JPH0337038B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0337038B2 JPH0337038B2 JP58018987A JP1898783A JPH0337038B2 JP H0337038 B2 JPH0337038 B2 JP H0337038B2 JP 58018987 A JP58018987 A JP 58018987A JP 1898783 A JP1898783 A JP 1898783A JP H0337038 B2 JPH0337038 B2 JP H0337038B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- discharge side
- compressor
- orifice
- pressure difference
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の分野）
本発明は、サージ制御システムに関するもので
あり、特には遠心圧縮機におけるサージを防止す
るための新規にして有用な遠心圧縮機制御方法及
び遠心圧縮機制御装置に関する。
あり、特には遠心圧縮機におけるサージを防止す
るための新規にして有用な遠心圧縮機制御方法及
び遠心圧縮機制御装置に関する。
（従来技術の説明）
遠心圧縮機は最も一般的に使用されるガス圧縮
手段の１つである。これは、石油、化学及び合成
燃料工業のような多くの分野で使用されている。
手段の１つである。これは、石油、化学及び合成
燃料工業のような多くの分野で使用されている。
遠心圧縮機の運転は流量や圧力のようなさまざ
まの運転条件における変動により不安定となる場
合のある段階とが知られている。これは流れにお
ける急激な脈動をもたらし、サージ（サージン
グ）と呼ばれる。遠心圧縮機がサージ領域に入つ
て運転される時、遠心圧縮機のヘツド流れ特性は
実際上、勾配を逆転して第１図の特性曲線に示さ
れるような負の抵抗特性を発生する。流量が減少
するにつれ放出圧力は低下し、その結果流量及び
圧力は更に減少する。放出圧力がサージライン１
０における水準以下に落ちると、一時的な流れの
逆転が起こりそして管路圧力は落下し始める。こ
の状態はより多くの流量への要求を生み出し、再
度流れを逆転せしめる。こうして脈動が生じる。
この脈動は圧縮機運転状態をサージ領域外に出す
よう制御作用が適用されるまで続き、さもないと
圧縮機内張り或いは他の構造物が損傷を受ける。
まの運転条件における変動により不安定となる場
合のある段階とが知られている。これは流れにお
ける急激な脈動をもたらし、サージ（サージン
グ）と呼ばれる。遠心圧縮機がサージ領域に入つ
て運転される時、遠心圧縮機のヘツド流れ特性は
実際上、勾配を逆転して第１図の特性曲線に示さ
れるような負の抵抗特性を発生する。流量が減少
するにつれ放出圧力は低下し、その結果流量及び
圧力は更に減少する。放出圧力がサージライン１
０における水準以下に落ちると、一時的な流れの
逆転が起こりそして管路圧力は落下し始める。こ
の状態はより多くの流量への要求を生み出し、再
度流れを逆転せしめる。こうして脈動が生じる。
この脈動は圧縮機運転状態をサージ領域外に出す
よう制御作用が適用されるまで続き、さもないと
圧縮機内張り或いは他の構造物が損傷を受ける。
斯界での現在の状況に於ては、サージ制御シス
テムは圧縮機吸込管路内に取付けられるオリフイ
ス板を横切つての圧力差測定に基礎を置いてい
る。例えば、ガルフパブリツシング社刊「炭化水
素工業用圧縮機ハンドブツク」を参照されたい。
しかし、流体接触分解設備におけるガス回収圧縮
機のような多くの設備に於ては、取付けの困難さ
により、圧縮機吸込管路におけるオリフイス圧力
差を測定する段階とが不可能である（蒸気ハンド
ブツク参照）。
テムは圧縮機吸込管路内に取付けられるオリフイ
ス板を横切つての圧力差測定に基礎を置いてい
る。例えば、ガルフパブリツシング社刊「炭化水
素工業用圧縮機ハンドブツク」を参照されたい。
しかし、流体接触分解設備におけるガス回収圧縮
機のような多くの設備に於ては、取付けの困難さ
により、圧縮機吸込管路におけるオリフイス圧力
差を測定する段階とが不可能である（蒸気ハンド
ブツク参照）。
（発明の目的）
本発明の目的は、圧縮機の吐出端におけるオリ
フイス圧力差に対する計算を利用して遠心圧縮機
