CN102378888A - 用于控制压缩机的方法和设备以及冷却烃流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于控制一个或多个第一压缩机(12)的方法和设备，压缩机进料流(10)通过所述第一压缩机。至少一个节流阀(32)设置在压缩机再循环管路(22)下游，所述压缩机再循环管路(22)围绕所述或每一个第一压缩机(12)设置，并且包括直联的第一再循环阀(24)。有时，通过旁路管路(60)，使所述压缩机进料流(10)的至少一部分选择地绕过所述或每一个第一压缩机(12)和所述至少一个节流阀。利用下述至少一个压力和至少一个流量的测量值自动控制所述节流阀(32)中的至少一个，所述测量值选自：所述压缩机进料流(10)的压力(P1)，所述压缩机进料流(10)的流量(F1)，所述第一压缩流(20)的压力(P2)和所述第一压缩流(20)的流量(F2)。以这种方式控制的第一压缩机可用于冷却初始烃流(100)的方法中。

Description

用于控制压缩机的方法和设备以及冷却烃流的方法
技术领域
本发明涉及用于控制压缩机的方法和设备。在另一方面，本发明涉及冷却烃流的方法。
背景技术
天然气是可用的燃料源，并且是多种烃化合物的来源。由于多种原因，通常期望在位于天然气流源处或附近的液化天然气(LNG)站中将天然气液化。例如，天然气以液态形式可比以气态形式更易于长途运输和贮存，因为其占据小的体积，并且不需要在高压下贮存。
通常，天然气主要包含甲烷。除了甲烷，天然气通常包含一些较重烃，例如乙烷、丙烷、丁烷、C5+烃和芳香烃。这些和任何其它常见的或已知的较重烃和杂质妨碍或阻碍通常已知的将甲烷液化的方法，特别是将甲烷液化的最有效的方法。即使不是全部，大多数已知的或提出的将烃液化的方法，特别是将天然气液化的方法，都是基于在液化工艺之前尽可能降低至少大部分较重烃和杂质水平。
比甲烷重的烃，典型地说乙烷，通常作为天然气凝析液(NGL)从天然气流冷凝和回收，通常称为NGL回收。通常将NGL分馏来产出有价值的烃产物，所述烃产物或为产物流本身，或用于液化，例如作为冷冻剂的组分。
NGL回收通常涉及NGL分离塔，在其中将天然气流分离成包含NGL的底部流和富含甲烷的顶部流，所述顶部流通常通过一个或多个压缩机进行压缩或再压缩(天然气流可已在NGL分离塔的上游减压)。
用于气态流的压缩机在很多情况下、系统中和装置中使用。通常围绕压缩机具有蒸汽循环或再循环管路，以避免“喘振”。通常，喘振与流向压缩机的流量太低有关，这可能造成流量快速脉动。
US4,464,720公开了一种喘振控制系统，其利用算法计算理想的孔差压，并且将计算结果与实际差压相比较。在离心压缩机的吸入侧和排出侧进行压力和温度测量并由此进入控制系统，以使实际差压基本上等于理想差压。测量并且利用进入离心压缩机的气体的吸入侧温度。
但是，即使具有喘振控制系统，仍可能出现损坏情况，并且压缩机仍可能发生故障。
发明内容
根据第一方面，本发明提供一种控制一个或多个第一压缩机的方法，至少包括以下步骤：
(a)提供压缩机进料流；
(b)使压缩机进料流通过所述一个或多个第一压缩机，所述第一压缩机或每一个第一压缩机具有第一入口和第一出口，以提供一个或多个第一压缩流；
(c)测量由下列项目构成的组中的至少一个压力和至少一个流量：压缩机进料流的压力，压缩机进料流的流量，第一压缩流的压力和第一压缩流的流量，以提供至少两个测量值；
(d)提供第一压缩机再循环管路，所述第一压缩机再循环管路包括围绕所述第一压缩机或每一个第一压缩机的直联的第一再循环阀；
(e)使所述第一压缩流或每一个第一压缩流通过所述压缩机再循环管路下游的至少一个节流阀，以提供受控流；
(f)通过第一旁路管路选择地使所述压缩机进料流或每一个压缩机进料流的一部分绕过所述第一压缩机或每一个第一压缩机和所述至少一个节流阀；和
(g)使用步骤(c)的测量值自动控制所述节流阀中的至少一个。
根据第二方面，本发明提供一种冷却优选包含天然气的初始烃流的方法，包括至少以下步骤：
(i)使所述初始烃流通过分离器来提供稳定化的冷凝物流和混合烃流；
(ii)将所述混合烃流分离成重底部流和作为压缩机进料流的轻顶部流；和
(iii)使所述压缩机进料流通过一个或多个第一压缩机和至少一个节流阀，并且使用如上所述根据本发明第一方面限定的方法控制所述一个或多个第一压缩机，以提供一个或多个受控流；
(iv)使所述受控流或每一个受控流通过一个或多个第二压缩机，以提供一个或多个第二压缩流；和
(v)冷却所述一个或多个第二压缩流的至少一部分，优选液化所述一个或多个第二压缩流的至少一部分，以提供冷却的优选液化的烃流。
本发明还提供一种用于控制一个或多个第一压缩机的设备，所述设备至少包括：
一个或多个第一压缩机，其用于在所述第一压缩机或每一个第一压缩机中在第一入口和第一出口之间压缩压缩机进料流，以提供一个或多个第一压缩流；
至少两个测量器，其能够测量由下列项目构成的组中的至少一个压力和至少一个流量：所述压缩机进料流的压力，所述压缩机进料流的流量，所述第一压缩流的压力，和所述第一压缩流的流量；以提供至少两个测量值；
压缩机再循环管路，其围绕所述第一压缩机或每一个第一压缩机，包括直联的第一再循环阀；
至少一个节流阀，其在所述压缩机再循环管路下游，用于接收所述第一压缩流或每一个第一压缩流，以提供受控流；
第一旁路管路，其用于使所述压缩机进料流的一部分绕过所述第一压缩机或每一个第一压缩机和所述至少一个节流阀；和
使用步骤(c)的测量值自动控制所述节流阀中的至少一个。
该设备可形成天然气液化站或设施的一部分。
附图说明
现在将仅参照所附的非限制性附图，以示例的方式描述本发明的实施例和实例，附图中：
图1是根据本发明一个实施例的控制压缩机的方法的示意图；
图2是根据本发明第二实施例的控制压缩机的方法的示意图；
图3是包括图1和2中所示实施例的冷却初始烃流的方法的示意图；
图4是用于压缩机的压头(head)压缩比相对于容量的示例性关系曲线，显示出喘振线、速度线和阻塞线；且
图5是根据本发明第三实施例的控制两个并联压缩机的方法的示意图。
具体实施方式
对于本文来说，管路和该管路中运送的流将标示单个附图标记，流的压力/流量以及该压力/流量的测量装置将标示单个附图标记。
已经发现，利用下述至少一个压力和一个流量的测量值自动控制设置在压缩机下游的节流阀使得能够防止发生阻塞，所述压力选自由下列项目构成的组：压缩机进料流的压力和第一压缩流的压力；所述流量选自由下列项目构成的组：压缩机进料流的流量，和第一压缩流的流量。除了喘振，压缩机还可能由于“阻墙现象”或阻塞而损坏。因而，由此降低与压缩机有关的故障和/或损坏。
在太低的压力比下具有过容量的流量时出现压缩机阻塞，以致于压缩机“阻塞”，并且不能压缩气流。这造成可能损坏压缩机的高振动。
阻塞的问题可能通过本文公开的方法避免，在此方法中，自动控制压缩机下游的节流阀来降低第一压缩流的压力并且相对于旁路管路的压力自动调节第一压缩流的压力。以这种方式，可避免进入发生阻塞的工作条件。
压缩机喘振是在低体积流动速率下在压缩机中出现的现象，并且因此限制给定压缩机的最小容量。在压缩机的运行中，当系统阻力增大时，由压缩机产生的压头或压缩比增大，以克服该阻力。当系统压力增大时，更低的流量可通过压缩机，并且这将一直持续到压缩机的最大压头容量。最小流量的极限值形成喘振线。在喘振线下方，背压超过压缩机能够输送的压力，造成瞬间回流情况。在回流期间，系统阻力降低，引起背压下降，使压缩机能够输送增大的流量。如果对压缩机下游的流动的对抗作用未改变，则将再次接近峰值压头输送量，并且观察到回流，形成称为喘振的循环情况。如果压缩机在喘振点之外运行，则由于能够产生机械损坏的振动、噪音、轴向轴移动和过热，会对压缩机造成相当大的损坏。
