专利名称：用于优化一天然气压缩站的多个压缩机组的运行状况的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于优化一天然气压缩站的多个压缩机组的运行状况的方法。
这类天然气压缩站借助于一种所谓的压缩站自动化控制装置来控制或调节，该压缩站自动化控制装置的功能是，将由一调度中心预先规定的、用于该天然气压缩站的某些特征参数的额定值作为实际值来实现。作为这类额定值的可以是压缩站流通量(即流过所述天然气压缩站的天然气流量)、天然气压缩站的入口侧的吸气压力、天然气压缩站的出口侧的排气压力或天然气压缩站的出口侧的排气温度。
这类天然气压缩站的压缩机组的区别通常在于极其不同地设计的驱动机和不同的工作轮。天然气借助于这些工作轮被输送通过所述天然气压缩站。
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于优化一天然气压缩站的多个压缩机组的运行状况的方法，借助该方法以最佳的方式通过调整所述各压缩机组的特性曲线族自动使天然气压缩站的多个压缩机组相互协调工作，在此，所述各压缩机组的特性曲线族相互之间可以具有明显的差别。
上述技术问题按照本发明是这样来解决的，即，在所述天然气压缩站的第二个或另一压缩机组开始运行后，所述处于运行状态的压缩机组的转速与为每个压缩机组对应存储的特性曲线族数据成一固定转速比，接着，通过与所述转速成正比的流量调节机构来改变该固定转速比，直到所述天然气压缩站的泵保护阀关闭为止，接下来，将所述各压缩机组在其特性曲线族中的工作点尽可能地引导到其最大的效率曲线上，随后，在所述天然气压缩站的连续运行方式中，通过交替地调整或相互协调地改变所述各压缩机组的转速额定值，在监控所述天然气压缩站的燃料消耗量的情况下测出最优的转速额定值以及根据如此测得的最优转速额定值来调整所述被存储的固定转速比并且将其储存起来。
通过交替调整所述不同压缩机组的转速额定值，使所述各压缩机组的不同特性曲线族中的各个工作点达到其最佳位置，且由此使天然气压缩站所要求的压缩机功率只需最小的燃料消耗量。基于如此达到的最低燃料消耗量，减小了废气排放量以及由此减小了NOX和CO2的排放量。
上述用于减小天然气压缩站的燃料消耗量的过程控制比较有利地可在为所述天然气压缩站的运行所装入的自动化程序的基础上实现，因此不再需要单独的优化程序或别的程序模块。在考虑到使所述天然气压缩站的燃料消耗达到最小的情况下的最优化在按照本发明的方法中是通过相互协调地移动所述各个压缩机组的特性曲线来实现。
在本发明方法的一个有利的实施方式中，通过所述天然气压缩站的一压缩站调节器将用于所述各压缩机组的转速额定值输送到各压缩机组的各转速调节器上，其中，多个调整参数中的那个具有最小的正调整偏差的调整参数作为用于所述压缩站调节器的调整参数。
所述压缩站流通量或天然气压缩站的天然气流量、吸气压力、排气压力或排气温度都可以作为调整参数。
在考虑到使整个天然气压缩站有最小燃料消耗的情况下，比较有利地可借助于一个设置在所述压缩站调节器与所述各压缩机组的各转速调节器之间的优化计算机来实现所述天然气压缩站的各压缩机组的转速额定值的交替调整和相互协调的变化。
下面借助一实施方式对本发明予以详细说明，附图中
图1表示压缩机组的压缩机-特性曲线族；图2表示一用于控制天然气压缩站的PC-监视器的操作及观察面。
一个天然气压缩站具有大量的单个压缩机组，这些压缩机组至少部分具有不同的驱动机和不同的工作轮，其原因例如在于有的压缩机组要针对满足基本负荷运行要求来设计，而有的压缩机组要针对满足最大负荷运行要求来设计。
为了优化一天然气压缩站的多个压缩机组的运行状况，在该天然气压缩站的第二个或另一压缩机组成功启动后，该天然气压缩站的一个压缩站调节器将使该天然气压缩站的从现在起处于运行状态的压缩机组的转速与为每个压缩机组对应存储的特性曲线族数据成一固定转速比。
接着通过与所述各个的压缩机组转速成等百分比的流量调节机构来改变该固定转速比，直到所述天然气压缩站的泵保护阀关闭为止。通过关闭所述泵保护阀完成在天然气压缩站运行时的第一次燃料减少。同时通过关闭所述泵保护阀减少通过所述天然气压缩站来压缩或输送的天然气被加热的程度，由此更有利于在天然气压缩站中构成能量平衡。
