JP5320366B2 - Compression device - Google Patents
Compression device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5320366B2 JP5320366B2 JP2010217259A JP2010217259A JP5320366B2 JP 5320366 B2 JP5320366 B2 JP 5320366B2 JP 2010217259 A JP2010217259 A JP 2010217259A JP 2010217259 A JP2010217259 A JP 2010217259A JP 5320366 B2 JP5320366 B2 JP 5320366B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- flow path
- valve
- centrifugal compressor
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims description 40
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims description 40
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 54
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 244000309464 bull Species 0.000 description 7
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
本発明は、回収した蒸気等にてタービンを運転し、そのタービンを遠心圧縮機の動力源の一部として活用するようにした圧縮装置に関するものである。 The present invention relates to a compressor that operates a turbine with recovered steam or the like and uses the turbine as a part of a power source of a centrifugal compressor.
従来、この種の圧縮装置として例えば特許文献1,2に示されている圧縮装置がある。まず、図3を用いて特許文献1に示されている圧縮装置を説明する。図3は従来の圧縮装置の構成を示す図である。
Conventionally, there is a compression device disclosed in
この従来の圧縮装置41は、蒸気にて膨張タービンを運転し、その膨張タービンを、複数の遠心圧縮機を駆動する動力源の一部として活用するように構成されている。図3に示すように、圧縮装置41は、ブルギヤ43に二つのピニオンギヤ45,47が噛合して形成される増速機42を有している。そして、この増速機42のピニオンギヤ45のピニオン軸46の一方の端部に第1段の遠心圧縮機(ターボ圧縮機)のインペラ51aが直に取り付けられるとともに、他方の端部に第2段の遠心圧縮機のインペラ52aが直に取り付けられている。また、増速機42のピニオンギヤ47のピニオン軸48の一方の端部に第3段の遠心圧縮機のインペラ53aが直に取り付けられるとともに、他方の端部に膨張タービンのタービンインペラ(タービンロータ)56aが直に取り付けられている。
This
そして、空気流入管路59を通して流入する空気を1段圧縮するインペラ51aを有する1段遠心圧縮機から1段冷却器57には1段圧縮空気流出管路60が連絡しており、1段遠心圧縮機で圧縮された1段圧縮空気がこの1段冷却器57で冷却されるようになっている。また、前記1段冷却器57から2段冷却器58には2段圧縮用空気流入管路61とインペラ52aを有する2段遠心圧縮機とを介して2段圧縮空気流出管路62が連絡しており、2段遠心圧縮機で圧縮された2段圧縮空気が前記2段冷却器58で冷却されるようになっている。さらに、この2段冷却器58からインペラ53aを有する3段ターボ圧縮機には3段圧縮用空気流入管路63が連絡しており、前記2段ターボ圧縮機で圧縮されるとともに前記2段冷却器58で冷却された2段圧縮空気が3段ターボ圧縮機により3段圧縮されて3段圧縮空気流出管路64を通して流出するようになっている。
The first-stage
この特許文献1に開示の圧縮装置41では、圧力蒸気の量が十分である場合には、膨張タービンだけの駆動力で安定運転することができ、また圧力蒸気の量が不十分である場合には、前記ブルギヤ43のブルギヤ軸44に図示しない電動モータの出力軸を継手(カップリング)を介して接続し、膨張タービンと電動モータとをその一方を補完動力源として併用することにより安定運転を行うようにしている。
In the
次に、図4を用いて特許文献2に示されている圧縮装置を説明する。図4は従来の別の圧縮装置の構成を示す図である。
Next, the compression apparatus shown in
この従来の圧縮装置71は、需要側へ圧縮気体を供給する装置であって、原動機72、トルク伝達機構73、遠心圧縮機(ターボ圧縮機)77、膨張タービン78、クーラ79、レシーバタンク80、吸入フィルタ81、サイレンサ82、吸入開閉弁83、回生開閉弁84、放風弁85、逆止弁86、圧力センサ87、風量センサ88、制御装置89、送気配管90及び分岐配管91とで構成されている。前記トルク伝達機構73は、原動機72の出力トルクと後述する膨張タービン78の出力トルクを遠心圧縮機77へ伝達する機構であり、1個のブルギヤ75と2個のピニオンギヤ74,76とを有している。
