[發明專利]用于控制壓縮機的出口壓力的方法

有效

• 申請號: 201880064009.5
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111164312B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 馬里納·達里
• 申請（專利權）人: 克里奧斯塔股份有限公司
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新

一種用于控制壓縮機的方法，所述壓縮機包括末級(40)和壓縮機負載控制器(90)，在所述負載控制器(90)中給定對應于消耗裝置所需壓力的設定點出口壓力，所述方法包括以下步驟：a?測量所述末級(40)的進口處的溫度；b?測量所述末級(40)的出口壓力與進口壓力之間的比率；c?基于進口溫度(Tin)的值并基于所述壓力比率(Pout/Pin)計算系數(Ψ)；d?如果所述系數(Ψ)在預先確定的范圍內，則將所述設定點出口壓力改變為新的更大的設定點出口壓力，直到利用所述新的設定點出口壓力計算的所述系數(Ψ)超出所述預先確定的范圍；以及e?在壓力調節器(100)中將從所述壓縮機流出的流體的壓力調整到所述消耗裝置所需壓力。

本發明涉及一種用于控制壓縮機的出口壓力的方法和一種用于實現此類方法的控制系統。更具體地，本發明涉及控制多級離心式壓縮機以便避免該壓縮機進入石墻效應區。

特別地，本發明涉及向發動機或其他做功機器供應天然氣。該發動機或機器(以及該壓縮機)可以在運載工具(輪船、火車等)上或在陸上。壓縮機的進口處的氣體例如來自LNG(液化天然氣)的儲存裝置。因此，其可能處于低溫狀態(低于-100℃)。其可以是蒸發氣體或汽化液體。

如壓縮機領域的普通技術人員所公知的，壓縮機以及多級壓縮機僅在取決于該壓縮機的特征的給定狀態下工作。離心式壓縮機的使用一方面受到石墻效應狀態的限制，并且另一方面受到喘振狀態的限制。

當流量相對于揚程過高時即發生石墻效應。例如，在具有恒定速度的壓縮機中，揚程必須大于給定值。

當壓縮機中的氣體流量減小使得壓縮機不能保持足夠的排放壓力時，發生喘振。壓縮機的出口處的壓力然后可變得低于進口處的壓力。這可以損壞壓縮機(葉輪和/或軸)。

在現有技術中眾所周知的是通過“防喘振”管線保護壓縮機免受喘振狀態的影響，該“防喘振”管線將壓縮機的出口與其進口連接并且裝配有旁通閥。

美國專利4,526,513號公開了一種用于控制管道壓縮機的方法和設備。更具體地，該文件涉及壓縮機的喘振狀態。然而，這表明如果存在石墻效應，則必須將附加的壓縮機單元置于運行。這種解決方案從未被應用過，如果可以，那它將是一種昂貴的解決方案。

存在多種依靠天然氣(LNG)運行的發動機。一種發動機稱為XDF發動機。XDF發動機需要具有可變排放壓力的壓縮機。這種壓縮機例如是多級離心式壓縮機。在過低的排放設定點的情況下，壓縮機或壓縮機的末級可進入石墻效應區。

本發明的目的是提供一種用于壓縮機即多級壓縮機的控制系統，以避免石墻效應狀態。

為了滿足這個目的或其他目的，本發明的第一方面提出了一種用于控制壓縮機的方法，該壓縮機至少包括末級和壓縮機負載控制器，在該負載控制器中給定對應于消耗裝置所需壓力的第一設定點出口壓力。

根據本發明，該方法包括以下步驟：

a-測量末級的進口處的溫度；

b-測量壓縮機的末級的出口壓力與進口壓力之間的比率；

c-至少基于進口溫度的值并基于所測量的壓力比率計算系數；

d-如果計算的系數在預先確定的范圍內，則將第一設定點出口壓力改變為大于第一設定點出口壓力的第二設定點出口壓力，直到利用第二設定點出口壓力計算的系數超出預先確定的范圍；以及

e-在壓力調節器中將從壓縮機流出的流體的壓力調整到對應于消耗裝置所需壓力的第一設定點出口壓力。

在原始方式中，該方法基于計算取決于溫度和壓力的系數，并且還最初提出在壓縮機的末級的出口處將壓力增大到所需壓力之上。

在該方法的第一實施方案中，在步驟c中所計算的系數可以是通過將壓縮機的進口溫度乘以出口壓力與進口壓力的比率的對數而計算的系數。