のサージ制御を行うことである。
フイス圧力差に対する計算を利用して遠心圧縮機
のサージ制御を行うことである。
（発明の構成及び効果）
本発明に従えば、
吸込側と吐出側とを具備しそして吸込側と吐出
側との間に接続される弁組込循回管路を備える遠
心圧縮機を制御する方法であつて、 圧縮機の吸込側圧力を検知してその値を得る段
階と、 圧縮機の吐出側圧力を検知してその値をを得る
段階と、 圧縮機の吐出側オリフイス圧力差を検知して実
測オリフイス圧力差値を得る段階と、 吸込側圧力及び吐出側圧力の関数である式を使
用して計算オリフイス圧力差を計算する段階と、 実測オリフイス圧力差及び計算オリフイス圧力
差を比較して誤差信号を得る段階と、 誤差信号を零に減じるよう前記弁を調節しそれ
により実測オリフイス圧力差を計算オリフイス圧
力差に実質上等しくする段階と を包含する遠心圧縮機制御方法が提供される。
側との間に接続される弁組込循回管路を備える遠
心圧縮機を制御する方法であつて、 圧縮機の吸込側圧力を検知してその値を得る段
階と、 圧縮機の吐出側圧力を検知してその値をを得る
段階と、 圧縮機の吐出側オリフイス圧力差を検知して実
測オリフイス圧力差値を得る段階と、 吸込側圧力及び吐出側圧力の関数である式を使
用して計算オリフイス圧力差を計算する段階と、 実測オリフイス圧力差及び計算オリフイス圧力
差を比較して誤差信号を得る段階と、 誤差信号を零に減じるよう前記弁を調節しそれ
により実測オリフイス圧力差を計算オリフイス圧
力差に実質上等しくする段階と を包含する遠心圧縮機制御方法が提供される。
該方法によつて、
吸込側流量を検知し得ない圧縮設備における
サージ制御を可能とする。
サージ制御を可能とする。
小さな或いは大きな圧縮比を有する変速及び
低速圧縮機の全範囲に渡つて正確な制御を提供
する遠心圧縮機サージ制御方法が提供される。
低速圧縮機の全範囲に渡つて正確な制御を提供
する遠心圧縮機サージ制御方法が提供される。
プロセス要求値がサージライン或いは該サー
ジライン以下になるような場合であつても、圧
縮機を通しての流れがサージライン或いは該サ
ージラインの直上に維持されるような制御方法
が提供される。
ジライン以下になるような場合であつても、圧
縮機を通しての流れがサージライン或いは該サ
ージラインの直上に維持されるような制御方法
が提供される。
また本発明に従えば、
圧縮機の入口に接続される吸込側管路と、
圧縮機の出口に接続される吐出側管路と、
吐出側管路内及び吸込側管路内に接続される循
回管路と、 該循回管路に設けられる圧力制御弁と、 該弁を制御する為該弁に接続される制御器と、 吸込側圧力値（Ps）を伝送する為の吸込側圧力
送信機と、 吐出側圧力値（Pd）を伝送する為の吐出側圧
力送信機と、 圧縮機の吐出側オリフイス圧力差（hd）を伝送
する為のオリフイス圧力差送信機と、 オリフイス圧力差のために所望された値を計算
するために、前記吸込側圧力送信機及び吐出側圧
力送信機並びに制御器に接続される制御ユニツト
とを包含し、 前記制御器が、実測オリフイス圧力差及び計算
されたオリフイス圧力差間の差を決定し、該決定
された前記差を使用して、前記実測オリフイス圧
力差を計算された圧力差と合致させるべく、前記
圧力制御弁の変化を制御するようになつている遠
心圧縮機制御装置が提供され、本装置によつて、 吸込側流量を検知し得ない圧縮設備における
サージ制御が可能となる。
回管路と、 該循回管路に設けられる圧力制御弁と、 該弁を制御する為該弁に接続される制御器と、 吸込側圧力値（Ps）を伝送する為の吸込側圧力
送信機と、 吐出側圧力値（Pd）を伝送する為の吐出側圧
力送信機と、 圧縮機の吐出側オリフイス圧力差（hd）を伝送
する為のオリフイス圧力差送信機と、 オリフイス圧力差のために所望された値を計算
するために、前記吸込側圧力送信機及び吐出側圧
力送信機並びに制御器に接続される制御ユニツト
とを包含し、 前記制御器が、実測オリフイス圧力差及び計算
されたオリフイス圧力差間の差を決定し、該決定
された前記差を使用して、前記実測オリフイス圧
力差を計算された圧力差と合致させるべく、前記
圧力制御弁の変化を制御するようになつている遠
心圧縮機制御装置が提供され、本装置によつて、 吸込側流量を検知し得ない圧縮設備における
サージ制御が可能となる。
小さな或いは大きな圧縮比を有する変速及び
低速圧縮機の全範囲に渡つて正確な制御が提供
されし得る。
