压缩机的校正转数的计算方法、压缩机的控制方法,以及执行这些方法的装置的制造方法

文档序号:9493418阅读:385来源:国知局
压缩机的校正转数的计算方法、压缩机的控制方法,以及执行这些方法的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压缩机的校正转数的计算方法、压缩机的控制方法,以及执行这些方法的装置。本发明依据2013年6月27日向日本提出申请的日本专利特愿2013-135167号,主张优先权,并将其内容引用在此作为参考。
【背景技术】
[0002]在压缩机的运转中,从保护压缩机和其周边机器等的观点来看,需要避开伴随压缩机内的压力变动或逆流而产生的、称作喘振的震动现象。
[0003]该喘振可通过将压缩机的实际压力控制成比临界压力比小来防止。该临界压力比是根据每个压缩机的校正转数而分别定。该校正转数是除了根据压缩机的实际转数N以夕卜,还根据吸入气体的比热比K、吸入气体的气体常数R、吸入气体的绝对温度T而定的值。因此,该校正转数对应吸入气体的温度或组成等而变化。即,若吸入气体的温度或组成等变化的话,随之校正转数会变化,其结果临界压力比也会变化。
[0004]在此,在以下的专利文献I中公开了一种检测吸入气体的温度,并求出相应于该温度的校正转数,从而确定相应于该校正转数的临界压力比的方法。另外,在该专利文献I中还公开了一种检测吸入气体的温度以及密度,并求出相应于这些温度以及密度的校正转数,从而确定相应于该校正转数的临界压力比的方法。进一步,在该专利文献I中还公开了在检测吸入气体的温度的同时,用气体层析仪检测吸入气体的组成,并求出相应于这些温度以及组成的校正转数,从而确定相应于该校正转数的临界压力比的方法等。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:国际公开第2012/132062号