The
この圧縮装置71は、遠心圧縮機77を回転駆動させる動力源として、1台の原動機(電動モータ)72のほか、1台の膨張タービン78を備えている。前記遠心圧縮機77は、3台の遠心圧縮機77a,77b,77cで構成されている。そして、第1段低圧遠心圧縮機77aの吸入口から気体を吸気し、第1段低圧遠心圧縮機77aと第2段低圧遠心圧縮機77bと高圧遠心圧縮機77cとが気体を順番に圧縮し、高圧遠心圧縮機77cの吐出口から圧縮気体を吐出するようになっている。前記膨張タービン78は、圧力気体を吸入口から吸い込み、膨張した圧力気体を吐出口から吐出する。この膨張タービン78の出力軸が、トルク伝達機構73の高速ピニオンギヤ76の回転軸に連結されている。膨張タービン78によって圧力気体が膨張する際に仕事をして、出力が前記回転軸から取りだされるようなっている。
The
また、この圧縮装置71は、開閉弁である回生開閉弁84を備えている。この回生開閉弁84の一方の口が分岐配管91の他の一つの出口に連絡しており、回生開閉弁84の他方の口が膨張タービン78の吸入口に連絡している。そして、回生開閉弁84の開度を制御して、高圧遠心圧縮機77cの吐出風量がその高圧遠心圧縮機77cのサージング現象をおこす上限の風量であるサージング限界風量を下回らないようにすることか好ましいとされている。
Further, the
また、この圧縮装置71は、その一方の口が膨張タービン78の吸入口に連絡し、他方の口から気体を放出する開閉弁である放風弁85を備えている。この放風弁85は、回生開閉弁84から膨張タービン78の吸入口に連絡する配管から枝分かれしてサイレンサ82に連絡する配管に設けられている。そして、高圧遠心圧縮機77cの吐出圧力が所定の値を超えた際に、前記放風弁85の開度を大きくするのが好ましいとされている。例えば、放風弁85は定常時に全閉し、高圧遠心圧縮機77cの吐出圧力が所定の値を超えた際に全開される。
In addition, the
すなわち、この圧縮装置71では、圧縮気体の需要量が少なくなって高圧遠心圧縮機77cのサージング領域に近づいた場合、この高圧遠心圧縮機77cからの吐出気体を膨張タービン78の吸入口へ流すか、大気に放風するかを選択できるよう構成されている。当然ながら、高圧遠心圧縮機77cからの吐出気体を膨張タービン78へ流した場合は、膨張タービン78での回収動力が増えて、原動機72の動力を補うことができる。
That is, in the
前述した特許文献1,2に開示された圧縮装置41,71は、遠心圧縮機を運転していれば、膨張タービンもまた運転し続けるように構成されている。ここで、一般に、膨張タービンを駆動する流体が、不安定現象を引き起こすことなく膨張タービンの運転を行なうための許容最低流量を下回った場合、膨張タービンを運転し続けると、その膨張タービンは駆動流体を膨張させるのではなく圧縮(コンプレッサアクション)してしまうことになる。そして、この状態では、膨張タービンのタービン入口温度が上昇し、そのタービン入口温度が許容温度を超えると、膨張タービンのランナが遠心力で破損するおそれが生じる。
The
前述した特許文献1に開示された圧縮装置41では、遠心圧縮機による圧縮気体の需要量の減少に伴い膨張タービンを駆動するタービン駆動流体の流量が減少した場合、前記許容最低流量を下回らないようにするための手段が設けられていない。このため、この従来の圧縮装置41では、前述したところの、膨張タービンのランナが破損するおそれがあるという問題があった。
In the
一方、前述した特許文献2に開示された圧縮装置71では、遠心圧縮機による圧縮気体の需要量が少なくなってこの遠心圧縮機のサージング領域に近づいた場合には、当該遠心圧縮機からの吐出気体を膨張タービンの吸入口へ流すことができるように構成されている。したがって、この従来の圧縮装置71では、特許文献1に開示された圧縮装置41における前記問題点は解消されている。
On the other hand, in the
しかしながら、この特許文献2に開示された圧縮装置71では、膨張タービンのタービン入口温度と遠心圧縮機の吐出温度との温度差が大きい場合、遠心圧縮機の吐出気体を膨張タービンの吸入口に送ると、膨張タービンのタービンロータが急激に冷却される(通常、タービン入口温度:200〜400℃、圧縮機の吐出温度:100〜150℃である。)。このため、この従来の圧縮装置71では、タービンロータ(タービンロータはランナや軸などの主要部品で構成される)に大きな熱歪が生じて寿命の低下を招くという問題があった。
However, in the