喘振的问题可通过本文公开的方法避免，其通过在接近喘振线时，自动控制直联的第一再循环阀以打开并且增大第一压缩流的量来实现，所述第一压缩流沿第一压缩机再循环管路返回到压缩机进料流。
本实施例提供一种控制压缩机的更有效的方法，该方法基于自动控制下游的节流阀，该节流阀使得能够在用于处理烃流的体系或系统中控制和整合压缩机，该自动控制作用例如在压缩机进料流的流量和压力的启动阶段和增进阶段过程中进行，或由于任何上游压降而引起。压缩机控制的自动化使得能够通过测量压缩机数据而确定压缩机相对于用于压缩机的可接受的运行窗口运行的当前运行点。因而控制器的自动化使得能够改变压缩机的运行以减少例如压缩机喘振和阻塞等压缩机问题的可能性。
如本文所述的利用下游节流阀的自动控制来控制一个或多个第一压缩机并且因此控制设备对于第一压缩机的启动阶段特别有用。
参照附图，图1和2显示了用于控制第一压缩机12的方法的不同实施例，第一压缩机12作为NGL回收系统1的一部分用于压缩压缩机进料流10。图3显示了用于冷却初始烃流100的方法的液化天然气站2的简化的第一总体方案，其包括图1和图2的NGL回收系统1。
初始烃流可以是任何合适的烃流，例如但是不限于能够被冷却的含烃气流。一个实例是从天然气或油藏获得的天然气流。作为替代，天然气流也可得自其它源，也包括合成源，例如费托(Fischer-Tropsch)工艺。
通常，这样的初始烃流大部分由甲烷构成。优选这样的初始烃流包含至少50mol％(摩尔百分含量)甲烷，更优选至少80mol％甲烷。
图3显示了包含天然气的初始烃流100，其通过第一冷却级104冷却，以提供冷却的和部分冷凝的初始烃流110。
第一冷却级104可以本领域已知方式包括并联、串联或两种方式都使用的一个或多个换热器。向第一冷却级104提供冷却是本领域技术人员已知的。初始烃流100的冷却可以是液化工艺的一部分，例如涉及丙烷冷冻剂回路(未显示)的预冷却级，或可以是单独的工艺。初始烃流100的冷却可涉及将初始烃流100的温度降低到低于-0℃，例如在-10℃到-70℃的范围内。
冷却的初始烃流110可通入例如冷凝物稳定塔108之类的分离器，其通常在高于环境压力下以本领域已知方式运行。冷凝物稳定塔108提供顶部混合烃流8，其优选温度低于-0℃，和稳定化的冷凝物流120。与冷却的初始烃流110相比较，顶部流8为富含甲烷流。
本文所用的术语“混合烃流”涉及一种烃流，其包含甲烷(C1)和至少5mol％的一种或多种选自由以下项目组成的组的烃：乙烷(C2)、丙烷(C3)、丁烷(C4)和C5+烃。通常，甲烷在混合烃流8中的比例为30-50mol％，并且乙烷和丙烷占显著部分，例如每一种占5-10mol％。
术语“轻”和“重”相对于彼此限定，并且分别是指来自一个或多个气液分离器14的顶部流和底部流。“轻”和“重”烃流的组成取决于进料气体的组成，以及气液分离器的设计和运行条件。
术语“重烃流”涉及包含相对较高含量的比轻顶部流重的烃的流。例如，重烃流可以是C2+烃流，其主要包含乙烷(C2)和更重的烃。乙烷的相对量高于乙烷在进料流中的相对量，但是C2+流可能仍包含一些甲烷。同样，C3+烃流、C4+烃流或C5+烃流分别相对富含丙烷和更重的烃、丁烷和更重的烃或戊烷和更重的烃。
在NGL回收中，期望从混合烃流分离富含甲烷流(例如，以用作燃料，或在LNG站2中液化并且作为附加的LNG提供)，并且期望回收至少重烃流，所述重烃流可任选地为C2烃流、C3烃流、C4烃流和C5+烃流中的一种或多种。
在图3中，混合烃流8的至少一部分，通常全部通入NGL回收系统1中。NGL回收系统1通常包括一个或多个气/液分离器，例如蒸馏塔和/或洗涤塔，用于将混合烃流8在相对低的压力下(例如在20到35巴范围内)分离成至少轻烃流和一种或多种重烃流。合适的第一气/液分离器14的一个实例为“脱甲烷塔”，其设计用于提供富含甲烷的顶部流和在底部处或附近的富含C2+烃流的一种或多种液流。但是，根据混合烃进料流的组分和所需的轻顶部流的规格而定，第一气/液分离器14可以是脱乙烷塔、脱丙烷塔或脱丁烷塔或洗涤塔，代替脱甲烷塔。
由于混合烃流8通常由例如在40到70巴范围内的高压初始烃流100提供，因此它可能需要在第一气/液分离器14之前进行膨胀。这样的膨胀还可造成温度的降低。如图2和3中所示，混合烃流8可通过一个或多个膨胀器52，以提供降低温度和压力的混合相(液体和蒸汽)烃流9，其然后在合适的高度处进入第一气/液分离器14。
第一气/液分离器14适于分离液相和蒸汽相，以提供轻顶部流(作为在此随后使用的第一压缩机流10)和重底部流50。第一气/液分离器14可以以本领域已知方式包括再沸器和第一再沸器蒸汽返回流(未显示)。
由第一气/液分离器14提供的流的属性可能根据分离器的尺寸和类型及其运行条件和参数以本领域已知的方式来改变。关于图1-3中所示的布置方式，期望轻上部受控流30富含甲烷。轻顶部流可仍包含微量(＜10mol％)的重烃，但是优选甲烷＞80mol％，更优选＞95mol％。重底部流50可以含有＞90或＞95mol％的乙烷或更重的烃，并且可随后分馏或以本领域已知的其它方式用于NGL流。
轻顶部流提供压缩机进料流10的一种可能的源，可现在通过至少一个或多个压缩机12进行(再)压缩，以用于随后使用。
图1显示了本文公开的方法的一个实施例，包括以下步骤：
(a)提供压缩机进料流10；
(b)使压缩机进料流10通过具有第一入口13和第一出口16的第一压缩机12，以提供第一压缩流20；
(c)测量由下列项目组成的组中的至少一个压力和至少一个流量：压缩机进料流10的压力P1，压缩机进料流10的流量F1，第一压缩流20的压力P2和第一压缩流20的流量F2，以提供至少两个测量值；
(d)提供围绕第一压缩机12的压缩机再循环管路22，其包括直联的第一再循环阀24；
(e)使第一压缩流20通过在压缩机再循环管路22下游的至少一个节流阀32，以提供受控流30；
(f)提供第一旁路管路60，以选择地使压缩机进料流10的一部分绕过第一压缩机和节流阀32；和
(g)使用步骤(c)的测量值自动控制节流阀32中的至少一个。
当在太低的压力比下存在过容量的流量时，会出现压缩机阻塞，从而造成压缩机“阻塞”，并且不能压缩气流。这引起可能损坏压缩机的高的振动。US4,464,720中没有提及避免阻塞和喘振的问题。
本发明的本实施例中，选择和/或组合从压缩机进料流10和/或第一压缩流20得到的压力和流量的测量值，可用于确定第一压缩机12相对于其阻塞线的运行情况。
压缩机的阻塞线对于压缩机的使用者是已知的，并且通常是压缩机的一种特性，其为压缩机设计参数的一部分。压缩机的特征曲线，其基于不同气体条件(例如温度和分子量)下压头与压缩机入口体积流量的比较，为压缩机制造商提供给使用者的参数，其给使用者标识压缩机阻塞线。图4中提供了压缩机的特征曲线的示例性曲线图，显示了喘振线和阻塞线，以及增量为10％的50-110％设计运行的速度线。
因而，通过经测量步骤(c)的测量值而确定第一压缩机12相对于其阻塞线的运行情况，并且通过响应于这些测量值控制压缩机的节流，可避免压缩机阻塞。
