专利名称：用于检测压缩机中的喘振和重设喘振裕度的装置和方法
技术领域：
本文公开的主题的实施例总体上涉及在基于排气压力的变化中的模式识别检测出发生喘振事件之后重设喘振裕度的方法和装置。
背景技术：
离心压缩机是一类径向流动的耗功(work-absorbing)涡轮机械。在离心压缩机中，通过经由压缩机的转子或叶轮的旋转对连续的流体流增加动能/速度而升高压力。离心压缩机频繁用于天然气的管道输送以使来自生产地的气体移动至消费者，用于精炼厂、 制冷系统、燃气涡轮机等。离心压缩机的操作可能受喘振的发生影响。经过压缩机的流体流的压力从在压缩机的输入处的喘振压力升高到在压缩机的输出处的排放压力。喘振现象发生在压缩机不能增加足够的能量以克服系统阻力时，这导致流量和排放压力迅速下降。喘振可伴有高振动、 升温和轴向推力的迅速改变。这些效应可能损坏压缩机。包括压缩机的大部分系统设计成承受偶尔的喘振。然而，反复和长时间持续的喘振可能导致灾难性的故障。在喘振事件期间的系统操作是不稳定的。因此，工程师通过调节输入压缩机和从压缩机排放的流体的压力的比值(rate)、流体流量或可以控制的其它参数来设法远离压缩机的稳定极限操作压缩机。喘振裕度提供了压缩机的操作状态与喘振状态的接近程度的衡量。可使用各种参数来评价喘振裕度。例如，喘振裕度可为工程师认为安全(即，预计不会发生喘振)的进入压缩机的流体流量输入与可能发生喘振所处的喘振流体流量的比值，除流体流量以外所有其它操作条件(例如，喘振压力和排放压力的比值)都相同。图1示出了包括膨胀机10和压缩机20的常规系统1的图。常规系统1包括提供从压缩机20的输出32到压缩机20的输入34的流路的防喘振流动再循环回路30。喘振检测装置40和防喘振阀50沿着防喘振流动再循环回路30定位。防喘振流动再循环回路30 也可包括气体冷却器60和流动元件70。取决于防喘振阀50的操作状态，可从压缩机20的输出32到压缩机20的输入34 回收气流。当检测装置检测到喘振趋势时，防喘振流动阀50操作以通过调节流量来破坏喘振循环，以逆转喘振趋势。通常，防喘振控制和喘振检测是独立的。常规的喘振检测仅可使系统跳机(trip)。喘振冲击是以喘振趋势的出现为特征的事件。由于喘振事件潜在的灾难性效应， 希望以充分的喘振裕度来操作系统，从而避免任何喘振事件的发生。喘振检测装置40可通过监视在压缩机20的输出32处的排放压力(pd)来检测喘振趋势的出现。通常，当排放压力迅速降低时检测出喘振趋势(即，基于排放压力相对于时间的一阶导数)。排放压力的一阶导数在图1中的喘振检测装置40中机械地算出，但它也可备选地基于以下参考图2所述的电子喘振检测装置中的信号处理以电子的方式获得。图2示出了常规电子喘振检测装置100的方框图。排放压力(V)输入到计算方框 110和加/减方框120。时间参数(T)也输入到计算方框110。计算方框110输出与利用带有时间常数T的一阶延迟滤波器获得的排放压力(V)成正比的值。加/减方框120将由方框110输出的值减去排放压力，并向比较方框130输出等于-pdTS/(l+TS)的值(A)(以拉普拉斯变换命名法表示)。如果从方框120收到的值(A) 大于分开输入到比较方框130的预定值(B)，则比较方框130向事件计数器方框140发送信号。事件计数器140在预定的时间间隔Cnwfi)内记录从比较方框130收到的代表喘振冲击的信号的数目，该数目的值分开输入到事件计数器140。如果在等于预定时间间隔 (T3_)的周期期间发生两次或更多次喘振冲击，则事件计数器140输出警报信号。如果在等于预定时间间隔CHrafi)的周期期间发生三次或更多次喘振冲击，则事件计数器140输出跳机信号，用信号通知系统即将来临的跳机(SM亭机)。常规喘振检测具有喘振冲击检测仅依赖于瞬时排放压力斜率(即，排放压力的第一导数)的缺点。然而，典型地在喘振趋势之后出现的排放压力相对于时间的模式 (pattern)具有更复杂的特征。例如，在排放压力在相对短时间内突然下降之后，达到最低压力值，且随后排放压力再次升高。这种喘振模式的常规识别是不可靠的，因为它仅考虑了排放压力在喘振冲击开始时的第一时间导数。另外，如果防喘振控制器基于错误地配置的喘振线操作，常规系统未提供复位动作，常规系统的唯一响应是系统的跳机。例如，如果裕度相对于实际喘振线设定得过低，则经由回路30的防喘振控制无法维持通过压缩机的最低安全流量并且可能以也取决于防喘振阀50的关闭速度的频率而出现喘振趋势循环。常规系统1的另一个缺点在于对排放压力的时间导数施加的放大与用于确定喘振冲击的出现的预定阈值有关。因此，希望提供避免前述问题和缺陷的系统和方法。