そこで、本発明の課題は、回収した蒸気等にてタービンを運転し、そのタービンを遠心圧縮機の動力源の一部として活用する圧縮装置において、前記遠心圧縮機による圧縮気体の需要量の減少に伴い前記タービンを駆動するタービン駆動流体の流量が減少する場合でも、前記タービンに破損や、熱歪みによる寿命低下などの悪影響を招くことなく装置運転を継続することができる圧縮装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the demand for compressed gas by the centrifugal compressor in a compressor that operates the turbine with recovered steam or the like and uses the turbine as a part of the power source of the centrifugal compressor. To provide a compression apparatus capable of continuing the operation of the apparatus without causing adverse effects such as damage to the turbine or a decrease in life due to thermal distortion even when the flow rate of the turbine driving fluid for driving the turbine decreases. It is in.
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
請求項1の発明は、主動力源である電動モータに駆動され圧縮気体を吐出する遠心圧縮機と、補助動力源として前記遠心圧縮機を駆動するタービンとを備えた圧縮装置において、前記遠心圧縮機の吐出流路から分岐して、前記タービンの吸込流路に連絡する分岐流路と、前記吸込流路における前記分岐流路との接続点より下流側に設けられ、前記タービンに流入する流体の流量を計測する流量計と、前記分岐流路に設けられ、この分岐流路を開閉する開閉弁と、前記分岐流路に設けられ、この分岐流路を流れる前記吐出流路からの圧縮気体を加熱するヒータと、前記分岐流路に設けられ、前記ヒータの下流側における圧縮気体の温度を検出する温度センサと、前記流量計で計測された流量計測値が所定の流量設定値より大きい場合には前記開閉弁を閉じ、流量計測値が前記流量設定値以下の場合には前記開閉弁を開放する開閉弁制御手段と、前記温度センサによる温度検出結果に基づいて前記ヒータの下流側における圧縮気体の温度を所定温度に維持するように前記ヒータの通電を制御するヒータ通電制御手段と、を備えたことを特徴とする圧縮装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a compression apparatus comprising: a centrifugal compressor driven by an electric motor that is a main power source and discharging compressed gas; and a turbine that drives the centrifugal compressor as an auxiliary power source. A fluid that branches from the discharge flow path of the machine and communicates with the suction flow path of the turbine and a connection point between the branch flow path in the suction flow path and flows into the turbine A flow meter for measuring the flow rate of the gas, an on-off valve provided in the branch flow channel for opening and closing the branch flow channel, and a compressed gas from the discharge flow channel provided in the branch flow channel and flowing through the branch flow channel A heater that heats the gas, a temperature sensor that detects the temperature of the compressed gas downstream of the heater, and a flow rate measurement value measured by the flow meter is greater than a predetermined flow rate setting value In the above opening When the valve is closed and the flow rate measurement value is less than or equal to the flow rate set value, the on-off valve control means for opening the on-off valve and the temperature of the compressed gas downstream of the heater based on the temperature detection result by the temperature sensor And a heater energization control unit that controls energization of the heater so as to maintain the temperature at a predetermined temperature.