返回图1，节流阀32的自动控制基于本文描述的对压力和/或流量测量值的非用户计算。这样的控制可通过使用本领域已知的图1中以控制器“XC”表示的一个或多个自动控制器来提供，该控制器能够将由步骤(c)提供的测量值相对于一个或多个预定值进行计算和比较，并且直接向节流阀32提供一个或多个控制指令，以根据压缩机进料流10的属性和特性控制第一压缩机12的排出压力。
优选地，由于相同的原因，本发明的方法还包括可任选地通过相同的一个或多个控制器(例如图1中所示的控制器XC)自动控制压缩机再循环管路22中的直联的再循环阀24。
本发明的方法和设备不受测量压力和/或流量测量值的形式限制，且不限于其属性或数量。例如，测量压缩机进料流或第一压缩流不限于直接流量测量，因此可使用可获得相关流量的任何参数作为流量测量值。因此，实际测量可以是测量间接测量流量的参数，例如跨过孔、喷嘴或文杜里管(venturi)的压力变化，然后可利用其来计算压缩机进料流或第一压缩流的流量。测量流量的这些直接和间接方法在本领域是已知的。流量测量值可用于确定压缩机相对于其阻塞线的运行情况。
可使用任何合适的压力测量器，例如图1中所示的P1和P2，来获得压力值，并且流量测量可通过任何合适的流量测量器提供，例如图1中所示的F1和F2。虽然图1中显示了两个流量测量器F1、F2和两个压力测量器P1、P2，但是本文公开的方法可使用单个流量测量器和单个压力测量器来操作。所示的另外的流量和压力测量器提供用于这些装置的替代的可能位置，但是使用不止一个流量计或压力计也包括在本实施例范围内。仅为了清晰起见，图2和3中未显示压力和流量测量器P1、F1、P2、F2和控制器XC。
优选地，本发明的方法的步骤(c)包括测量至少由下列项目构成的组中的至少一个：
(i)压缩机进料流10的压力P1和流量F1；
(ii)压缩机进料流10的压力P1和第一压缩机流20的流量F2；
(iii)压缩机进料流10的流量F1和第一压缩流20的压力P2；以及
(iv)第一压缩流20的压力P2和流量F2。
可将上述两个值的任何一个的比较以本领域已知方式提供给计算机来计算第一压缩机12相对于其阻塞线的运行情况。
图1显示了沿虚线标示的信号路径传送到控制器XC的四个测量值P1、F1、P2和F2，控制器XC对测量值进行运算，以计算第一压缩机相对于其已知的阻塞线的运行情况，并且向节流阀32，以及可任选地向直联的第一再循环阀24发送控制信号，以控制其运行，并且因此控制第一再循环流22和第一压缩连续流25(下面讨论)的流量，以避免第一压缩机12的阻塞。
本文公开了控制第一压缩机12的方法，所述第一压缩机12用于任何压缩机进料流，特别是用于例如含乙烷流等一种或多种烃流。
第一压缩机12具有第一入口13和第一出口16，并且能够压缩至少一部分压缩机进料流10，从而以本领域已知方式提供第一压缩轻流20。
在第一压缩机12的第一出口16和第一入口13之间具有第一压缩机再循环管路22，其能够接收至少一部分第一压缩流20，并且将其再循环回到压缩机进料流10的路径中。将第一压缩机再循环管路22添加到压缩机进料流10。可通过本领域已知的任何合适的切分器或分流器将第一压缩流20分成第一压缩连续流25和第一压缩机再循环流22。第一压缩流20所分的连续流25和第一再循环流22每个可为0-100％之间的任意量，如下文进一步讨论。
第一压缩机再循环管路22为围绕第一压缩机12的专用管路。第一压缩机再循环管路12优选不被冷却，并且因而优选不包含冷却器。更优选地，第一压缩机再循环管路22仅包括一个或多个控制阀24，需要所述阀24来改变第一压缩机再循环流22的压力，以使其压力大约为或等于用于第一压缩机12的吸入侧的压缩机进料流10的预期压力。
可任选地，提供第一压缩流20的第一压缩管路20包括一个或多个冷却器，例如一个或多个水和/或空气冷却器，以在压缩机再循环流22被再引入第一压缩机12的入口13中之前降低至少压缩机再循环流22的温度。
然后使第一压缩连续流25通过节流控制阀32，以提供受控流30。图2和3显示出使受控流30通入一个或多个第二压缩机42的可选方案，每一个第二压缩机42具有用于受控流30的第二入口43、和第二出口44，从而以本领域已知方式来提供第二压缩流40。所述第二压缩机42或每一个第二压缩机42可以与“增压”压缩机相同或相似，通常具有与第一压缩机12分离的专用驱动器或驱动机构。
第二压缩机再循环管路45围绕所述第二压缩机42或每一个第二压缩机42设置，特别是设置在第二出口44和第二入口43之间，以使一个或多个第二压缩流40可以由本领域已知的切分器或分流器按在0-100％之间的任意量分成最终压缩流70和第二压缩机再循环流45。最终压缩流70可包括单向阀41。第二压缩机再循环流45包括本领域已知的并且适于降低第二压缩机再循环流45温度的一个或多个冷却器46，例如直联冷却器，优选为一个或多个水和/或空气冷却器。一个或多个空气冷却器46后面为一个或多个控制阀47，用于在第二压缩机42的第二入口43之前将最终再循环流48再喷射到主压缩机流中。
第二压缩机再循环管路45围绕第二压缩机42以本领域已知方式提供抗喘振控制。第二压缩机再循环管路45为围绕第二压缩机42的专用管路。特别地，应注意仅需要一个或多个冷却器46来冷却通入第二压缩机再循环管路42中的第二压缩流40的一定百分比，所述百分比通常为零或很小，因而使得一个或多个冷却器46的日常开支(OPEX)最小化。
图2和3显示了使用第一压缩机12和第二压缩机22对压缩机进料流10进行再压缩的一种简化布置，所述第一压缩机12具有专用的第一压缩机再循环管路22，(其可能不需要专用或外部冷却)，所述第二压缩机22具有专用的第二压缩机再循环管路45。因而，第一和第二压缩机再循环管路22、45为独立管路，并且可独立控制。
图1还显示了具有单向阀62的围绕第一压缩机12的第一旁路管路60，以能够接收围绕所述第一压缩机12或每一个第一压缩机12的压缩机进料流10的一部分，从而提供受控流30，受控流30给所述第二压缩机42或每一个第二压缩机42提供进料。第一旁路管路60可在NGL回收系统1的启动阶段过程中使用，特别是在没有用于第一压缩机12的驱动动力情况下，(例如在机械连接到膨胀器52，并且因此由膨胀器52驱动的情况下)。第一旁路管路60还可用于一个或多个第一压缩机12“跳闸”的情况下，如下文进一步所述。
类似地，图2显示了围绕膨胀器52的膨胀器旁路管路80，其具有控制阀82。以这种方式，可选择地允许混合烃流8的至少一部分，可任选地没有或全部混合烃流8，通过膨胀器旁路管路80，以绕过所述膨胀器52或每一个膨胀器52，并且进给到管路9中的混合相烃流中。该布置情况可在NGL回收系统1的启动阶段过程中和/或在如后文进一步讨论的一个或多个膨胀器52跳闸过程中存在。
如图3中所示，最终压缩流70可整个或部分地用作燃气72，或被传送到燃气管网，或随后冷却，优选液化，以提供冷却的烃流，例如LNG。冷却和优选液化操作可通过在第二冷却级112中沿管路71传送来进行，以提供液化烃流130，所述第二冷却级112通常包括一个或多个换热器。用于这样的第二冷却级的合适的液化工艺对于本领域技术人员是公知的，并且将不在本文进一步讨论。
图3还显示了一个实施例，其中在第一气/液分离器14之前的膨胀器52机械连接到第一压缩机12。这样的机械连接可通过任何已知连接装置进行，这样的连接装置的一个实例是共用或公共驱动轴21。将膨胀器和压缩机机械连接以利用由膨胀器通过经过其的气体膨胀提供的工作能的一部分，从而部分或完全驱动机械连接的压缩机，这种方式是本领域公知的。