发明内容
根据一个示例性实施例，一种流体输送系统包括(a)压缩机，其构造成升高经过其中的流体流的压力，(b)防喘振流动再循环回路，其构造成从压缩机的排放输出到压缩机的输入选择性地重新定向经过压缩机的流体流的一部分，以及(c)控制器，其连接到防喘振流动再循环回路和压缩机上，并配置成(i)基于压缩机的排放压力的变化、排放压力的比值和排放压力的比值的改变率检测喘振事件，以及(ii)基于在喘振事件开始时记录的喘振参数值重设以流体输送系统的操作为特征的喘振裕度。根据一个示例性实施例，一种用于包括压缩机的流体输送系统的方法包括(i)基于压缩机的排放压力的比值和排放压力的比值的改变率检测喘振事件的开始，(ii)在喘振事件开始之后，监视该压力直到排放压力降到预期的低排放压力值以下，(iii)在排放压力已降到预期的低排放压力值以下之后，当排放压力的比值变成正值时检测喘振事件的结束，以及(iv)在喘振事件结束之后，基于在喘振事件开始时记录的喘振参数值重设喘振裕度。根据另一个实施例，一种控制器具有(i)接口，其配置成接收来自压缩机的排放压力值，并输出信号和警报，( )喘振事件检测单元，其连接到接口上并配置成基于排放压力的变化、排放压力的比值和该比值的改变率检测压缩机中的喘振事件，以及(iii)喘振裕度重设单元，其连接到喘振事件检测单元和接口上，并配置成在喘振事件检测装置检测出喘振事件在上述变化中的模式之后相对于在喘振事件开始时记录的喘振参数值重设喘振裕度。
结合在说明书中并构成说明书一部分的附图示出一个或更多个实施例，并连同描述一起解释这些实施例。在附图中图1是包括压缩机和机械喘振检测装置的常规系统的示意图；图2是常规电子喘振检测装置的框图；图3是当喘振趋势出现时排放压力的变化的曲线图；图4是根据一个实施例的包括压缩机的系统的示意图；图5是根据一个实施例用于检测喘振和重设喘振裕度的方法的流程图；图6是根据一个实施例的检测喘振事件的开始的流程图；图7是表示根据一个示例性实施例的排放压力的第一导数、排放压力的第二导数和排放压力与初始值的偏离在喘振事件期间的变化的曲线图；图8是根据一个示例性实施例的实施喘振事件的开始的检测的电路的方框图；图9是根据一个示例性实施例的监视排放压力降低的流程图；图10是根据一个示例性实施例的执行降低的排放压力的监视的电路的方框图；图11是根据一个示例性实施例的当排放压力的第一导数指示排放压力升高时检测喘振事件的结束的流程图；图12是根据一个示例性实施例的实施当排放压力的第一导数指示排放压力升高时检测喘振事件的结束的电路的方框图；图13是根据一个示例性实施例的实施喘振裕度的重设的电路的方框图；图14是根据一个示例性实施例的控制器的方框图；以及图15是示出了根据一个示例性实施例的在包括压缩机的系统中处理喘振事件的效果的曲线图。
具体实施例方式以下对示例性实施例的说明参照了附图。不同附图中相同的参考标号表示相同或相似的元件。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围通过所附权利要求来限定。 以下实施例为简单起见关于包括压缩机和防喘振流动再循环回路的气体系统的术语和结构进行说明。然而，以下说明的实施例并不限于这些系统，而且可适用于需要避免涡轮机械的反复的喘振循环的其它系统。贯穿说明书对“一个实施例”或“一实施例”的说法意指结合实施例所述的特定特征、结构或特点包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在贯穿说明书的各个位置出现的措辞“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定指的是同一实施例。