請求項2の発明は、請求項1記載の圧縮装置において、前記所定温度が、前記開閉弁が閉じられた状態で前記タービンにタービン駆動流体が流入するときのタービン入口温度の温度範囲であることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the compression device according to the first aspect, the predetermined temperature is a temperature range of a turbine inlet temperature when the turbine driving fluid flows into the turbine with the on-off valve closed. It is characterized by.
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の圧縮装置において、前記タービンの前記吸込流路に、このタービンの出力が前記遠心圧縮機の軸動力の90〜95%になるように前記タービンに流入するタービン駆動流体の供給量を制御する制御弁が設けられていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the compressor according to the first or second aspect, the turbine is configured such that an output of the turbine is 90 to 95% of a shaft power of the centrifugal compressor in the suction passage of the turbine. A control valve for controlling the supply amount of the turbine driving fluid flowing into the engine is provided.
本発明の圧縮装置は、主動力源である電動モータに駆動され圧縮気体を吐出する遠心圧縮機と、補助動力源として前記遠心圧縮機を駆動するタービンとを備えた圧縮装置において、前記遠心圧縮機の吐出流路から分岐して、前記タービンの吸込流路に連絡する分岐流路を設け、前記タービンを駆動するタービン駆動流体の流量が減少する場合には、前記遠心圧縮機からの圧縮気体(圧縮プロセスガス)を前記分岐流路に導いて所定温度に加熱し、この加熱された圧縮気体を前記タービンに前記吸込流路からのタービン駆動流体とともに流入させるように構成されている。 The compression device according to the present invention includes a centrifugal compressor that is driven by an electric motor that is a main power source and discharges compressed gas, and a turbine that drives the centrifugal compressor as an auxiliary power source. When a flow rate of a turbine driving fluid for driving the turbine is reduced by branching from the discharge flow channel of the machine and communicating with the suction flow channel of the turbine, the compressed gas from the centrifugal compressor (Compressed process gas) is guided to the branch flow path and heated to a predetermined temperature, and the heated compressed gas is caused to flow into the turbine together with the turbine driving fluid from the suction flow path.
したがって、本発明の圧縮装置は、前記遠心圧縮機による圧縮気体の需要量の減少に伴い前記タービンを駆動するタービン駆動流体の流量が減少する場合でも、前記タービンに許容最低流量を下回らない量の流体をタービン入口温度の低下を招くことなく供給することができ、これにより、前記タービンに破損や、熱歪みによる寿命低下などの悪影響を招くことなく装置運転を継続することができる。 Therefore, the compressor according to the present invention has an amount that does not fall below the allowable minimum flow rate even when the flow rate of the turbine drive fluid that drives the turbine decreases as the demand for compressed gas by the centrifugal compressor decreases. The fluid can be supplied without causing a decrease in the turbine inlet temperature, whereby the operation of the apparatus can be continued without causing adverse effects such as damage to the turbine and a decrease in life due to thermal distortion.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態による圧縮装置の構成を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a compression apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態の圧縮装置1は、主動力源に連結されるブルギヤ(大歯車)3にピニオンギヤ(小歯車)4が噛合して前記主動力源の回転を増速する増速機2を備えている。すなわち、後述する遠心圧縮機7の主動力源である電動モータ5の出力軸5aが、カップリング5を介して前記増速機2のブルギヤ3のプルギア軸3aに連結されている。