以这种方式，第一压缩机12的运行和性能可能与膨胀器52的运行和性能相关，如后文进一步所述。
本文公开的方法在第一压缩机12的启动阶段过程中特别有利。第一旁路管路60可围绕第一压缩机12设置，以允许一部分压缩机进料流10绕过第一压缩机12和节流阀32。可因而调节管路25和30中的压力。
以这种方式，特别在烃处理工艺或处理的启动阶段过程中，几乎全部压缩机进料流10，例如由第一气/液分离器14提供的全部压缩机进料流10，可通过第一旁路管路60，以提供其下游流量，而压缩机进料流10的流量和/或压力增大。节流阀32通过控制第一旁路流60和受控流30的增大的供给量(基于通入第一压缩机12并且之后通过单向阀31的压缩机进料流30的增大部分)之间的压差来提供自动控制，以将第一压缩机12与下游管路整合。节流阀32的操作允许与减少第一旁路流60一致地进行压缩机12的整合，而不影响由分离器(例如图1中所示的第一气/液分离器14)提供的压缩机进料流10的压力。
本文公开的方法和设备的一个特别的优点是，控制器XC可在压缩机12启动和第一旁路管路60的使用过程中提供节流阀32和/或直联再循环阀24的自动控制。
因而，本发明的方法扩大到使用如本文限定的控制第一压缩机12的方法来控制第一压缩机12的启动。
本文公开的方法和设备的另一个特别的优点是，由于影响压缩机进料流10的压力的任何上游压降(包括任何压缩机进料流10的源或其一部分的压力的突然或明显下降)而提供对第一压缩机12的控制。
其一个实例为相关或有关的工艺、设备、单元或装置的“跳闸”，例如后文描述的机械互连的膨胀器-压缩机机组。特别是，在多流NGL回收系统中，其一个实例示于图5中，膨胀器-第一压缩机机组的跳闸需要通常快速调节通过NGL回收系统的多种流(包括压缩机进料流10)的流量，以保持工艺连续性，同时重新整合跳闸的机组。对节流阀32自动控制允许通过控制所述第一压缩机或每一个第一压缩机下游的压力，将跳闸的机组重新整合到主工艺中，而一个或多个压缩机进料流的充分再加压正在进行。
图5显示了基于具有第一膨胀器和第一压缩机机组A以及第二膨胀器和第一压缩机机组B的简化的第二NGL回收系统3。
在图5中，混合烃流8，例如图3中所示提供的混合烃流8，由分流器11分成至少两个，优选两个或三个部分进料流8a和8b，其通入各自的膨胀器52a和52b，膨胀器52a和52b通过相应公共驱动轴21a和21b连接到相应的第一压缩机12a和12b。可以按任何比例或比率将混合烃流8分为部分进料流8a和8b，但是在第二NGL回收系统3(其中膨胀器52a和52b具有相同的容量)的正常和常规运行过程中，部分进料流8a和8b基本上相等。膨胀器52a、52b的尺寸、类型、容量、数量及其平衡的改变，以及因此第一压缩机12a、12b的尺寸、类型、数量和平衡的改变对于具有NGL回收工艺、运行和参数知识的本领域技术人员是已知的。
每一个膨胀器52a、52b分别提供混合相烃流9a、9b，其可通过合适的组合器组合，例如三通管，以提供单个混合相烃流9，以通入如上文所述的第一气/液分离器14。可任选地，一个或多个混合相烃流9a和9b可直接通入第一气/液分离器14而不与其它或全部其它混合相烃流组合。
如上文所述，第一气/液分隔器14提供轻顶部流和重底部流50。轻顶部流可提供压缩机进料流10，其由分流器以本领域已知方式切分以提供至少两个，优选两个或三个部分压缩机进料流10a，10b，所述部分压缩机进料流10a，10b分别通过其第一入口通入两个第一压缩机12a，12b中，以提供相应的两个第一压缩流20a，20b。如上文所述，0-100％的第一压缩流20a，20b可通入两个相应的第一压缩机再循环管路22a，22b，以通过相应的控制阀24a、24b再循环，并且返回到两个第一压缩机12a，12b的吸入侧。
第一压缩流20a和20b的每一个的没有通入第一压缩机再循环管路22a、22b的部分提供第一压缩连续流25a、25b，第一压缩连续流25a、25b可通过相应的单向阀31a、31b和节流控制阀32a，32b，以提供受控流30a，30b，在此后由组合器53组合以提供组合的第二压缩机进料流34，第二压缩机进料流34通过第二压缩机42，以提供第二压缩流40。如上所述，第二压缩流40的0-100％的部分可提供第二压缩机再循环流45，其可包括一个或多个控制阀47，而可通过单向阀41的最终压缩流70可然后如上所述用作例如一种或多种燃料流、输出流，或用于冷却，优选地液化，以提供液化烃流，例如LNG。
第一膨胀器52a、机械连接的第一压缩机12a及其相连的管路的组合形成第一机组A，而第二膨胀器52、机械连接的第一压缩机12b及其相连的管路的组合形成第二机组B。
以这种方式，第二NGL回收系统3的用户能够具有与混合烃流8通过第二NGL回收系统3的流量有关的更多的选择方案和灵活性，特别是与通过膨胀器52a和第一压缩机12a、12b的运行和流量相关的更多的选择方案和灵活性。不但在NGL回收系统的正常和/或常规运行过程中提供操作优点，而且该布置方式还提供两个更多优点。
如前文所述，如果多个机组的NGL回收系统中的任何机组由于故障或设计不能正常运行，则可通过其它机组中的一个或多个使NGL回收系统继续运行。特别地，在机组“跳闸”的情况下，则所述机组或每一个其它机组能够继续NGL回收操作，即使混合烃进料流的体积和/或质量以相同水平继续，或以有效水平继续。
由于多种原因和/或在多种情况下可能发生膨胀器-压缩机机组的“跳闸”。常见实例包括“超速”，例如在驱动器产生比压缩机所需更大功率的情况下，和在压缩机在流量范围之外运行并且与叶片角度相关的流动角不正确时产生的“振动”。
图5中所示的第二NGL回收系统3的第二特别的优点是在NGL回收的启动阶段过程中。通过提供两个或更多个机组，每一个机组可在不同时刻单独启动，并且可任选地以与每一个其它机组不同的启动参数启动。因而，用户具有更多的选择方案，并且在整个NGL回收系统3完全和正常运行之前控制所有机组的启动。
例如，在NGL回收系统启动时，混合烃进料流8通常通过膨胀器旁路流80，以绕过第一膨胀器52a，52b，从而提供混合相烃流9，因为混合相烃流8中的压力可能已经处于低水平，以使第一膨胀器52a，52b中的膨胀是不需要的，或将导致混合相烃流9中太低的压力。这向第一压缩机12a，12b提供更高压力的压缩机进料流10，其压力比没有这种设置时可能会产生的压力更高。
类似地，压缩机进料流10可通过第一旁路管路60和单向阀62以便绕过第一压缩机12a，12b，特别是在第一压缩机12a，12b并未被提供动力或者另外由类似地被绕过的第一膨胀器52a和52b驱动的情况下。
本文公开的方法和设备的一个特别的优点是，通过对每一个旁路流和每一个部分流的压力和流量控制，当在启动阶段过程中混合相烃流9的流量和/或压力增大时，多机组NGL回收系统的一个或多个机组可单独启动，并且作为受控过程达到正常运行。因而，第一压缩机连续流25a，25b的路径中的两个节流控制阀32a，32b使得能够在计算以第一旁路流60的流量减少的情况下，控制每一个压缩机进料流10a，10b进入第一压缩机12a，12b中的引入情况。两个节流阀32a，32b可在第一压缩机12a，12b的每一个排出处，特别是接近每一个第一压缩机12a，12b的石墙效应处控制压力，石墙效应通常可能在启动阶段过程中和后面的任何机组的跳闸过程中发生。