此外，特定特征、结构或特点可采用任何适当的方式结合在一个或更多个实施例中。图3是当喘振趋势出现时排放压力的变化的曲线图。在以下描述中，喘振事件指的是在观察到喘振趋势之后的变化。本领域技术人员理解的是，防喘振阀的打开逆转了喘振趋势。可基于代表排放压力(Pd)在喘振事件期间的变化的模式的特征来鉴别喘振事件。 在喘振事件开始200时，排放压力迅速降低。排放压力的比值的绝对值增加(实际值为负， 因为排放压力降低)。排放压力的比值的改变率的绝对值也增加(实际值降低，因为它为负值)。因此，在喘振事件期间，排放压力在时间间隔Atdrap期间以量Apd下降。压力下降的量Apd在喘振开始时可在排放压力与吸入压力(即，在压缩机吸入处的压力)之差的已知百分比(例如，12%)左右。假设防喘振流动再循环回路存在，则不预期排放压力显著降到低预期值210以下。从当排放压力Δ、_开始下降时直到排放压力开始升高的时间间隔经常也在已知的时间值左右，例如，从当已观察到喘振事件开始时起2. 5s。如果在预定时间间隔(大于上述已知值)期间，排放压力并未下降到低排放压力预期值以下，则系统可认为尚未发生需要裕度重设的喘振事件。在达到最低值之后，排放压力升高，例如，220。当排放压力升高时，排放压力的比值变成正值。图4是根据一个示例性实施例的包括膨胀机410和压缩机420的系统400的示意图。系统400包括提供从压缩机420的输出432到压缩机420的输入434的流路的防喘振流动再循环回路430。基于排放压力在压缩机的输出432处的变化，控制器440检测喘振事件。控制器 440可检验多个排放压力变化特征。例如，当排放压力的比值超过预定值时控制器440可检测出喘振事件的开始，从而根据排放压力的比值的改变快速下降。然后，控制器440可监视排放压力和排放压力的比值直到排放压力变成低于低预期值。控制器440然后可在该比值变成正值时检测喘振事件的结束。继喘振事件之后，控制器440可输出重设警报信号并提供用于操作压缩机的新喘振裕度值。当喘振趋势出现时，防喘振流动再循环回路430上的防喘振阀450开启以逆转喘振趋势。防喘振流动再循环回路430也可包括气体冷却器460和流量测量元件470。图5表示根据另一个实施例的用于喘振检测和裕度重设的方法500的流程图。在步骤S510，基于排放压力的比值和排放压力的比值的改变率的值检测喘振事件的开始。在步骤S520，监视排放压力直到该压力下降到低预期值以下。在步骤S530，当排放压力的比值指示排放压力增加时检测出喘振事件的结束。因此，步骤S510、S520和S530识别喘振事件期间的排放压力变化。在步骤S540， 重设喘振裕度以避免再次发生喘振。与常规方法相比，其中对喘振趋势的出现的唯一响应是使系统跳机(例如，对于图2中的常规电子喘振检测装置在三次冲击之后)，在根据本节中描述的各种实施例的方法和系统的一部分中，重设喘振裕度，该重设使得喘振事件的另一次出现较不可能(因为经重设的裕度比初始喘振裕度更远离喘振线)。另外，与其中仅鉴别喘振趋势(即，喘振冲击)的常规方法相比，在根据各种实施例的方法和系统的一部分中，利用排放压力、排放压力的比值和该比值的改变率的变化来鉴别喘振事件的开始，然后监视排放压力直到其降到预期的低压力值以下，并且当排放压力的比值变成正值之后观察到喘振趋势的逆转。因此识别出排放压力的变化模式的多个特征。图6是根据一个实施例检测喘振事件的开始的流程图。图6中所示的步骤可视为图5中的方法的步骤S510的一种可能实施方式。在S552，算出比值Dl和改变率D2。比值Dl表示排放压力随时间的变化。在一个实施例中，比值Dl可作为排放压力相对于时间的第一导数计算。在备选实施例中，可使用排放压力的拉普拉斯变换Pd(S)乘以变换函数s/(s+l)算出对于降噪一阶滤波器的比值D1，从而Dl =PdXs/(s+1)。改变率D2代表比值Dl随时间的变化。在一个实施例中，改变率D2可作为排放压力相对于时间的第二导数计算。