[發明專利]原料氣體液化裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201780056417.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109690216B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 山添直隆;阪本智浩;宮崎英隆;仮屋大祐;三輪靖雄;齋藤雄一;木村洋介
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;F01D17/00;F01D17/06;F01D17/10;F01K17/04;F01K25/10;F25B9/06;F25J1/00
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

1.一種原料氣體液化裝置，其特征在于，具備：

供給沸點比氮氣低溫的原料氣體的進給管路；

作為用于冷卻所述原料氣體的制冷劑進行循環的制冷劑循環管路，是具有使所述制冷劑膨脹并生成冷熱的渦輪式膨脹機及設置于所述膨脹機的入口側的膨脹機入口閥的制冷劑循環管路；

進行所述原料氣體和所述制冷劑的熱交換的熱交換器；

利用與液氮的熱交換進行所述原料氣體及所述制冷劑的初期冷卻的冷卻器；

檢測所述膨脹機的轉速的膨脹機轉速傳感器； 以及

所述膨脹機啟動時及停止時，利用使所述膨脹機的轉速與規定的目標值一致的反饋控制來生成所述膨脹機入口閥的開度指令，將該開度指令向所述膨脹機入口閥輸出的控制裝置；

所述控制裝置在所述膨脹機啟動前，以使所述膨脹機入口閥打開而不使所述膨脹機轉動的規定的初期冷卻流量的初期冷卻后的所述制冷劑導入所述膨脹機的形式生成所述膨脹機入口閥的開度指令，將該開度指令向所述膨脹機入口閥輸出。

2.根據權利要求1所述的原料氣體液化裝置，其特征在于，

所述控制裝置在所述膨脹機啟動時，

基于使所述膨脹機的轉速上升至比該膨脹機的危險速度區域小的規定的最大轉速設定值的規定的閥開度計劃，求得所述膨脹機入口閥的第一開度指令；

利用以所述目標值為所述最大轉速設定值，使所述膨脹機的轉速與所述最大轉速設定值一致的反饋控制求得所述膨脹機入口閥的第二開度指令；

將所述第一開度指令及所述第二開度指令中的值較小的一方的開度指令向所述膨脹機入口閥輸出。

3.根據權利要求1或2所述的原料氣體液化裝置，其特征在于，

在所述膨脹機啟動時，且在使所述膨脹機的轉速從超過所述膨脹機的危險速度區域的規定的升速前轉速上升至所述膨脹機的定格轉速時，

所述控制裝置基于將伴隨所述膨脹機的轉速的變化而來的所述熱交換器的溫度變化抑制在規定的容許范圍內的同時使所述膨脹機的轉速上升的規定的轉速升速計劃，決定所述目標值。

4.根據權利要求1或2所述的原料氣體液化裝置，其特征在于，

在所述膨脹機停止時，且在使所述膨脹機的轉速從所述膨脹機的定格轉速下降至超過所述膨脹機的危險速度區域的規定的停止前轉速時，

所述控制裝置基于將伴隨所述膨脹機的轉速的變化而來的所述熱交換器的溫度變化抑制在規定的容許范圍內的同時使所述膨脹機的轉速下降的規定的轉速減速計劃，決定所述目標值。

5.根據權利要求1或2所述的原料氣體液化裝置，其特征在于，

所述膨脹機包括高壓膨脹機和設置于該高壓膨脹機的下游側的低壓膨脹機；

所述膨脹機入口閥包括設置于所述高壓膨脹機的入口側的高壓膨脹機入口閥和設置于所述低壓膨脹機的入口側的低壓膨脹機入口閥；

所述控制裝置以如下形式控制所述低壓膨脹機及所述高壓膨脹機的轉速：所述低壓膨脹機的轉速到達超過該低壓膨脹機的危險速度區域的規定的升速前轉速后，所述高壓膨脹機的轉速到達超過該高壓膨脹機的危險速度區域的規定的升速前轉速，所述高壓膨脹機及所述低壓膨脹機均到達各自的所述升速前轉速后，使所述高壓膨脹機及所述低壓膨脹機的轉速從各自的所述升速前轉速上升至各自的定格轉速。