以这种方式，第一旁路管路60中的流的压力不妨碍每一个第一压缩机12a，12b的或一起或单独的启动。这种布置试图确保通过所述第一压缩机或每一个第一压缩机的最大向前流量，(并且因此没有过热)，而不在石墙效应区域中运行。
多机组NGL回收系统的又一个优点是，第一压缩机12a，12b中的一个或多个可与所述第一压缩机或每一个其它第一压缩机隔离，以降低第一压缩机12a，12b之间的相互作用。
本领域技术人员将容易地理解，本发明可以按多种方式进行修改而不偏离所附权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种控制一个或多个第一压缩机的方法，至少包括以下步骤：
(a)提供压缩机进料流；
(b)使压缩机进料流通过所述一个或多个第一压缩机，所述第一压缩机或每一个第一压缩机具有第一入口和第一出口，以提供一个或多个第一压缩流；
(c)测量由下列项目构成的组中的至少一个压力和至少一个流量：压缩机进料流的压力(P1)，压缩机进料流的流量(F1)，第一压缩流的压力(P2)和第一压缩流的流量(F2)，以提供至少两个测量值；
(d)提供第一压缩机再循环管路，所述第一压缩机再循环管路包括围绕所述第一压缩机或每一个第一压缩机的直联的第一再循环阀；
(e)使所述第一压缩流或每一个第一压缩流通过所述压缩机再循环管路下游的至少一个节流阀，以提供受控流；
(f)通过第一旁路管路选择地使所述压缩机进料流或每一个压缩机进料流的一部分绕过所述第一压缩机或每一个第一压缩机和所述至少一个节流阀；和
(g)使用步骤(c)的测量值自动控制所述节流阀中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用步骤(c)的测量值包括确定所述第一压缩机相对于其阻塞线的运行情况。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
(h)使用步骤(c)的测量值自动控制所述直联的第一再循环阀。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用步骤(c)的测量值包括确定所述第一压缩机相对于其喘振线的运行情况。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括选择地将所述第一旁路管路中的第一旁路流与所述受控流组合。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，还包括使用控制器(XC)协调步骤(c)的测量与步骤(f)的控制。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，包括测量由下列项目组成的组中的至少一个：
(i)所述压缩机进料流的压力(P1)和流量(F1)；
(ii)所述压缩机进料流的压力(P1)和所述第一压缩流的流量(F2)；
(iii)所述压缩机进料流的流量(F1)和所述第一压缩流的压力(P2)；和
(iv)所述第一压缩流的压力(P2)和流量(F2)。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，还包括以下步骤：
(j)使所述受控流或每一个受控流通过一个或多个第二压缩机，以提供一个或多个第二压缩机流；和
(k)提供第二压缩机再循环管路、直联的第二再循环阀，并且可任选地包括一个或多个第二压缩机再循环冷却器。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，所述压缩机进料流由混合烃流提供，所述混合烃流被分离成重底部流和作为压缩机进料流的轻顶部流，其中，所述混合烃流在一个或多个膨胀器中膨胀，以提供在其分离处上游的混合相烃流，并且所述一个或多个膨胀器中的至少一个和所述一个或多个第一压缩机中的至少一个通过一个或多个共用驱动轴机械地相互连接。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中：
所述压缩机进料流被分成通过两个或更多个第一压缩机的两个或更多个部分进料流，以提供通过两个或更多个节流阀的两个或更多个第一压缩流，从而提供两个或更多个受控流；并且
其中，在每一个部分进料流、每一个第一压缩流和每一个节流阀上执行所述步骤(b)、(e)和(g)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述两个或更多个受控流组合来提供通过第二压缩机的组合的第二压缩机进料流。
12.根据权利要求9到11中任一项所述的方法，包括：
将所述混合烃流分成至少两个部分流；
并且其中，将所述混合烃流膨胀的步骤包括将所述部分流中的每一个通过膨胀器膨胀，并且将其输出流组合来形成混合相烃流。
13.根据权利要求8到12中任一项所述的方法，还包括冷却第二压缩流中的一个或多个的至少一部分，优选地液化第二压缩流中的一个或多个的至少一部分，以提供冷却的优选液化的烃流，优选LNG。
14.一种将优选包含天然气的初始烃流冷却的方法，包括至少以下步骤：
(i)使所述初始烃流通过分离器来提供稳定化的冷凝物流和混合烃流；
(ii)将所述混合烃流分离成重底部流和作为压缩机进料流的轻顶部流；和
(iii)使所述压缩机进料流通过一个或多个第一压缩机和至少一个节流阀，并且使用根据权利要求1到13中的的一项或多项所述的方法控制所述一个或多个第一压缩机，以提供一个或多个受控流；
(iv)使所述受控流或每一个受控流通过一个或多个第二压缩机，以提供一个或多个第二压缩流；和
(v)冷却所述一个或多个第二压缩流的至少一部分，优选液化所述一个或多个第二压缩流的至少一部分，以提供冷却的优选液化的烃流。
15.一种用于控制一个或多个第一压缩机的设备，所述设备至少包括：
一个或多个第一压缩机，其用于在所述第一压缩机或每一个第一压缩机中在第一入口和第一出口之间压缩压缩机进料流，以提供一个或多个第一压缩流；
至少两个测量器，其能够测量由下列项目构成的组中的至少一个压力和至少一个流量：所述压缩机进料流的压力(P1)，所述压缩机进料流的流量(F1)，所述第一压缩流的压力(P2)，和所述第一压缩流的流量(F2)；以提供至少两个测量值；
压缩机再循环管路，其围绕所述第一压缩机或每一个第一压缩机，包括直联的第一再循环阀；
至少一个节流阀，其在所述压缩机再循环管路下游，用于接收所述第一压缩流或每一个第一压缩流，以提供受控流；
第一旁路管路，其用于使所述压缩机进料流的一部分绕过所述第一压缩机或每一个第一压缩机和所述至少一个节流阀；和
使用步骤(c)的测量值自动控制所述节流阀中的至少一个。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105716669A (zh) * 2016-03-18 2016-06-29 浙江西田机械有限公司 一种涡轮压缩机流量检测装置
CN106460835A (zh) * 2014-07-01 2017-02-22 三菱重工业株式会社 多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序
CN107850077A (zh) * 2015-07-24 2018-03-27 诺沃皮尼奥内技术股份有限公司 包括轴向压缩机和离心式压缩机的lng设备