低速圧縮機の全範囲に渡つて正確な制御が提供
されし得る。
プロセス要求値がサージライン或いは該サー
ジライン以下になるような場合であつても、圧
縮機を通しての流れがサージライン或いは該サ
ージラインの直上に維持されるような制御が可
能となる。
ジライン以下になるような場合であつても、圧
縮機を通しての流れがサージライン或いは該サ
ージラインの直上に維持されるような制御が可
能となる。
上記及びの効果を有し且つ構造が堅固で
ある遠心圧縮機制御装置の経済的な製造が可能
となる。
ある遠心圧縮機制御装置の経済的な製造が可能
となる。
等の効果を奏し得る。
（実施例の説明）
以下、本発明について具体的に説明する、図面
を参照するに、第２図から５図に例示される本発
明は、吸い込み側温度及び吐出側温度値を併用し
て或いは使用せずに、吸い込み側圧力値及び吐出
側圧力を使用して吐出側オリフイス圧力差を計側
圧力値を使用して吐出側オリフイス圧力差を計算
しそして実測オリフイス圧力差が計算オリフイス
圧力差に対応するよう実測オリフイス圧力差を調
整するべく弁を調節することによる遠心圧縮機の
サージ制御を提供する。
を参照するに、第２図から５図に例示される本発
明は、吸い込み側温度及び吐出側温度値を併用し
て或いは使用せずに、吸い込み側圧力値及び吐出
側圧力を使用して吐出側オリフイス圧力差を計側
圧力値を使用して吐出側オリフイス圧力差を計算
しそして実測オリフイス圧力差が計算オリフイス
圧力差に対応するよう実測オリフイス圧力差を調
整するべく弁を調節することによる遠心圧縮機の
サージ制御を提供する。
気体は遠心圧縮機内で断熱的にそして等エント
ロピー的に圧縮されるから、 （Pd／Ps）＝（Vs／Vd）k (1) ここで Pd＝吐出圧力 Ps＝吸込圧力 Vd＝吐出気体容積 Vs＝吸込気体容積 ｋ＝Cp／Cv Cp＝定圧気体比熱 Cv＝定容気体比熱 Ｗが圧縮機に適用される動力をそしてＦが気体
の質量流量であるとすると、圧縮機に導入される
動力の実質上すべてが気体のエンタルピの増加分
に変換されるから、運転の不可逆性と無関係に、
次の式が成立する： −Ｗ＝ΔH＝F∫Td Ts CpdT (2) ここで ΔH＝圧縮による気体のエンタルピ変化 Td＝気体吐出温度 Ts＝気体吸込温度 遠心圧縮機に適用される動力（Ｗ）はまた気体
の質量流量及び断熱ヘツドhaに次の式によつて関
係づけられる： −Ｗ＝Fha／ηa (3) ha＝断熱ヘツド、圧縮機製造業者により一般
に使用されるパラメータ ηa＝圧縮機効率（断熱） 上記式(2)及び(3)から、またＦを1b（0.454Kg）／
分単位そしてヘツドhaをft（0.30m）単位とし、動
力Ｗがft−1b／分（0.138255Kgｍ／分）で表わさ
れるとしそして778.3ft−1b（107.6Kgｍ）／BTU
の換算係数から、次の式を得る。
ロピー的に圧縮されるから、 （Pd／Ps）＝（Vs／Vd）k (1) ここで Pd＝吐出圧力 Ps＝吸込圧力 Vd＝吐出気体容積 Vs＝吸込気体容積 ｋ＝Cp／Cv Cp＝定圧気体比熱 Cv＝定容気体比熱 Ｗが圧縮機に適用される動力をそしてＦが気体
の質量流量であるとすると、圧縮機に導入される
動力の実質上すべてが気体のエンタルピの増加分
に変換されるから、運転の不可逆性と無関係に、
次の式が成立する： −Ｗ＝ΔH＝F∫Td Ts CpdT (2) ここで ΔH＝圧縮による気体のエンタルピ変化 Td＝気体吐出温度 Ts＝気体吸込温度 遠心圧縮機に適用される動力（Ｗ）はまた気体
の質量流量及び断熱ヘツドhaに次の式によつて関
係づけられる： −Ｗ＝Fha／ηa (3) ha＝断熱ヘツド、圧縮機製造業者により一般
に使用されるパラメータ ηa＝圧縮機効率（断熱） 上記式(2)及び(3)から、またＦを1b（0.454Kg）／
分単位そしてヘツドhaをft（0.30m）単位とし、動
力Ｗがft−1b／分（0.138255Kgｍ／分）で表わさ
れるとしそして778.3ft−1b（107.6Kgｍ）／BTU
の換算係数から、次の式を得る。
ha（ft）＝778.3ηa∫Td TsCpdT (4)
（ha（ｍ）＝233.49ηa∫Td TsCpdT）
即ち、
ha（ft）＝778.3ηaCp（Td−Ts） （4a）
（ha（ｍ）＝233.49ηaCp（Td−Ts））
(1) 気体の比熱は温度と共に一定である。
(2) 断熱圧縮機効率 ηa＝１
そして
(3) ｗは気体の分子量
と仮定すると、