在备选实施例中，可使用二阶降噪滤波器算出改变率D2。为了判断喘振事件是否有可能发生，在S5M将比值Dl与最大比值(MaxRate)的分数k进行比较(由于排放压力降低，因此如果k和Max rate为正值，则使用负号)。分数 k和最大比值(MaxRate)具有预定值。例如，分数k可在60%左右。当喘振事件发生时，排放压力迅速降低。如果比值Dl保持大于最大比值的分数(在S5M的“否”分支)，则排放压力缓慢降低且预期无喘振事件。如果比值Dl小于最大比值的分数(在S5M的“是”分支)，则在S556将改变率D2 与最大比值改变(MaxRateChange)进行比较。只要改变率D2保持大于(-MaxRateChang)， 就预期无喘振事件(在S556的“否”分支)。使用第二导数检测指示喘振开始的Dl的突然 (即，瞬时)快速下降。如果改变率D2超过最大改变率(在S556的“是”分支)，则喘振事件有可能发生并且在S558将排放压力pd、吸入压力Ps和喘振参数Par的当前值作为基准值PdU和 I^ai^F 存储。喘振参数可为通过压缩机的流量与已知在相同的压缩机压力比下发生喘振的流量之间的比值。基于喘振参数的该定义，喘振参数是流量参数相对于压力比值的二维图示中的喘振线上的参数。喘振裕度是低于其防喘振控制打开防喘振阀以将喘振参数维持在喘振裕度值的喘振参数值。图6中所示的步骤S552、S554, S556和S558完成检测喘振事件的开始。排放压力及其第一和第二导数在实际喘振事件期间的变化方式在图7中示出。图 7中的图示线601表示(以任意单位)排放压力相对于时间的第一导数(即，根据一个实施例的Dl)。图7中的图示线602表示(以任意单位)排放压力相对于时间的第二导数(即， 根据一个实施例的D2)。图7中的图示线603表示排放压力与所存储的初始排放压力值的偏离(以百分比为单位)。图8是根据一个实施例的实施喘振事件的开始的检测的电路700(电子、软件、硬件或其组合)的方框图。方框710和720基于排放压力Pd的输入值分别计算比值Dl和改变率D2。在方框730和740中，将算出的Dl和D2分别与最大降低率(-MaxRate)的分数K 以及最大降低改变率(-MaxRateChange)进行比较。如果⑴比值Dl小于(-KXMaxRate)， 并且(ii)改变率D2小于(-MaxRateChange)，则电路750向电路760发送信号，触发电路 760将排放压力Pd、吸入压力Ps和喘振参数Par的当前值作为基准值Pd_F、ps_F和par_F存储。图9是根据一个实施例的监视排放压力降低直到排放压力变成低于低预期压力的流程图。图9中所示的步骤可视为图5中的方法的步骤S520的一个可能的实施方式。
在S782，启动配置成测量自喘振事件开始起的时间(Trafi)的计时器。如果在S784 的比较表明自喘振事件开始起的时间(Tws)已超过预定最长时间(MaxT)(即，在S784 的“是”分支)，则喘振冲击不太可能再继续，并因此重置喘振检测逻辑。预定的最长时间 (MaxT)是估计的喘振事件的最长持续时间。如果在S784的比较表明自喘振事件开始起的时间(T·)尚未超过预定的最长时间(即，在S784的“否”分支)，则在S786将比值Dl与最大比值(MaxRate)的分数f进行比较。执行步骤S784和S786直到比值Dl变成小于(-MaxRate X f)(即，在S786的“是”分支)。然后在S788将当前排放压力Pd与低预期压力进行比较。低预期压力是存储的排放压力的值Pd_F与预期的最大压力下降(MaxPFall)之差。预期的最大压力下降可为存储的排放压力的值Pt^F与存储的吸入压力的值PS_F之差的预定分数g (例如，预定分数g可为 12% )。如果在S788的比较表明排放压力不低于低预期值(即，在S788的“否”分支)，则在MaxT内再次执行步骤S784、S786和S788。如果排放压力低于低预期值(即，在 S788的YES分支)，则完成监视。图10是根据一个实施例的实施排放压力的监视直到排放压力变成低于低预期压力的电路800(电子、软件、硬件或其组合)的方框图。