CN108167205A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 沈阳透平机械股份有限公司 Lng压缩机带压启动确定方法
CN109477683A (zh) * 2016-07-25 2019-03-15 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于分离合成气的方法
CN110094188A (zh) * 2019-04-09 2019-08-06 中国石油集团济柴动力有限公司成都压缩机分公司 一种超临界二氧化碳压缩系统的分级调压系统及其方法
CN110191754A (zh) * 2016-12-19 2019-08-30 普莱克斯技术有限公司 使用用于冷却单元操作的喷射器控制循环气体流的方法
CN110546387A (zh) * 2017-04-27 2019-12-06 克里奥斯塔股份有限公司 用于控制多级压缩机的方法
CN111164312A (zh) * 2017-10-31 2020-05-15 克里奥斯塔股份有限公司 用于控制压缩机的出口压力的方法
CN111536069A (zh) * 2020-04-27 2020-08-14 上海电气鼓风机厂有限公司 单级高速离心压缩机的防喘振控制方法
CN111980952A (zh) * 2020-08-13 2020-11-24 北京智拓博科技有限公司 旋转流体机械运行边界的控制方法、装置及系统
CN113167282A (zh) * 2018-11-27 2021-07-23 特博赢株式会社 可在喘振区域运转的涡轮鼓风机

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010012560A2 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for treating a hydrocarbon stream and method of cooling a hydrocarbon stream
WO2012092017A1 (en) 2010-12-30 2012-07-05 Qt Technologies Enterprise fuel management system
WO2012115705A1 (en) 2011-02-25 2012-08-30 Qt Technologies Fuel data collection unit with temperature compensation and over-fill prevention
EP2530323A1 (de) * 2011-05-30 2012-12-05 Siemens Aktiengesellschaft System zur Gewinnung und Weiterverarbeitung von Erdgas
EP2722093B1 (en) * 2012-10-17 2016-08-17 General Electric Technology GmbH Oxy fuel boiler system with CO2-capture unit and method of operating
US9157446B2 (en) 2013-01-31 2015-10-13 Danfoss A/S Centrifugal compressor with extended operating range
KR101440026B1 (ko) * 2013-10-22 2014-09-17 충남대학교산학협력단 안티 서지 로직을 갖는 다단 압축 장치
KR101581232B1 (ko) * 2013-11-21 2015-12-30 삼성중공업 주식회사 컴프레셔용 안티 서지 시스템
EP2957620A1 (en) 2014-06-17 2015-12-23 Shell International Research Maatschappij B.V. Method and system for producing a pressurized and at least partially condensed mixture of hydrocarbons
JP2016142177A (ja) * 2015-02-02 2016-08-08 株式会社豊田自動織機 遠心圧縮機
JP6832869B2 (ja) * 2015-04-30 2021-02-24 アトラス コプコ コンプテック， エルエルシーＡｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ Ｃｏｍｐｔｅｃ， Ｌｌｃ ガスの状態の変化を効率的に管理するためのガスハンドリングシステムおよび方法
BR112017023850B1 (pt) * 2015-05-07 2022-11-22 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Método de pressurização de um sistema de compressor e aparelho para pressurização de sistema de compressor
JP6218868B2 (ja) * 2015-07-13 2017-10-25 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 気液混合器
JP6218867B2 (ja) * 2015-07-13 2017-10-25 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 凝縮設備
US20170059091A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-02 Chevron U.S.A. Inc. Energy recovery from reduction in pressure of a dense phase hydrocarbon fluid
US10962016B2 (en) 2016-02-04 2021-03-30 Danfoss A/S Active surge control in centrifugal compressors using microjet injection
RU2016112469A (ru) * 2016-04-01 2017-10-04 Фишер-Роузмаунт Системз, Инк. Способы и устройство для обнаружения и предотвращения помпажа компрессора
KR102198069B1 (ko) * 2016-06-08 2021-01-05 한국조선해양 주식회사 병렬식 가스 압축기 시스템
CN106050722B (zh) * 2016-07-08 2018-01-19 西安交通大学 基于相似原理的通用特性曲线喘振控制方法和系统
WO2018131103A1 (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 凝縮設備