式（4a）から、また
Cp−Cv＝1987Btu／1b mol. (5)
（500.724Cal／Kg mol）
PsVs／Ts＝PdVd／Td (6)
の関係から、そして1b（0.454Kg）mol単位を1b
（0.454Kg）に換算するため分子量によつて割る
と、次の式が得られる： ha＝1546／mwTs［（Pd／Ps）m−１］ (7) 或いは℃を使用する場合は ha＝1546／mwTs−32／1.8［（Pd／Ps）m−１］ (7) ここで ｍ＝（１−１／ｋ） 文献「遠心圧縮機に対するサージコントロー
ル」−ケミカルエンジニアリング、12月25日，
1972−においては、サージラインが断熱ヘツドが
標準状態における容積吸込流量Vsに対してプロ
ツトされる時には放物曲線として現われることが
観察されている。即ち、 ha＝K1Vs 2 (8) ここで K1＝定数 しかし、実際上、容積吸込流量（Vs）は直接
的には容易に測定し得ないから、オリフイス差と
して測定される。更に、吸込及び吐出流量は標準
状態において等しい、即ち： K2＝オリフイスメータ定数 hd＝圧縮機吐出管路におけるオリフイス測定
差 式(8)及び(9)から、次の式が導出される： hd＝K1K2 2hdTd／Pdｗ (10) 式(7)及び(10)から、次の式が得られる： 1546／mwTs［（Pd／Ps）m−１］＝K1K2 2hdTd／Pdｗ 即ち hd＝1546／K1K2 2（Ts／Td）（Pd／ｍ［（Pd／Ps）m
−１］ 或いは hd＝Ｋ（Ts／Td）（Pd／ｍ）［（Pd／Ps）m−１］(
11) ここで Ｋ＝1546／K1K2 2 (12) 式(11)において、式(1)及び(6)の助けの下で吸込及
び吐出温度の項を排除すると、 hd＝Ｋ（Pd／ｍ）（Pd／Ps）［（Pd／Ps）m−１］(
13) 式(11)及び（13）は次の態様で更に簡単化されう
る： hdと（Pd／Ps）mとの間の関係はｍ＝１において
線型であるが、これは理想から遠い。その結果、
下方圧縮比を除くすべてに対して直線性からの相
当の偏倚が存在する。直線性からの偏倚は圧縮比
の増大に伴い増加する。直線性からの偏倚は圧縮
比３における約３％から同比50における約25％ま
で増加する。
（0.454Kg）に換算するため分子量によつて割る
と、次の式が得られる： ha＝1546／mwTs［（Pd／Ps）m−１］ (7) 或いは℃を使用する場合は ha＝1546／mwTs−32／1.8［（Pd／Ps）m−１］ (7) ここで ｍ＝（１−１／ｋ） 文献「遠心圧縮機に対するサージコントロー
ル」−ケミカルエンジニアリング、12月25日，
1972−においては、サージラインが断熱ヘツドが
標準状態における容積吸込流量Vsに対してプロ
ツトされる時には放物曲線として現われることが
観察されている。即ち、 ha＝K1Vs 2 (8) ここで K1＝定数 しかし、実際上、容積吸込流量（Vs）は直接
的には容易に測定し得ないから、オリフイス差と
して測定される。更に、吸込及び吐出流量は標準
状態において等しい、即ち： K2＝オリフイスメータ定数 hd＝圧縮機吐出管路におけるオリフイス測定
差 式(8)及び(9)から、次の式が導出される： hd＝K1K2 2hdTd／Pdｗ (10) 式(7)及び(10)から、次の式が得られる： 1546／mwTs［（Pd／Ps）m−１］＝K1K2 2hdTd／Pdｗ 即ち hd＝1546／K1K2 2（Ts／Td）（Pd／ｍ［（Pd／Ps）m
−１］ 或いは hd＝Ｋ（Ts／Td）（Pd／ｍ）［（Pd／Ps）m−１］(
11) ここで Ｋ＝1546／K1K2 2 (12) 式(11)において、式(1)及び(6)の助けの下で吸込及
び吐出温度の項を排除すると、 hd＝Ｋ（Pd／ｍ）（Pd／Ps）［（Pd／Ps）m−１］(
13) 式(11)及び（13）は次の態様で更に簡単化されう
る： hdと（Pd／Ps）mとの間の関係はｍ＝１において
線型であるが、これは理想から遠い。その結果、
下方圧縮比を除くすべてに対して直線性からの相
当の偏倚が存在する。直線性からの偏倚は圧縮比
の増大に伴い増加する。直線性からの偏倚は圧縮
比３における約３％から同比50における約25％ま
で増加する。
低圧縮比（３以下）に対しては、hdと（Pd／
Ps）mとの間の関係は線型でありそしてその勾配は
次の式により与えられる： ｄ（Pd／Ps）m／ｄ（Pd／Ps）＝ｍ（Pd／Ps）m-1(1