方框810测量自喘振事件开始起的时间(Trafi)并确保该时间不会超过最长时间MaxT。方框820基于排放压力Pd的输入值计算比值D1。例如，可利用排放压力Pd的拉普拉斯变换(Pd(S))乘以变换函数s/(s+l)来计算D1。在另一个实施例中，Dl可作为排放压力Pd相对于时间的第一导数计算。方框830将算出的Dl与最大降低率(-MaxRate)的分数f进行比较。方框840计算排放压力的存储值Pt^F与排放压力Pd的当前值之差。方框850将通过方框840算出的差与排放压力的存储值PJ和吸入压力的存储值PS_F之差的分数g进行比较。如果、 振小于MaxT且Dl小于(-fXMaxRate)，则方框840从方框810和830接收信号，并向方框 870输出信号。如果方框870另外从方框850接收指示通过方框840算出的差大于gX (Pd. F-PS_F)的信号，则方框870输出指示监视排放压力的降低完成的信号。图11是当比值Dl指示排放压力Pd升高时检测喘振事件的结束并设定新喘振裕度的流程图。图11中所示的步骤可视为图5中的方法的步骤S530和S540的一个可能的实施方式。类似于S784的步骤S910判断自估计的喘振事件的开始以来的时间(Trafi)是否已超过最长时间以检测喘振。如果S910判断自喘振事件开始以来的时间(Trafi)已超过最长时间(即，在S910的“是”分支)，则喘振检测已持续长于认为对于喘振冲击而言明显的预定时间。在此情形中，该方法结束并重置喘振检测逻辑使其返回以监视排放压力，从而鉴别喘振趋势的发生。如果自喘振事件开始以来的时间(Trafi)尚未超过最长时间(即，在S910的“否” 分支)，则步骤S920判断比值Dl为正值(S卩，大于0)。如果比值Dl为正值，则排放压力升高，这意味着喘振事件结束。喘振事件的完成在S930标注。在S940，设定新喘振裕度。图12是当排放压力的第一导数指示排放压力升高时实施喘振事件的结束的检测的电路950(电子、软件、硬件或其组合)的方框图。方框952基于排放压力Pd的输入值计算比值D1。例如，可利用Pd的拉普拉斯变换乘以变换函数s/(s+)来计算D1。如果算出的Dl的值为正值(即，大于0)，则方框954向方框956输出信号。方框956是输出重设信号——其为由方框％4输出的信号——的计时器，保持“True”足够长(例如，1秒)，以确保旨在重设裕度而不会出现跟随纯粹的尖峰。在已检测出喘振事件结束的情况下，接下来讨论喘振裕度的重设。图13是实施喘振裕度的重设的电路960(电子、软件、硬件或其组合)的方框图。电路960接收由图12中的方框956输出的重设信号。接收重设信号的触发器电路962可触发方框964发出重设警报。在收到方框968的重设信号时向选择装置970提供存储在方框966中的重设裕度的先前值。选择装置970也从方框972接收喘振参数Par_F的存储值。方框974向方框976提供名义裕度，其确保重设逻辑只能增加裕度。一旦启动重设逻辑，选择装置970就针对仅一次扫描选择输入1 (970的sell是从!^alse到True的重设过渡上的脉冲)。对于这一次扫描，选择装置970的输出为Par_F*1.21(意味着流量超过喘振极限10% )。在接下来的扫描中，sell变成i^alse但sel2保持活动，从而维持在前面的扫描算出的裕度(970的输入 2)。作为输入接收sell (其为闭止的重设逻辑字节)、CMD (其为名义喘振裕度)和 ^1(其为经重设的裕度)的第二选择装置980输出新喘振裕度。方框982限制新裕度的降低率以确保当重置重设逻辑(例如，经由触发器电路962的R输入)时，系统朝存储在方框 974中的名义裕度操作防喘振阀，而不会发生能够导致不稳定或破坏性的瞬态的突然改变。图14是根据另一个实施例的控制器1000的方框图。控制器1000包括构造成从压缩机接收排放压力值并输出信号和警报的接口 1010。控制器1000还包括喘振事件检测单元1020，其连接到该接口上并构造成基于排放压力、排放压力的比值和该比值的改变率的变化检测压缩机中的喘振事件。