当所述天然气压缩站的所有泵保护阀都关闭了，则将所述各个压缩机组在其特性曲线族中的工作点尽可能地引导到其最大的效率曲线上。
在所述天然气压缩站随后的连续运行方式中，通过交替地调整或相互协调地改变所述各个压缩机组的转速额定值，在监控所述天然气压缩站的燃料消耗量的情况下寻求用于所述各个压缩机组的转速额定值的最佳值。在测得这些关于所述各个压缩机组的转速额定值的最优值后，根据所测得的最优转速额定值调整前面提到的、关于所存储的特性曲线族数据的固定转速比并且随后将该调整后的固定转速比储存起来。
具有最小的正调整偏差的调整参数作为用于所述天然气压缩站的压缩站调节器的调整参数。在所述压缩站调节器的输出例提供所述用于各个压缩机组的转速额定值。将这些在压缩站调节器的输出侧提供的转速额定值转换成所述各压缩机组的实际转速可通过一些转速调节器来实现。这些转速调节器与所述各压缩机组的各控制单元相配置。
为了考虑到对于所述各压缩机组的不同设计，所述转速额定值在输送到各压缩机组的转速调节器之前，先通过一个连接在所述压缩站调节器与所述各转速调节器之间的一优化计算机来调整。
权利要求
1.一种用于优化一天然气压缩站的多个压缩机组的运行状况的方法，其中，在第二个或另一压缩机组开始运行后，所述处于运行状态的压缩机组的转速与为每个压缩机组对应存储的特性曲线族数据成一固定转速比，接着，借助一个与转速成正比的流量调节机构来改变该固定转速比，直到所述天然气压缩站的泵保护阀关闭为止，接下来，将所述各压缩机组在其特性曲线族中的工作点尽可能地引导到其最大的效率曲线上，随后，在所述天然气压缩站的连续运行方式中，通过交替地调整或相互协调地改变所述各压缩机组的转速额定值，在监控所述天然气压缩站的燃料消耗量的情况下测出最优的转速额定值以及根据如此测得的最优转速额定值来调整所述存储的固定转速比并且将其储存起来。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该方法的过程控制是在为所述天然气压缩站的运行所装入的自动化程序的基础上实现的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，通过一压缩站调节器将用于所述各压缩机组的转速额定值输送到各压缩机组的转速调节器上，其中，多个调整参数中的那个具有最小的正的调整偏差的调整参数作为用于所述压缩站调节器的调整参数。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述天然气压缩站的流通量或天然气流量、吸气压力、排气压力或排气温度都作为调整参数。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，所述天然气压缩站的各压缩机组的转速额定值的交替调整和相互协调的变化借助于一个设置在所述压缩站调节器与所述各压缩机组的转速调节器之间的优化计算机来实现。
全文摘要
本发明公开了一种用于优化天然气压缩站的多个压缩机组的运行状况的方法，其中，在第二个或另一压缩机组开始运行后，所述处于运行状态的压缩机组的转速与为每个压缩机组对应存储的特性曲线族数据成一固定转速比，接着，通过与所述转速成正比的流量调节机构来改变该固定转速比，直到所述天然气压缩站的泵保护阀关闭为止，接下来，将所述各压缩机组在其特性曲线族中的工作点尽可能地引导到其最大的效率曲线上，随后，在所述天然气压缩站的连续运行方式中，通过交替地调整或相互协调地改变所述各压缩机组的转速额定值并在监控所述天然气压缩站的燃料消耗量的情况下测出最优的转速额定值以及根据如此测得的最优转速额定值来相应地调整所述被存储的固定转速比并且将其储存起来。
文档编号F04D1/00GK1564912SQ02819674
公开日2005年1月12日 申请日期2002年10月11日 优先权日2001年10月16日
发明者迪特尔·劳 申请人:西门子公司