4) （Pd／Ps）＝１においては、 ｄ（Pd／Ps）m／ｄ（Pd／Ps）＝１ (15) 従つて （Pd／Ps）m−１ｍ（Pd／Ps−１） (16) ここで式(11)及び（16）から、次の式が導かれ
る： hd＝Ｋ（Ts／Td）（Pd）（Pd／Ps−１） （11a） そして式（13）及び（16）から、次の式が得ら
れる： hd＝Ｋ（Pd／ｍ）ｍ（Pd／Ps−１）［１＋ｍ（Pd／
Ps）］ 即ち、 hd＝Ｋ（Pd）（Pd／Ps−１）［１＋ｍ（Pd／Ps）］ （13a） 式(11)，（11a），（13）及び（13a）は遠心圧縮機
吐出管路における計算されたオリフイス圧力差を
与える。
Ps）mとの間の関係は線型でありそしてその勾配は
次の式により与えられる： ｄ（Pd／Ps）m／ｄ（Pd／Ps）＝ｍ（Pd／Ps）m-1(1
4) （Pd／Ps）＝１においては、 ｄ（Pd／Ps）m／ｄ（Pd／Ps）＝１ (15) 従つて （Pd／Ps）m−１ｍ（Pd／Ps−１） (16) ここで式(11)及び（16）から、次の式が導かれ
る： hd＝Ｋ（Ts／Td）（Pd）（Pd／Ps−１） （11a） そして式（13）及び（16）から、次の式が得ら
れる： hd＝Ｋ（Pd／ｍ）ｍ（Pd／Ps−１）［１＋ｍ（Pd／
Ps）］ 即ち、 hd＝Ｋ（Pd）（Pd／Ps−１）［１＋ｍ（Pd／Ps）］ （13a） 式(11)，（11a），（13）及び（13a）は遠心圧縮機
吐出管路における計算されたオリフイス圧力差を
与える。
弁制御装置の設定点値は測定されたものとして
のオリフイス圧力差（hd）を式(11)，（11a），（13）
及び（13a）の計算値に等しく保持するよう調節
される。
のオリフイス圧力差（hd）を式(11)，（11a），（13）
及び（13a）の計算値に等しく保持するよう調節
される。
多くの場合、圧縮機吸込管路においてオリフイ
ス圧力差を測定することはできず、従つて吐出管
路におけるオリフイス圧力差が式（13）に従つて
使用される。
ス圧力差を測定することはできず、従つて吐出管
路におけるオリフイス圧力差が式（13）に従つて
使用される。
ここで図面を参照すると、第２図に示されるよ
うに、本発明は全体を12で表示される制御ユニツ
トの形で式(11)の計算を実現する為の装置を提供す
る。本発明の他の具体例の場合と同じく、制御は
例えば本件出願人のベイリーコントロールズ部門
から7000エレクトロニツク アナログ インスツ
ルメンテーシヨンの商品名で販売される制御装置
を使用して実現されうる。同じく本件出願人の小
会社からネツトワーク90コントロールシステムの
商品名で販売される、斯界に周知のマイクロプロ
セツサもまた使用される。
うに、本発明は全体を12で表示される制御ユニツ
トの形で式(11)の計算を実現する為の装置を提供す
る。本発明の他の具体例の場合と同じく、制御は
例えば本件出願人のベイリーコントロールズ部門
から7000エレクトロニツク アナログ インスツ
ルメンテーシヨンの商品名で販売される制御装置
を使用して実現されうる。同じく本件出願人の小
会社からネツトワーク90コントロールシステムの
商品名で販売される、斯界に周知のマイクロプロ
セツサもまた使用される。
第２図を参照すると、制御ユニツト１２は、送
信機１４及び１６を経て吸込及び吐出圧力に対す
る感知された値を入力として受取り、また送信機
１８及び２０を経て吸込及び吐出温度に対する感
知された値を入力として受取る。受取つた値の除
算操作は然るべく設けられた割算器２２，２４及
び２６により行われる。割算器２６において、吐
出圧力値が定数ｍにより割算される。計算素子２
８は吐出圧力／吸込圧力の割算値を定数ｍで累乗
し、そこから素子３０において１の量が差引かれ
る。掛算器３２は、計算器３０，２２及び２６か
ら受取つた値を互いにそして定数Ｋと掛合わせそ
して吐出オリフイス圧力差hdに対する計算された
所望値を線３４を経て制御器３６に出力し、制御
器３６はこの計算値を送信機３８を経て受取つた
実測値と比較して誤差信号を発生する。誤差信号
は吹出弁４０を制御するのに使用される。吹出弁
４０は循回管路４２に接続されている。吸込管路
４６と吐出管路４８を具備する遠心圧縮機４４は
こうしてそのサージラインにおけるか或いはそれ
以上のところに運転状態を維持するよう制御され
る。
信機１４及び１６を経て吸込及び吐出圧力に対す
る感知された値を入力として受取り、また送信機