控制器1000还包括喘振裕度重设单元1030，其与喘振事件检测单元1020和接口 1010连接，并配置成相对于在喘振事件开始时记录的喘振参数重设喘振裕度。喘振裕度重设单元1030的一个实施例可为图13中的电路960。该喘振事件检测单元可包括第一电路1040，第一电路1040与接口 1010连接并配置成基于排放压力的比值和该比值的改变率检测压缩机中的喘振事件的开始。第一电路 1040的一个实施例可为图8中的电路700。喘振事件检测单元1020还可包括第二电路1050，第二电路1050与第一电路1040 和接口 1010连接，并配置成监视排放压力直到排放压力变成低于低预期排放压力。第二电路1050的一个实施例可为图10中的电路800。喘振事件检测单元1020还可包括第三电路1060，第三电路1060与第二电路 1050、喘振裕度重设单元1030和接口 1010连接，并配置成当排放压力的比值变成正值时检测喘振事件的结束。第三电路1060的一个实施例可为图12中的电路950。喘振事件检测单元1020还可包括计时器1070并且可配置成当喘振事件持续时间长于认为对于压缩机而言安全的预定时间时输出警报。控制器1000还可包括缓冲器1080，缓冲器1080与喘振事件检测单元和重设单元连接，并配置成当喘振事件检测单元检测出喘振事件的开始时存储排放压力、吸入压力和喘振参数的值。图15是示出了关于处理包括压缩机的系统中的喘振事件的一个实施例的效果的曲线图。该曲线图的X轴线表示时间。排放压力表示为线1090。在Tl处，喘振事件开始且排放压力的比值增加。该实施例然后固定排放压力pd、吸入压力Ps和喘振参数Par的当前值作为基准值Pd_F、Ps_F和Par_F存储。根据上述各种实施例，监视在排放事件期间的排放压力变化的模式，并且当排放压力在T2处开始增加时，实施例继续进行重设喘振裕度。例如，如图14中的线1093所示，如果根据预期喘振将初始裕度设定在10%，则根据检测出的喘振在T2将经重设的裕度设为10%。假设当喘振参数具有1. 1倍于预测的喘振值的初始值时喘振事件已发生，则在设定新的喘振裕度之后，在T2之后，系统操作以便喘振参数为不小于1. 21倍于预测的喘振值，并且就流量而言，1. 1倍于初始值(流量与参数的平方根成正比)。图15中的线1095示出了重设警报信号。以上公开的示例性实施例提供了基于随时间识别和监视排放压力的模式的喘振事件的增强鉴别。当例如已通过更改防喘振阀的状态以改变通过压缩机的流体流量而克服喘振事件时，修改喘振裕度以避免喘振事件的重新出现。因此，如果喘振事件发生，则实施例除使系统跳机以外还提供另外的可能的响应。 此外，使用基于观察喘振事件存储的信息(例如，存储的值)来调节参数(例如，喘振裕度) 以增强系统操作。因此，与仅能够使系统跳机的常规喘振检测相比，根据各种实施例的喘振检测可采用操作系统的方式触发来实质性的改变(即，喘振裕度的改变)，从而防止喘振事件的发生。所公开的示例性实施例提供了用于检测喘振事件并监视排放压力在喘振事件期间的模式继而重设喘振裕度的装置和方法。应当理解的是，此描述并非旨在限制本发明。相反，示例性实施例旨在涵盖包括在如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的替换方案、改型和等同装置。此外，在示例性实施例的详细描述中，阐明了许多特定细节以提供对要求专利权的发明的综合理解。然而，本领域的技术人员应该理解的是，可在不具备这些特定细节的情况下实施各种实施例。虽然在实施例中以特定组合中描述了本发明的示例性实施例的特征和元件，但可在不使用实施例的其它特征和元件的情况下单独使用或与本文披露的其它特征和元件进行或不进行结合而使用每个特征或元件。此书面描述使用所公开的主题的实例以使本领域的任何技术人员能够实施所公开的主题，包括制造和使用任何装置或系统并执行任何结合的方法。本发明可取得专利权的范围通过权利要求来限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。此类其它实例旨在处于权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种流体输送系统，包括压缩机，其构造成升高经过其中的流体流的压力；防喘振流动再循环回路，其构造成选择性地重新定向从所述压缩机的排放输出到所述压缩机的输入经过所述压缩机的流体流的一部分；以及控制器，其连接到所述防喘振流动再循环回路和所述压缩机上，并配置成(i)基于所述压缩机的排放压力的变化、所述排放压力的比值和所述排放压力的比值的改变率检测喘振事件，并且(ii)基于在所述喘振事件开始时记录的喘振参数值重设以所述流体输送系统的操作为特征的喘振裕度。