As shown in FIG. 1, in the compression device 1 of the present embodiment, a pinion gear (small gear) 4 meshes with a bull gear (large gear) 3 connected to a main power source to increase the rotation speed of the main power source. A
そして、増速機2の前記ピニオンギヤ4のピニオン軸4aの一端には遠心圧縮機7のインペラ7aが直に嵌着される一方、ピニオン軸4aの他端には、補助動力源として遠心圧縮機7を駆動する膨張タービン11のタービンインペラ(ランナ)11aが直に嵌着されている。
The
前記遠心圧縮機7は、ターボ圧縮機であり、そのインペラ7aの回転によって、吸込流路8を介して、いわゆるプロセスガス(空気、窒素ガスなど)を吸い込み、これを圧縮したうえ、吐出流路9に吐出して需要側へ圧縮気体(圧縮プロセスガス)を供給するものである。遠心圧縮機7の吐出流路9における遠心圧縮機7の出側には、遠心圧縮機7から吐出される圧縮気体の流量を計測する流量計10が設けられている。
The
前記膨張タービン11は、圧力蒸気の流入により運転されるラジアルタービンである。膨張タービン11には、吸込流路12と吐出流路15とが接続されている。吸込流路12を介して供給されるタービン駆動流体である圧力蒸気によって膨張タービン11のタービンインペラ11aが回転される。膨張タービン11に流入した圧力蒸気は、タービンインペラ11aの回転に伴って膨張し、吐出流路15に吐出される。そして、膨張タービン11の回転は、ピニオン軸4aを介して遠心圧縮機7に伝達される。すなわち、膨張タービン11を運転し、その膨張タービン11を、遠心圧縮機7を駆動する動力源の一部として活用するように構成されている。
The
この場合、膨張タービン11にその吸込流路12を介して供給される圧縮蒸気の供給量は、遠心圧縮機7による圧縮気体の需要量に応じて増減されるようになっている。膨張タービン11の吸込流路12には、膨張タービン11の出力が遠心圧縮機7の軸動力の90〜95%になるように膨張タービン11に流入するタービン駆動流体(圧縮蒸気)の供給量を制御する制御弁13が設けられている。また、膨張タービン11の吸込流路12における膨張タービン11の入側位置(吸込流路12における後述の分岐流路16との接続点より下流側の位置)には、膨張タービン11に流入する流体の流量を計測するタービン用流量計14が設けられている。
In this case, the supply amount of the compressed steam supplied to the
また、この圧縮装置1には、遠心圧縮機7の吐出流路9における前記流量計10の下流側位置から分岐して、膨張タービン11の吸込流路12における前記タービン用流量計14の上流側位置に連絡する分岐流路16が設けられている。
The compressor 1 branches from the downstream position of the
この分岐流路16には、遠心圧縮機7の吐出流路9との分岐箇所から順に、開閉弁17、ヒータ18、温度センサ19、圧力制御弁20及び逆止弁21が設けられている。
The
前記開閉弁17は、分岐流路16を開閉するものである。前記ヒータ18は、分岐流路16を流れる前記吐出流路9からの圧縮気体(圧縮プロセスガス)を加熱するものである。前記温度センサ19は、前記ヒータ18の下流側における圧縮気体の温度を検出するセンサである。前記圧力制御弁20は、その開度を調整することにより、分岐流路16を流れる圧縮気体を所定の圧力範囲に調整するためのものである。また、前記逆止弁21は、膨張タービン11の吸込流路12に向かう圧縮気体の流れのみを許容するものである。
The on-off
そして、分岐流路16に設けられた前記開閉弁17は、開閉弁制御装置(開閉弁制御手段)23によって開閉制御されるようになっている。すなわち、この開閉弁制御装置23により、膨張タービン11の吸込流路12に設けられたタービン用流量計14で計測された流量計測値が所定の流量設定値QRより大きい場合には開閉弁17を閉じ、流量計測値が前記流量設定値QR以下の場合には開閉弁17を開放するようになっている。
The on-off
この場合、前記開閉弁17を開閉のための閾値となる前記流量設定値QRは、不安定現象が発生することなく膨張タービン11の運転を行なうための許容最低流量に基づいて定められるものであり、許容最低流量よりは若干高い値にて所定範囲幅を持たせて設定されることが望ましい。なお、許容最低流量は、この圧縮装置1に備えられる膨張タービンごとの仕様に基づいて予め決定されるものである。
In this case, the flow rate set value Q R consisting of the on-off
また、分岐流路16に設けられた前記ヒータ18は、ヒータ通電制御装置(ヒータ通電制御手段)22によって制御されるようになっている。すなわち、前記開閉弁17が開放されているとき、このヒータ通電制御装置22により、前記温度センサ19による温度検出結果に基づいてヒータ18の下流側における圧縮気体の温度を所定温度TRに維持するように、圧縮気体を加熱するヒータ18の通電を制御するようになっている。
Further, the
つまり、ヒータ18は、前記開閉弁17が開放されて遠心圧縮機7からの圧縮気体(例えば、温度100〜150℃)が分岐流路16に導かれているとき、分岐流路16を通って膨張タービン11の吸込流路12に流入する圧縮気体の温度が所定温度TR(例えば、200〜400℃)に維持されるように、該圧縮気体の加熱を行なう。この所定温度TRは、例えば200〜400℃に設定されており、前記開閉弁17が閉じられた状態、つまり膨張タービン11に吸込流路12からタービン駆動流体として前記許容最低流量を上回る流量でもって圧力蒸気が流入するときのタービン入口温度の温度範囲に相当するものである。
That is, the
次に、このように構成される前記圧縮装置1の動作を説明する。遠心圧縮機7は、主動力源である電動モータ5と補助動力源である膨張タービン11とによって駆動されており、圧縮気体の需要量に応じて、電動モータ5による駆動力と膨張タービン11の吸込流路12への圧力蒸気の供給量とが調節されるようになっている。
Next, the operation of the compression apparatus 1 configured as described above will be described. The
