往复式压缩机是合成氨生产中的心脏设备,同时也是高能耗设备,占氨合成工段能耗的70%左右。本文从该类压缩机的热力计算和动力计算着手,开发节能优化软件,利用软测量技术,使合成氨生产中的主要技术经济指标更为直观;以安徽金禾实业有限公司合成氨厂MH-92/320-A氮氢气压缩机运行现状为例,单机耗电量可节约2.34%。同时还对往复式压缩机典型零部件进行有限元分析,为这些零部件的设计、改造提供科学依据,更能保证其安全运行。本文主要的研究内容和成果如下:(1)针对中、小型合成氨企业压缩车间现用的工艺流程和工艺参数,确定往复式压缩机热力计算、动力计算分析中的目标函数及设计变量,建立节能降耗的优化计算模型;用C++Builder6.0软件编制和开发了往复式压缩机节能优化分析程序。该程序能进行常规的热力及动力计算,通过优化模型的计算分析,得出节能降耗的最优方案。采用SQL Server软件设计数据库,建立具有数据方案保存、导入、删除、更名等功能的数据库管理模块,为优化程序计算数据服务。(2)由于目前往复式压缩机实际运行中不能直接测得可以直观反映节能效果的参数,本文利用软测量技术,把技术经济指标作为不可测主导变量,以常规仪表可显示的合成气体流量、压缩机的电压、电流等指标作为可测辅助变量,确立两者数学关系,建立供技术经济效益分析的软测量模型,并在节能优化软件总平台中开发出相应模块,使节能优化后的技术经济指标得以直接读取。(3)利用ANSYS有限元计算分析软件对压缩机典型的零部件气缸和曲轴进行有限元分析,实现了对其结构的整体和局部应力强度计算。另外在节能优化软件总平台中实现对ANSYS的直接调用,方便用户进行有限元计算分析。课题的研究是各有关学科知识的交叉应用,据此,建立了知识融合和技术创新的总平台,既可降低电耗,又能提高安全生产可靠性,将有实际的经济效益与社会意义。