大型活塞式压缩机是炼油化工生产过程中高耗能设备,科学合理的负荷调节手段是保证机组运行效率的重要前提。本课题结合炼油装置生产运行实际,针对加氢装置氢气压缩机组压缩气体大量富余、机组运行效率显著偏低的情况,旨在开发一种根据生产实际耗氢需要,而在压缩做功前调整气体流量的负荷调节技术,从而克服机组无用功耗大、运行能耗高的现状。本课题的主要研究内容包括以下方面:建立活塞式压缩机运动机构数学模型,分析曲轴旋转运动与活塞往复运动间的数学关系,研究活塞运动速度及位移的变化规律。分析活塞式压缩机级的循环过程,并推导膨胀、吸气、回流、压缩及排气等各工作过程方程,并利用循环过程曲线,近似计算级的实际排气流量。然后,研究吸气阀阀片被强制压开持续时间与实际排气流量间的对应关系,并结合机组运动机构的运动规律,探究排气流量与旋转运动间的对应关系。根据研究结论,设计气量调节控制方案及执行机构,并将控制系统与装置现有集散型控制系统(DCS)融合与衔接。课题设计完成后,对压缩机组原负荷调节系统进行了升级改造,经工业应用实践证实,该负荷调节系统通过延迟关闭吸气阀的措施,可以实现按实际需要气量压缩做功的目的,避免了大量无用功耗,达到了节能降耗的目的。