そして、タービン用流量計14で計測された流量計測値が所定の流量設定値QRより大きい場合、つまり、膨張タービン11にその許容最低流量を上回る圧力蒸気が供給されている場合は、開閉弁17によって分岐流路16は閉じられている。
Then, when the flow rate measurement value measured by the
圧縮気体の需要量の減少に伴って膨張タービン11への圧力蒸気の供給量が減少し、タービン用流量計14で計測される流量計測値が流量設定値QR以下となると、つまり、膨張タービン11への圧力蒸気の供給量が許容最低流量に近づくと、開閉弁制御装置23によって分岐流路16の開閉弁17が開放される。
The supply amount of pressure steam with decreasing demand of compressed gas to the
開閉弁17が開放されると、遠心圧縮機7からの圧縮気体(例えば、温度100〜150℃)が分岐流路16に流入する。この分岐流路16に流入した圧縮気体は、ヒータ通電制御装置22によって制御されるヒータ18によりその温度が所定温度TR(例えば、200〜400℃)に維持されるように加熱され、分岐流路16を通って膨張タービン11の吸込流路12に導かれる。これにより、膨張タービン11には、圧力蒸気と分岐流路16からの加熱された圧縮気体とが供給されて、膨張タービン11の許容最低流量を上回る駆動流体が流入することとなり、膨張タービン11は、不安定現象が発生することなく運転される。
When the on-off
そして、圧縮気体の需要量が回復して増加すると、これに伴い膨張タービン11への圧力蒸気の供給量が増加し、タービン用流量計14で計測される流量計測値が流量設定値QRを上回ると、分岐流路16が閉じられることになる。
When the demand of the compressed gas is increased recovery, this quantity of the supplied pressure steam into the
このように、本実施形態による圧縮装置1は、主動力源である電動モータ5に駆動され圧縮気体を吐出する遠心圧縮機7と、補助動力源として遠心圧縮機7を駆動する膨張タービン11とを備えた圧縮装置において、遠心圧縮機7の吐出流路9から分岐して、膨張タービン11の吸込流路12に連絡する分岐流路16を設け、膨張タービン11を駆動する圧力蒸気の流量が減少する場合には、遠心圧縮機7からの圧縮気体(圧縮プロセスガス)を分岐流路16に導いて所定温度に加熱し、この加熱された圧縮気体を膨張タービン11に圧力蒸気とともに流入させるように構成されている。
As described above, the compression device 1 according to the present embodiment includes the
したがって、本実施形態による圧縮装置1は、遠心圧縮機7による圧縮気体の需要量の減少に伴い膨張タービン11を駆動する圧力蒸気の流量が減少する場合でも、膨張タービン11に許容最低流量を下回らない量の流体をタービン入口温度の低下を招くことなく供給することができる。よって、膨張タービン11に破損や、熱歪みによる寿命低下などの悪影響を招くことなく装置運転を継続することができる。
Therefore, the compressor 1 according to the present embodiment causes the
図2は、本発明の別の実施形態による圧縮装置の構成を示す図である。この圧縮装置1aは蒸気温度センサ24が付加されている点以外は、前述の圧縮装置1と同一構成であり、両者の共通する部分には同一の符合を付してある。すなわち、本実施形態の圧縮装置1aは、膨張タービン11の吸込流路12(吸込流路12における分岐流路との接続点より上流側の位置)に、膨張タービン11に流入する圧力蒸気の温度を検出する蒸気温度センサ24を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a compression device according to another embodiment of the present invention. The
そして、この圧縮装置1aでは、蒸気温度センサ24で検出された温度と、前記温度センサ19による温度との差がなくなるように、ヒータ通電制御装置22により、分岐流路16を流れる圧縮気体を加熱するヒータ18の通電を制御するようになっている。通常、圧力蒸気は十分に高温であるので、このように構成しても、膨張タービン11に許容最低流量を下回らない量の流体をタービン入口温度の低下を招くことなく供給することができる。
In this
1,1a…圧縮装置
2…増速機 3…ブルギヤ 4…ピニオンギヤ
5…電動モータ 6…カップリング
7…遠心圧縮機 7a…インペラ
8…吸込流路 9…吐出流路 10…流量計
11…膨張タービン 11a…タービンインペラ
12…吸込流路 13…制御弁 14…タービン用流量計 15…吐出流路
16…分岐流路 17…開閉弁 18…ヒータ
19…温度センサ 20…圧力制御弁 21…逆止弁
22…ヒータ通電制御装置 23…開閉弁制御装置 24…蒸気温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記遠心圧縮機の吐出流路から分岐して、前記タービンの吸込流路に連絡する分岐流路と、前記吸込流路における前記分岐流路との接続点より下流側に設けられ、前記タービンに流入する流体の流量を計測する流量計と、前記分岐流路に設けられ、この分岐流路を開閉する開閉弁と、前記分岐流路に設けられ、この分岐流路を流れる前記吐出流路からの圧縮気体を加熱するヒータと、前記分岐流路に設けられ、前記ヒータの下流側における圧縮気体の温度を検出する温度センサと、前記流量計で計測された流量計測値が所定の流量設定値より大きい場合には前記開閉弁を閉じ、流量計測値が前記流量設定値以下の場合には前記開閉弁を開放する開閉弁制御手段と、前記温度センサによる温度検出結果に基づいて前記ヒータの下流側における圧縮気体の温度を所定温度に維持するように前記ヒータの通電を制御するヒータ通電制御手段と、を備えたことを特徴とする圧縮装置。 In a compressor comprising a centrifugal compressor driven by an electric motor as a main power source and discharging compressed gas, and a turbine for driving the centrifugal compressor as an auxiliary power source,