【发明内容】

[0008]要解决的技术问题
[0009]上述专利文献I所记载的方法,在被吸入到压缩机内的吸入气体的状态,例如,温度或组成等变化的情况下,基本上有效。但是,上述专利文献I所记载的方法中,在求压缩机的校正转数时,存在检测吸入气体的温度或组成等需要花费比较长的时间,且不能完全对应骤变的温度变化或组成变化的问题。进一步,上述专利文献I所记载的方法中,因为是根据吸入气体的密度等来推定吸入气体的热比热K以及气体常数R,因此还存在不能准确的求出压缩机的校正转数的问题。
[0010]因此,本发明的目的在于提供一种,能够在短时间内求出正确的校正转数的校正转数计算方法、压缩机的控制方法,以及执行这些方法的装置。
[0011]技术方案
[0012]作为解决上述问题的本发明所涉及的一个方式的校正转数计算装置,具备:
[0013]接收部,其接收由转数测量仪检测出的压缩机的转数,以及由音速仪检测出的被吸入到所述压缩机内的气体即吸入气体的音速;校正转数运算部,其利用所述吸入气体的在基准状态下的基准比热比、由基准气体常数以及基准温度确定的基准状态量、所述接收部所接收的所述音速,以及,所述接收部所接收的所述转数,求出所述压缩机的校正转数。
[0014]作为确定校正转数的参数,可列举:吸入气体的基准状态量、吸入气体的实际状态量、压缩机的实际转数。在这些参数中,吸入气体的基准状态量为预先设定的固定值。另一方面,吸入气体的实际状态量会随着吸入气体的组成和温度变化而变化,同样压缩机的实际转数也会随着压缩机的运转形态的变化而变化。
[0015]在此,吸入气体的状态量是根据吸入气体的比热比、气体常数以及温度而设定的量,是该吸入气体的音速本身。因此,通过检测吸入气体的音速,能够获得吸入气体的实际状态量。
[0016]其中,该校正转数计算装置,再用来确定校正转数的参数当中,作为变化的参数之一的压缩机的转数由转数测量仪获得,剩余的作为变化的参数的吸入气体的状态量由音速仪获得。而且,该校正转数计算装置,利用预先设定的吸入气体的基准状态量、由转数测量仪检测出的转数、由音速仪检测出的音速(=状态量),来求校正转数。
[0017]因此,该校正转数计算装置,与根据吸入气体的温度等来推定吸入气体的实际状态量的情况相比,能够求出更加正确的校正转数。
[0018]另外,音速仪以及转数测量仪两者对检测对象的变化的应答延迟时间极短。因此,该校正转数计算装置,与用温度计或气体层析仪等来检测用来确定校正转数的一个参数,且基于该参数来求出校正转数相比,能够在极短的时间内求出校正转数。
[0019]在此,在所述校正转数计算装置中,也可具备所述转数测量仪以及所述音速仪。
[0020]在这种情况下,在所述校正转数计算装置中,所述音速仪可被安装在所述吸入气体流动的导管上,且具有在垂直于所述导管轴的方向上,相对向而配置的声波发射元件以及声波接收元件。而且,这里所说的导管是指,形成吸入气体流动的流路的构件,不仅包括截面为环状的钢管等导管,还包括将薄板形成为矩形的管道之类。
[0021]该校正转数计算装置中,音速仪的声波发射元件以及声波接收元件,在垂直于吸入气体流动的导管轴的方向上,相对向而配置。因此,该校正转数计算装置,可获得关于导管截面的各位置上的吸入气体的音速的平均值。另外,该校正转数计算装置,当吸入气体的组成发生了变化时,可获得导管的轴向,即导管中吸入气体的流动方向上的仅在特定位置上的吸入气体的音速。因此,该校正转数计算装置,与将声波发射元件以及声波接收元件在导管的轴向上相对向而配置情况相比,能够更准确地检测出伴随吸入气体的组成变化而产生的音速变化。
[0022]另外,在以上的任意一个所述校正转数计算装置中,可具备输出所述校正转数运算部求出的所述校正转数的输出部。
[0023]该校正转数计算装置,通过输出校正转数,能使压缩机的操作人员等认识压缩机的状态。
[0024]另外,作为用于解决上述问题的本发明的一个形态的压缩机的控制装置,其特征在于,
[0025]具备以上的任意一个所述校正转数计算装置,以及控制用来防止所述压缩机喘振的操作端的喘振控制部,其中,
[0026]所述接收部至少接收由压力计检测出的所述压缩机的吐出压力,所述喘振控制部利用预先设定的校正转数,以及所述压缩机的临界压力比或者相比所述临界压力比仅小预先设定的部分的压力比的临界前压力比之间的关系,确定相对于由所述校正转数计算装置求出的所述校正转数的临界压力比或者临界前压力比,且比较所述临界压力比或者所述临界前压力比和由所述接收部接收且根据所述吐出压力而定的所述压缩机的实际压力比,并根据比较结果控制所述操作端。
[0027]关于压缩机喘振的校正转数与临界压力比或者临界前压力比,具有一定的关系。因此,通过获得校正转数,能够获得该校正转数的临界压力比或者临界前压力比。
[0028]该控制装置具有所述校正转数计算装置,因此对于吸入气体的组成等变化,能够在极短的时间内获得正确的校正转数。因此,该压缩机的控制装置中,对于吸入气体的组成等变化,能够在极短的时间内获得正确的临界压力比或者临界前压力比。因此,该控制装置,对于吸入气体的组成等变化,能够在极短的时间内将正确的临界压力比或者临界前压力比和压缩机的实际压缩机进行比较。
[0029]从而,该控制装置,即使是在燃气的状态量发生变化,从而燃气压缩机发生喘振的可能性升高的情况下,也能够正确的把握该可能性,且能够在发生喘振之前,执行对应该喘振的控制处理。
[0030]在此,在所述压缩机的控制装置中,所述操作端可具有用来调节所述吸入气体的流量的吸入量调节器,且所述喘振控制部可根据所述比较结果,对所述吸入量调节器输出增加所述吸入气体的流量的指令。
[0031]另外,在以上的任意一个所述压缩机的控制装置中,所述操作端可具有再循环量调节器,其是用来调节从所述压缩机吐出的所述气体中,要送回至所述压缩机的吸入侧的所述气体的流量,所述喘振控制部可根据所述比较结果,对所述再循环量调节器输出增加返回到所述吸入侧的所述气体的流量的指令。
[0032]另外,在以上的任意一个所述压缩机的控制装置中,所述操作端可具有抽气量调节器,其是用来调节从所述压缩机抽出的所述气体的流量,所述喘振控制部可根据所述比较结果,对所述抽气量调节器输出增加要抽出的所述气体的流量的指令。
[0033]另外,在以上的任意一个所述压缩机的控制装置中,所述操作端可具有使所述压缩机停止的松开(trip)操作端,所述喘振控制部可根据所述比较结果,对所述松开操作端输出执行停止所述压缩机动作的指令。
[0034]另外,在以上的任意一个所述压缩机的控制装置中,所述喘振控制部可确定相对于由所述校正转数计算装置求出的所述校正转数的所述临界前压力比,若所述实际压力比变成所述临界前压力比以上的话,对所述操作端输出指令。
[0035]另外,在以上的任意一个所述压缩机的控制装置中,可具备:效率计算部,其利用预先设定的校正转数和压力比和所述压缩机效率之间的关系,根据由所述校正转数运算部求出的所述校正转数,以及由所述接收部接收且根据所述吐出压力而定的所述压缩机的实际压力比,计算所述压缩机的效率;以及,输出部,其输出由所述效率计算部计算的所述效率。
[0036]该控制装置中,通过比较从输出部输出的效率与压缩机的实际效率,能够认识压缩机性能的劣化程度。
[0037]另外,作为用于解决上述问题的本发明的一个形态的压缩设备,
[0038]其特征在于,具备以上的任意一个所述压缩机的控制装置、所述压缩机,以及所述操作端。
[0039]在此,在所述压缩设备中,所述压缩机可将由燃烧器燃烧的燃料气体作为所述气体而压缩。
[0040]另外,作为解决上述问题的本发明所涉及的一个方式的校正转计算方法,
[0041]其特征在于,执行以下工序:音速检测工序,其检测被吸入到所述压缩机内的气体即吸入气体的音速,以及,校正转数运算工序,其利用根据所述吸入气体的在基准状态下的基准比热比、基准气体常数以及基准温度而定的基准状态量,和在所述音速检测工序中检测出的所述音速,以及,在所述转数检测工序中检测出的所述转数,求出所述压缩机的校正转数。
[0042]另外,作为用于解决上述问题的本发明的一个形态的压缩机的控制方法,
[0043]其特征在于,在执行所述校正转数计算方法的同时,执行检测所述压缩机的吐出压力的吐出压力检测工序,以及,控制防止
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