１８及び２０を経て吸込及び吐出温度に対する感
知された値を入力として受取る。受取つた値の除
算操作は然るべく設けられた割算器２２，２４及
び２６により行われる。割算器２６において、吐
出圧力値が定数ｍにより割算される。計算素子２
８は吐出圧力／吸込圧力の割算値を定数ｍで累乗
し、そこから素子３０において１の量が差引かれ
る。掛算器３２は、計算器３０，２２及び２６か
ら受取つた値を互いにそして定数Ｋと掛合わせそ
して吐出オリフイス圧力差hdに対する計算された
所望値を線３４を経て制御器３６に出力し、制御
器３６はこの計算値を送信機３８を経て受取つた
実測値と比較して誤差信号を発生する。誤差信号
は吹出弁４０を制御するのに使用される。吹出弁
４０は循回管路４２に接続されている。吸込管路
４６と吐出管路４８を具備する遠心圧縮機４４は
こうしてそのサージラインにおけるか或いはそれ
以上のところに運転状態を維持するよう制御され
る。
第３〜５図に示される具体例において、同一若
しくは類似の要素を表すのに同じ番号が付されて
いる。第３図の計器は式（11a）に従つて放出オ
リフイス圧力差を計算するよう機能する。
しくは類似の要素を表すのに同じ番号が付されて
いる。第３図の計器は式（11a）に従つて放出オ
リフイス圧力差を計算するよう機能する。
第４図の具体例は、式（13）に従う計算方式実
施の為の系を示す。この具体例において、吸込及
び吐出温度値は不要であることを銘記されたい。
定数ｍ＝１である時、割算器２６は排除でき、系
を更に簡略化しうる。
施の為の系を示す。この具体例において、吸込及
び吐出温度値は不要であることを銘記されたい。
定数ｍ＝１である時、割算器２６は排除でき、系
を更に簡略化しうる。
第５図には、式（13a）に従う計測法が示され
ている。ここでは、２つの追加素子が使用され
る。即ち素子４６は素子２４から受取つた値に定
数ｍを掛けそして素子４８は素子４６から受取つ
た値に１を加える。
ている。ここでは、２つの追加素子が使用され
る。即ち素子４６は素子２４から受取つた値に定
数ｍを掛けそして素子４８は素子４６から受取つ
た値に１を加える。
上記系は可変速度で運転されている圧縮機に適
用されうる。圧縮機の一般型式の１つは定速で作
動し、ここでは入口案内翼がヘツド流れ特性を変
更するのに調整される。しかし、これは、サージ
制御系統に対する上記近似法を変えるものでな
い。何故なら、上に呈示した基本式は変らないか
らである。
用されうる。圧縮機の一般型式の１つは定速で作
動し、ここでは入口案内翼がヘツド流れ特性を変
更するのに調整される。しかし、これは、サージ
制御系統に対する上記近似法を変えるものでな
い。何故なら、上に呈示した基本式は変らないか
らである。
本発明に従う遠心圧縮機制御方法及び遠心圧縮
機制御装置は実用上もつとも精確な全範囲サージ
制御を提供する。
機制御装置は実用上もつとも精確な全範囲サージ
制御を提供する。
本発明に従う遠心圧縮機制御装置は保護装置で
あり従つてプラント操業変数として調整されな
い。
あり従つてプラント操業変数として調整されな
い。
一般に、式（11a）及び（13a）を使う方式は
低圧縮比で運転される圧縮機に一層適用しえそし
て式(11)及び（13）を使う方式はもつと高い圧縮比
で運転される圧縮機に対して適用しうる。
低圧縮比で運転される圧縮機に一層適用しえそし
て式(11)及び（13）を使う方式はもつと高い圧縮比
で運転される圧縮機に対して適用しうる。
以上、本発明について具体的に説明したが、本
発明の範囲内で多くの変更が可能であることを銘
記されたい。
発明の範囲内で多くの変更が可能であることを銘
記されたい。
第１図は遠心圧縮機のサージラインを示す特性
曲線であり、第２図は吸込側圧力及び温度並びに
吐出側温度及び圧力値が吐出側における所望のオ
リフイス圧力差を計算するのに使用した本発明装
置のブロツク図であり、第３図はまた別の具体例
に従う第２図と同様のブロツク図であり、第４図
は吐出及び吸込圧力のみを使用するまた別の具体
例のブロツク図であり、そして第５図はまた別の
具体例の第４図と同様のブロツク図である。 ４４：遠心圧縮機、４６：吸込管路、４８：吐
出管路、４０：吹出弁、１２：制御ユニツト、１
４，１６：圧力信号送信機、１８，２０：温度信
号送信機、２２，２４，２６：割算器、２８：計
算器、３２：掛算器、３６：制御器。
曲線であり、第２図は吸込側圧力及び温度並びに