IT201900005554A1 (it) * 2019-04-10 2020-10-10 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Sistema di compressione e metodo per il controllo di un sistema di compressione

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464720A (en) * 1982-02-12 1984-08-07 The Babcock & Wilcox Company Centrifugal compressor surge control system
JPH09170592A (ja) * 1995-12-18 1997-06-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｌｎｇ基地におけるガス流量制御装置
US6293766B1 (en) * 1998-12-29 2001-09-25 Man Turbomaschinen Ag Ghh Borsig Process for operating a compressor with a downstream user, and unit operating according to this process
WO2001088447A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-22 Phillips Petroleum Company Enhanced ngl recovery utilizing refrigeration and reflux from lng plants
US6332336B1 (en) * 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
CN1405456A (zh) * 2001-09-18 2003-03-26 株式会社日立制作所 多台压缩机的控制方法及压缩机系统
CN1459573A (zh) * 2002-05-22 2003-12-03 日立产业有限公司 涡轮压缩机及其容量控制方法
CN1650105A (zh) * 2002-08-12 2005-08-03 日立产业有限公司 涡轮式压缩机及其运行方法
CN1786480A (zh) * 2004-12-06 2006-06-14 三菱重工业株式会社 涡轮冷冻机的离心式压缩机、涡轮冷冻机及其控制方法
CN1900506A (zh) * 2005-04-09 2007-01-24 卡明斯公司 用于控制涡轮增压器压缩机喘振的系统

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4156578A (en) * 1977-08-02 1979-05-29 Agar Instrumentation Incorporated Control of centrifugal compressors
US4526513A (en) * 1980-07-18 1985-07-02 Acco Industries Inc. Method and apparatus for control of pipeline compressors
US4809154A (en) * 1986-07-10 1989-02-28 Air Products And Chemicals, Inc. Automated control system for a multicomponent refrigeration system
US4949276A (en) * 1988-10-26 1990-08-14 Compressor Controls Corp. Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor
JPH07196537A (ja) * 1993-11-24 1995-08-01 Mitsubishi Chem Corp ガス状炭化水素からメタンを分離する方法
US5743715A (en) * 1995-10-20 1998-04-28 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for load balancing among multiple compressors
US5743714A (en) * 1996-04-03 1998-04-28 Dmitry Drob Method and apparatus for minimum work control optimization of multicompressor stations
EG22293A (en) * 1997-12-12 2002-12-31 Shell Int Research Process ofliquefying a gaseous methane-rich feed to obtain liquefied natural gas
US6401486B1 (en) * 2000-05-18 2002-06-11 Rong-Jwyn Lee Enhanced NGL recovery utilizing refrigeration and reflux from LNG plants
US7591150B2 (en) * 2001-05-04 2009-09-22 Battelle Energy Alliance, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods relating to same
US6990814B2 (en) * 2003-12-18 2006-01-31 Caterpillar Inc. Engine turbocharger control management system
JP2008503609A (ja) * 2004-06-18 2008-02-07 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 評価可能な能力を持つ液化天然ガスプラント
JP4231022B2 (ja) * 2005-03-31 2009-02-25 株式会社東芝 磁気冷凍機
JP2006316687A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流体の圧送方法、圧送装置、燃料ガス供給装置及びガス輸送ラインの中継基地
KR20080108138A (ko) 2006-03-24 2008-12-11 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 탄화수소 스트림을 액화시키는 방법 및 장치
JP4976426B2 (ja) * 2007-01-18 2012-07-18 株式会社日立製作所 冷凍サイクル系統、天然ガス液化設備、及び冷凍サイクル系統の改造方法