2.根据权利要求1所述的流体输送系统，其特征在于，所述控制器配置成通过以下检测所述喘振事件基于所述压缩机中的所述排放压力的降低、所述排放压力的比值和所述排放压力的比值的改变率检测所述喘振事件的开始，在所述喘振事件开始之后，监视所述排放压力直到所述排放压力降到预期的低排放压力值以下，并且在所述排放压力已降到所述预期的低排放压力值以下之后，当所述排放压力的比值变成正值时检测所述喘振事件的结束。
3.根据权利要求1所述的流体输送系统，其特征在于，所述喘振参数与通过所述压缩机的流体流量相关。
4.根据权利要求1所述的流体输送系统，其特征在于，所述控制器配置成基于离开所述压缩机的流体流的排放压力和所述排放压力的比值的变化检测所述喘振事件。
5.根据权利要求1所述的流体输送系统，其特征在于，所述控制器包括计时器并且配置成对于预定时间使用所述计时器监视所述排放压力的变化，并在如果尚未检测出喘振事件的情况下在所述预定时间已经过去之后重置对于所述喘振事件的搜索。
6.根据权利要求1所述的流体输送系统，其特征在于，当所述喘振裕度改变时，所述控制器发出重设警报。
7.根据权利要求1所述的流体输送系统，其特征在于，所述控制器配置成通过要求所述流体输送系统操作而重设所述喘振裕度，使得相对于其限定喘振裕度的喘振参数保持比在所述喘振事件开始时记录的喘振参数值大10%。
8.一种用于包括压缩机的流体输送系统的方法，所述方法包括基于所述压缩机的排放压力的比值和所述排放压力的比值的改变率检测喘振事件的开始；在所述喘振事件开始之后，监视所述排放压力直到所述排放压力降到预期的低排放压力值以下；在所述排放压力已降到所述预期的低排放压力值以下之后，当所述排放压力的比值变成正值时检测所述喘振事件的结束；并且在所述喘振事件结束之后，基于在所述喘振开始时记录的喘振参数值重设喘振裕度。
9.一种控制器，包括接口，其配置成从压缩机接收排放压力的值，并输出信号和警报；喘振事件检测单元，其与所述接口连接并配置成基于所述排放压力的变化、所述排放压力的比值和所述排放压力的比值的改变率检测所述压缩机中的喘振事件；以及喘振裕度重设单元，其与所述喘振事件检测单元和所述接口连接，并配置成在所述喘振事件检测装置检测出喘振事件在所述变化中的模式之后相对于在所述喘振事件开始时记录的喘振参数值重设喘振裕度。
10.根据权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述喘振裕度重设单元配置成通过要求所述流体输送系统操作而重设所述喘振裕度，使得所述喘振裕度相对于其被限定的喘振参数比在检测出的喘振事件开始时记录的喘振参数值大10%。
全文摘要
本发明涉及用于检测压缩机中的喘振和重设喘振裕度的装置和方法，具体而言，涉及用于基于压缩机的排放压力的变化模式检测喘振事件并用于相对于在喘振事件开始时记录的喘振参数值重设喘振裕度的方法、系统和控制器。控制器具有接口，其配置成从压缩机接收排放压力值，并输出信号和警报；喘振事件检测单元，其与接口连接并配置成基于排放压力、排放压力的比值和该比值的改变率的变化检测压缩机中的喘振事件；以及喘振裕度重设单元，其与喘振事件检测单元和接口连接，并配置成相对于在喘振事件开始时记录的喘振参数值重设喘振裕度。
文档编号F04B51/00GK102400903SQ20111026865
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者D·加莱奥蒂 申请人:诺沃皮尼奥内有限公司