吐出側温度及び圧力値が吐出側における所望のオ
リフイス圧力差を計算するのに使用した本発明装
置のブロツク図であり、第３図はまた別の具体例
に従う第２図と同様のブロツク図であり、第４図
は吐出及び吸込圧力のみを使用するまた別の具体
例のブロツク図であり、そして第５図はまた別の
具体例の第４図と同様のブロツク図である。 ４４：遠心圧縮機、４６：吸込管路、４８：吐
出管路、４０：吹出弁、１２：制御ユニツト、１
４，１６：圧力信号送信機、１８，２０：温度信
号送信機、２２，２４，２６：割算器、２８：計
算器、３２：掛算器、３６：制御器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吸込側と吐出側とを具備しそして吸込側と吐
出側との間に接続される弁組込循回管路を備える
遠心圧縮機を制御する方法であつて、 圧縮機の吸込側圧力を検知してその値を得る段
階と、 圧縮機の吐出側圧力を検知してその値を得る段
階と、 圧縮機の吐出側オリフイス圧力差を検知して実
測オリフイス圧力差値を得る段階と、 吸込側圧力及び吐出側圧力の関数である式を使
用してオリフイス圧力差を計算する段階と、 実測オリフイス圧力差及び計算オリフイス圧力
差を比較して誤差信号を得る段階と、 誤差信号を零に減じるよう前記弁を調節しそれ
により実測オリフイス圧力差をオリフイス圧力差
に等しくする段階とを包含する遠心圧縮機制御方
法。 ２ 圧縮機の吸込側温度の値を入手するために該
圧縮機の吸込側温度を検知する段階と、 圧縮機の吐出側温度の値を得るために該圧縮機
の吐出側温度を検知する段階とを含み、 式が hd＝Ｋ〔Ts／Td〕〔Pd／ｍ〕［〔Pd／Ps〕m−１］ ここで hd＝吐出側オリフイス圧力差 Ｋ＝定数 Ts＝吸込側温度 Td＝吐出側温度 Ps＝吸込側圧力 Pd＝吐出側圧力 ｍ＝１−（定容積において圧縮機により圧縮
された気体の比熱÷定圧力における気体の
比熱） である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ ｍの値が１に等しく選択されそして圧縮機が
比較的低い圧縮比を有する型式のものである特許
請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 式が hd＝Ｋ〔Pd／ｍ〕〔Pd／Ps〕m［〔Pd／Ps〕m−１］ ここで hd＝吐出側オリフイス圧力差 Ｋ＝定数 Ps＝吸込側圧力 Pd＝吐出側圧力 ｍ＝１−（定容積において圧縮機により圧縮
された気体の比熱÷定圧力における気体の
比熱） である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 式が hd＝Ｋ（Pd）〔Pd／Ps−１〕［１＋ｍ〔Pd／Ps〕］ ここで、 hd＝吐出側オリフイス圧力差 Ｋ＝定数 Ps＝吸込側圧力 Pd＝吐出側圧力 ｍ＝１−（定容積において圧縮機により圧縮
された気体の比熱÷定圧力における気体の
比熱） である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 圧縮機の入口に接続される吸込側管路と、圧
縮機の出口に接続される吐出側管路と、 吐出側管路内及び吸込側管路内に接続される循
回管路と、 該循回管路に設けられる圧力制御弁と、 該弁を制御する為該弁に接続される制御器と、 吸込側圧力値（Ps）を伝送する為の吸込側圧力
送信機と、 吐出側圧力値（Pd）を伝送する為の吐出側圧
力送信機と、 圧縮機の吐出側オリフイス圧力差（hd）を伝送
する為のオリフイス圧力差送信機と、 オリフイス圧力差値を計算するために、前記吸
込側圧力送信機及び吐出側圧力送信機並びに制御
器に接続される制御ユニツトとを包含し、 前記制御器が、実測オリフイス圧力差及び計算
オリフイス圧力差間の差を決定し、該決定された
差の値を使用して、前記実測オリフイス圧力差を
計算オリフイス圧力差と合致させるべく、前記圧
力制御弁を制御して変化させるようになつている
遠心圧縮機制御装置。 ７ 制御ユニツトが式 hd＝Ｋ〔Pd／ｍ〕〔Pd／Ps〕m［〔Pd／Ps〕m−１］ ここで hd＝吐出側オリフイス圧力差 Ｋ＝定数 Ps＝吸込側圧力 Pd＝吐出側圧力 ｍ＝１−（定容積において圧縮機により圧縮
された気体の比熱÷定圧力における気体の
比熱） に従つて計算オリフイス圧力差を算出する特許請