A branch flow path branched from the discharge flow path of the centrifugal compressor and connected to the suction flow path of the turbine, and provided downstream of a connection point between the branch flow path in the suction flow path, A flow meter for measuring the flow rate of the inflowing fluid; an open / close valve provided in the branch flow path for opening and closing the branch flow path; and a discharge flow path provided in the branch flow path and flowing through the branch flow path. A heater that heats the compressed gas, a temperature sensor that is provided in the branch flow path and detects the temperature of the compressed gas downstream of the heater, and a flow rate measurement value measured by the flow meter is a predetermined flow rate setting value. When larger, the on-off valve is closed, and when the flow rate measurement value is less than or equal to the flow rate set value, the on-off valve control means for opening the on-off valve, and the downstream of the heater based on the temperature detection result by the temperature sensor. Pressure on the side Compressor for the heater energization control means for controlling the energization of the heater to maintain the temperature of the gas to a predetermined temperature, comprising the.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010217259A JP5320366B2 (en) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | Compression device |
| CN201110295074.9A CN102418710B (en) | 2010-09-28 | 2011-09-27 | Compression device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010217259A JP5320366B2 (en) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | Compression device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012072690A JP2012072690A (en) | 2012-04-12 |
| JP5320366B2 true JP5320366B2 (en) | 2013-10-23 |
Family
ID=45943288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010217259A Expired - Fee Related JP5320366B2 (en) | 2010-09-28 | 2010-09-28 | Compression device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5320366B2 (en) |
| CN (1) | CN102418710B (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101360799B1 (en) * | 2012-05-31 | 2014-02-12 | 한국터보기계(주) | Hybrid 2 stage turbo compressor |
| WO2014061918A1 (en) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | 한국터보기계 주식회사 | Turbo machine system |
| KR101372322B1 (en) | 2013-02-06 | 2014-03-14 | 한국터보기계(주) | Turbo machinary |
| CN104019040A (en) * | 2014-06-26 | 2014-09-03 | 江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 | Double-suction high-pressure ratio steam compressor |
| BR102015015377B1 (en) * | 2014-06-27 | 2022-04-26 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine assembly and aircraft environmental control system |
| CN107476996B (en) * | 2017-08-08 | 2023-06-02 | 势加透博(上海)能源科技有限公司 | Generating set |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990075384A (en) * | 1998-03-20 | 1999-10-15 | 이헌석 | Compact Turbo Compressor |
| JP2000104698A (en) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Kobe Steel Ltd | Compressor |