WO2010012560A2 (en) 2008-07-29 2010-02-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for treating a hydrocarbon stream and method of cooling a hydrocarbon stream

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464720A (en) * 1982-02-12 1984-08-07 The Babcock & Wilcox Company Centrifugal compressor surge control system
JPH09170592A (ja) * 1995-12-18 1997-06-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｌｎｇ基地におけるガス流量制御装置
US6293766B1 (en) * 1998-12-29 2001-09-25 Man Turbomaschinen Ag Ghh Borsig Process for operating a compressor with a downstream user, and unit operating according to this process
US6332336B1 (en) * 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
WO2001088447A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-22 Phillips Petroleum Company Enhanced ngl recovery utilizing refrigeration and reflux from lng plants
CN1405456A (zh) * 2001-09-18 2003-03-26 株式会社日立制作所 多台压缩机的控制方法及压缩机系统
CN1459573A (zh) * 2002-05-22 2003-12-03 日立产业有限公司 涡轮压缩机及其容量控制方法
CN1650105A (zh) * 2002-08-12 2005-08-03 日立产业有限公司 涡轮式压缩机及其运行方法
CN1786480A (zh) * 2004-12-06 2006-06-14 三菱重工业株式会社 涡轮冷冻机的离心式压缩机、涡轮冷冻机及其控制方法
CN1900506A (zh) * 2005-04-09 2007-01-24 卡明斯公司 用于控制涡轮增压器压缩机喘振的系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王自球: "催化裂化装置主风机选型的比较", 《石油化工设备技术》 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106460835A (zh) * 2014-07-01 2017-02-22 三菱重工业株式会社 多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序
US10746182B2 (en) 2014-07-01 2020-08-18 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Multi-stage compressor system, control device, malfunction determination method, and program
CN107850077A (zh) * 2015-07-24 2018-03-27 诺沃皮尼奥内技术股份有限公司 包括轴向压缩机和离心式压缩机的lng设备
CN105716669A (zh) * 2016-03-18 2016-06-29 浙江西田机械有限公司 一种涡轮压缩机流量检测装置
CN109477683A (zh) * 2016-07-25 2019-03-15 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于分离合成气的方法
CN110191754B (zh) * 2016-12-19 2022-05-31 普莱克斯技术有限公司 使用用于冷却单元操作的喷射器控制循环气体流的方法
CN110191754A (zh) * 2016-12-19 2019-08-30 普莱克斯技术有限公司 使用用于冷却单元操作的喷射器控制循环气体流的方法
CN110546387A (zh) * 2017-04-27 2019-12-06 克里奥斯塔股份有限公司 用于控制多级压缩机的方法
CN111164312A (zh) * 2017-10-31 2020-05-15 克里奥斯塔股份有限公司 用于控制压缩机的出口压力的方法
CN108167205B (zh) * 2017-12-25 2019-09-17 沈阳透平机械股份有限公司 Lng压缩机带压启动确定方法
CN108167205A (zh) * 2017-12-25 2018-06-15 沈阳透平机械股份有限公司 Lng压缩机带压启动确定方法
CN113167282A (zh) * 2018-11-27 2021-07-23 特博赢株式会社 可在喘振区域运转的涡轮鼓风机
CN110094188A (zh) * 2019-04-09 2019-08-06 中国石油集团济柴动力有限公司成都压缩机分公司 一种超临界二氧化碳压缩系统的分级调压系统及其方法
CN110094188B (zh) * 2019-04-09 2021-06-01 中国石油天然气集团有限公司 一种超临界二氧化碳压缩系统的分级调压系统及其方法
CN111536069A (zh) * 2020-04-27 2020-08-14 上海电气鼓风机厂有限公司 单级高速离心压缩机的防喘振控制方法
CN111536069B (zh) * 2020-04-27 2021-11-30 上海电气鼓风机厂有限公司 单级高速离心压缩机的防喘振控制方法
CN111980952A (zh) * 2020-08-13 2020-11-24 北京智拓博科技有限公司 旋转流体机械运行边界的控制方法、装置及系统
CN111980952B (zh) * 2020-08-13 2022-04-12 北京智拓博科技有限公司 旋转流体机械运行边界的控制方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102378888B (zh) 2014-09-17
US8532830B2 (en) 2013-09-10
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KR101606364B1 (ko) 2016-03-25
KR20110043715A (ko) 2011-04-27
EP2304358A2 (en) 2011-04-06
WO2010012559A3 (en) 2014-10-09
AU2009277373A1 (en) 2010-02-04

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