求の範囲第６項記載の装置。 ８ 制御ユニツトが hd＝Ｋ（Pd）〔Pd／Ps−１〕［１＋ｍ〔Pd／Ps〕］ ここで、 hd＝吐出側オリフイス圧力差 Ｋ＝定数 Ps＝吸込側圧力 Pd＝吐出側圧力 ｍ＝１−（定容積における圧縮機により圧縮
された気体の比熱÷定圧力における気体の
比熱） に従つて計算オリフイス圧力差を算出する特許請
求の範囲第６項記載の装置。 ９ 制御ユニツトに吸込側温度及び吐出側温度を
伝送する為の吸込側温度及び吐出側温度送信機が
設けられ、制御ユニツトが式 hd＝Ｋ〔Ts／Td〕〔Pd／ｍ〕［〔Pd／Ps〕m−１］ ここで hd＝吐出側オリフイス圧力差 Ｋ＝定数 Ts＝吸込側温度 Td＝吐出側温度 Ps＝吸込側圧力 Pd＝吐出側圧力 ｍ＝１−（定容積における圧縮機により圧縮
された気体の比熱÷定圧力における気体の
比熱） に従つて計算オリフイス圧力差を算出する特許請
求の範囲第６項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/348,620 US4464720A (en) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | Centrifugal compressor surge control system |
| US348620 | 1989-05-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197498A JPS58197498A (ja) | 1983-11-17 |
| JPH0337038B2 true JPH0337038B2 (ja) | 1991-06-04 |
Family
ID=23368818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58018987A Granted JPS58197498A (ja) | 1982-02-12 | 1983-02-09 | 遠心圧縮機サ−ジ制御システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4464720A (ja) |
| JP (1) | JPS58197498A (ja) |
| AU (1) | AU558590B2 (ja) |
| CA (1) | CA1185344A (ja) |
| IN (1) | IN160690B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4861233A (en) * | 1983-10-07 | 1989-08-29 | The Babcock & Wilcox Company | Compressor surge control system |
| US4900232A (en) * | 1983-10-07 | 1990-02-13 | The Babcock & Wilcox Company | Compressor surge control method |
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-
1982
- 1982-02-12 US US06/348,620 patent/US4464720A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-01-21 AU AU10691/83A patent/AU558590B2/en not_active Ceased
- 1983-01-27 IN IN102/CAL/83A patent/IN160690B/en unknown
- 1983-02-09 JP JP58018987A patent/JPS58197498A/ja active Granted
- 1983-02-11 CA CA000421383A patent/CA1185344A/en not_active Expired
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| AU1069183A (en) | 1983-08-18 |
| IN160690B (ja) | 1987-08-01 |
| JPS58197498A (ja) | 1983-11-17 |
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