| JP2004360462A (en) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Compression device |
| JP2005325752A (en) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Kobe Steel Ltd | Compressor device |
| US7784288B2 (en) * | 2006-03-06 | 2010-08-31 | General Electric Company | Methods and systems of variable extraction for compressor protection |
| JP2007332826A (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Kobe Steel Ltd | Centrifugal compressor |
| JP2009228652A (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | Control device for gas turbine engine |
| JP2010196606A (en) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Coal gasification combined power generation plant |
-
2010
- 2010-09-28 JP JP2010217259A patent/JP5320366B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-09-27 CN CN201110295074.9A patent/CN102418710B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012072690A (en) | 2012-04-12 |
| CN102418710A (en) | 2012-04-18 |
| CN102418710B (en) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5320366B2 (en) | Compression device | |
| JP6222993B2 (en) | 2-shaft gas turbine | |
| AU2007347705B2 (en) | Anti-bogdown control system for turbine/compressor systems | |
| CN105370629B (en) | PTA device energy recovery control methods | |
| TWI805086B (en) | Compressor device and method for controlling such a compressor device | |
| CN112762004A (en) | Anti-surge device of centrifugal compressor | |
| CN108691768A (en) | Method for controlling rotary screw compressor | |
| CN114352566A (en) | Air inlet system of centrifugal compressor | |
| CN116753049B (en) | A start-up and shutdown method for a supercritical carbon dioxide cycle system | |
| JP2013160235A (en) | Method and apparatus to control part-load performance of turbine | |
| JP5486489B2 (en) | Control method of turbo compressor | |
| JP4163131B2 (en) | Two-shaft gas turbine power generation system and its stopping method | |
| KR101319192B1 (en) | Steam driven compressor | |
| JP6215765B2 (en) | Compression device | |
| JP5178575B2 (en) | Power plant water supply apparatus and control method | |
| JP2005325752A (en) | Compressor device | |
| CN220748570U (en) | Magnetic suspension centrifugal air compressor | |
| CN219691772U (en) | Oilless air compressor | |
| JP6331239B2 (en) | Heat recovery system | |
| JP6379985B2 (en) | Heat recovery system | |
| JP3703872B2 (en) | gas turbine | |
| JP2006316759A (en) | Compression device | |
| CN223398901U (en) | Magnetic levitation centrifugal air compressor | |
| CN108291553A (en) | Turbomachinery Surge Prevention System | |
| WO2014199643A1 (en) | Engine system, and ship |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121001 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130628 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130702 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130712 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |