一计算模块24即可根据公式（2)计算第一压 缩机进气流量％下对应的第一多变能头h p()1。
[0097] hpol= (e「1)RTS (2)
[0098] 同样地，当c的取值为2~n时，所述第一计算模块24可分别计算出第二压缩机 进气流量Q2下对应的第二多变能头h 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变能 头hpm。其中，n为自然数。
[0099] 进一步地，当所述第一计算模块24计算出所述压缩机进气流量Q。下对应的多变 能头h p。。的值后，第二计算模块25用于根据公式（3)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的 多变功率Np。。。
[0100]
(3)
[0101] 其中，所述p为所述进气流量Q。的密度。
[0102] 这里，比如C的取值为1时，第二计算模块25可根据公式（4)计算第一进气流量 Qi下的第一多变功率NP()1。
[0103]
(4)
[0104] 同样地，当C的取值为2~n时，第二计算模块25可分别计算出第二压缩机进气流 量Q2下对应的第二多变功率N 以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n多变功率N pm。
[0105] 当所述第二计算模块25计算出所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率Np。。后， 所述第三计算模块26用于根据公式（5)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率 N t〇c；
[0106]
(5)
[0107] 这里，比如c的取值为1时，所述第三计算模块26可根据公式（6)计算第一进气 流量％下的第一总耗功率N t()1。
[0108]
(6)
[0109] 同样地，当C的取值为2~n时，所述第三计算模块26可分别计算出第二压缩机 进气流量92下对应的第二总耗功率Nt()2;以及第n压缩机进气流量Qn下对应的第n总耗功 率Ntm。
[0110] 当所述第三计算模块26所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率Nt。。后；所述 第四计算模块27用于根据公式（7)计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率nm;
[0111]
(7)
[0112] 这里，所述m的取值为自然数，比如c的取值为1时，所述第四计算模块27可根据 公式（8)计算第一进气流量Qi下的第一机械效率ni。
[0113]
(8)
[0114] 同样地，当C的取值为2~n时，所述第四计算模块27可分别计算出第二压缩机 进气流量％下对应的第二机械效率n 2;以及第n压缩机进气流量Q n下对应的第n机械效 率nn〇
[0115] 这样，在不同的进气流量Q。下就可计算出不同的机械效率nm，因此在工况变化导 致多变功率Np。。变化时，也可以得到随多变功率Np。。变化的机械效率nm，所述机械效率nm 由定值变为动态值，进而使得变工况轴功率的计算更加精确。
[0116] 实际应用时，所述第一确定模块21、第二确定模块22、第三确定模块23、第一 计算模块24、第二计算模块25、第三计算模块26以及第四计算模块27可由该装置中的 中央处理器（CPU，Central Processing Unit)、数字信号处理器（DSP，Digtal Signal Processor)、可编程逻辑阵列（FPGA，Field Programmable Gate Array)实现。
[0117] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种确定压缩机动态机械效率的方法，其特征在于，所述方法包括： 根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。、多 变效率η ρ。。、轴功率Ν。； 根据公式hp。。= ( ε。-1)抑3计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变能头h ρ。。； 根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率N ρ。。； 根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的总耗功率N t。。； 根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所 述C的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述P为所述进气流量Q。的密度。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能 曲线，第二性能曲线及第三性能曲线；其中， 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比ε。之间的第一坐标关系曲 线； 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率η ρ。。之间的第二坐标关 系曲线； 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲 线。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。包括： 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。的值。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。包括： 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。的值。5. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述 压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。包括： 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。6. -种确定压缩机动态机械效率的装置，其特征在于，所述装置包括： 第一确定模块，所述第一确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩 机进气流量Q。下对应的压力比ε。； 第二确定模块，所述第二确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩 机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。； 第三确定模块，所述第三确定模块用于根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩 机进气流量Q。下对应的轴功率N。； 第一计算模块，所述第一计算模块用于根据公式hp。。= ( ε ^DRTs计算所述压缩机对应 进气流量Q。下的多变能头h ρ。。； 第二计算模块，所述第二计算模块用于根据公式计算所述压缩机对应进气流量Q。下的多变功率N p。。； 第三计算模块，所述第三计算模块用于根据公式 计算所述压缩机对应进 气流量Q。下的总耗功率N t。。； 第四计算模块，所述第四计算模块用于根据公式计算所述压缩机对应 进气流量Q。下的机械效率n m;其中，所述c的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述 P为所述进气流量Q。的密度。7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述压缩机的原始性能曲线包括：第一性能 曲线，第二性能曲线及第三性能曲线；其中， 所述第一性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述压力比ε。之间的第一坐标关系曲 线； 所述第二性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述多变效率η ρ。。之间的第二坐标关 系曲线； 所述第三性能曲线为所述压缩机进气流量Q。与所述轴功率N。之间的第三坐标关系曲 线。8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于： 根据所述第一坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的压力比ε。的值。9. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块具体用于： 根据所述第二坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的多变效率η ρ。。的值。10. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块具体用于： 根据所述第三坐标关系曲线确定所述压缩机进气流量Q。下对应的轴功率N。的值。
【专利摘要】本发明提供一种确定压缩机动态机械效率的方法及装置，所述方法包括：根据所述压缩机的原始性能曲线确定所述压缩机进气流量Qc下对应的压力比εc、多变效率ηpoc、轴功率Nc；根据公式hpoc＝(εc-1)RTs计算所述压缩机对应进气流量Qc下的多变能头hpoc；根据公式计算所述压缩机对应进气流量Qc下的多变功率Npoc；根据公式计算所述压缩机对应进气流量Qc下的总耗功率Ntoc；根据公式计算所述压缩机对应进气流量Qc下的机械效率ηm；其中，所述c的取值为自然数，所述m的取值为自然数，所述ρ为所述进气流量Qc的密度；如此，可以使得所述压缩机的机械效率由定值转变为动态值，减小所述压缩机变工况的轴功率的误差，进而确保可以更加精确地对压缩机的运行状态进行调整，使所述压缩机达到最大功耗。
【IPC分类】F04B51/00
【公开号】CN104895777
【申请号】CN201510236528
【发明人】李国栋, 郭长滨, 鹿钦鹤, 孙超
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月11日
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