CN104081057B - 压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统 - Google Patents

Abstract

该压缩机控制装置具有对进口导叶的开度进行控制的进口导叶开度控制部，进口导叶开度控制部具有：根据出口压力检测值来计算出进口导叶开度指令值的进口导叶开度指令值计算部；针对于多个最上游侧压缩机主体中的每一个，根据对应的入口流量检测值和合流后压力检测值而对所述进口导叶开度指令值进行修正的多个进口导叶开度修正部。

Description

压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统

技术领域

本发明涉及具备多个压缩机主体的压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统。

本申请基于在2012年2月23日向日本申请的日本特愿2012-037335号而主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

已知有一种对气体进行压缩并向与下游侧连接的机械等供给压缩气体的压缩机。作为上述那样的压缩机，存在将进口导叶配置在上游侧并使气体从入口经由进口导叶而向压缩机主体流入的压缩机。通过对进口导叶的开度进行调整，来控制流入压缩机主体的气体的流量。

在上述的压缩机中，有时从气体的流动的上游侧向下游侧地设置多级压缩机主体。(例如，参照专利文献1)。另外，存在如下所述的压缩机：为了使流量增加，在最上游侧设置多个压缩机主体，使多个压缩机主体各自中压缩的气体合流之后，流入下游侧的压缩机主体。在上述的压缩机中，存在如下方式：通过同步地控制在最上游侧的多个压缩机主体各自的入口设置的进口导叶的开度来控制排出的气体的状态。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-88597号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而，在上述那样的控制方式中，在设于最上游侧的多个压缩机主体间，存在因个体差异、经时性劣化等而产生性能差异的情况。在上述情况下，与性能较差的一方的压缩机主体相适地、另一方的压缩机主体的进口导叶的开度也被控制，因此有可能导致可运转的范围缩窄。

发明内容

本发明的目的在于提供压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统，即便在多个压缩机主体间产生性能差的情况下，也能够适当地控制进口导叶的开度，从而进行最佳的运转。

解决方案

(1)根据本发明的第一方式，压缩机控制装置对压缩机进行控制，该压缩机具备：多个最上游侧压缩机主体，它们配置在最上游侧；至少一级下游侧压缩机主体，其配置在所述多个最上游侧压缩机主体的下游侧，且供从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出之后进行合流的气体流入；进口导叶，其设于多个最上游侧压缩机主体各自的入口附近，且对流入所述对应的最上游侧压缩机主体的气体的流量进行控制；多个最上游流量检测器，它们设于所述多个最上游侧压缩机主体各自的入口或者出口附近，且通过检测在所述对应的最上游侧压缩机主体中流通的流量而生成最上游流量检测值；合流后压力检测器，其通过对从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出的气体的合流后的压力进行检测而生成合流后压力检测值；以及出口压力检测器，其通过对所述下游侧压缩机主体中的、配置在最下游侧的最下游侧压缩机主体的出口压力进行检测而生成出口压力检测值，该压缩机控制装置具有对所述进口导叶的开度进行控制的进口导叶开度控制部，该进口导叶开度控制部具有：进口导叶开度指令值生成部，其根据出口压力检测值而生成进口导叶开度指令值；以及多个进口导叶开度指令值修正部，它们根据对应的最上游流量检测值与合流后压力检测值而针对所述多个最上游侧压缩机主体各自来修正所述进口导叶开度指令值。

根据本发明的第一方式，关于在多个最上游侧压缩机主体各自设置的进口导叶各自的开度，能够基于对应的最上游流量检测值与合流后压力检测值而修正进口导叶开度指令值。由此，能够考虑到多个最上游侧压缩机间的性能差而对进口导叶各自的开度进行控制。

(2)在上述(1)所述的压缩机控制装置的基础上，上述进口导叶开度指令值修正部也可以通过用最上游流量检测值除以合流后压力检测值而生成进口导叶开度修正值，并基于所述进口导叶开度指令修正值而对所述进口导叶开度指令值进行修正。

根据上述结构，能够与多个最上游侧压缩机主体各自的运转状态对应地修正进口导叶开度指令值。由此，能够考虑到多个最上游侧压缩机间的性能差而对进口导叶的开度进行控制，从而能够防止产生所谓的喘振。

(3)在上述(1)所述的压缩机控制装置的基础上，上述进口导叶开度指令值修正部也可以根据为了检测所述进口导叶的开度而由压缩机所具备的进口导叶开度检测器生成的进口导叶开度检测值和合流后压力检测值而生成流量推断值，根据该流量推断值与最上游流量检测值之间的差值而生成进口导叶开度指令修正值，基于所述进口导叶开度指令修正值而对所述进口导叶开度指令值进行修正。

根据上述结构，多个最上游侧压缩机主体即便在与最初相比而性能存在较大不同的情况下，也能够基于推断出的流量而进行适当的修正。

(4)在上述(1)～(3)中任一个所述的压缩机控制装置的基础上，上述进口导叶开度指令值修正部也可以具有输出取消进口导叶开度修正值的信号的修正取消信号生成部。

根据上述结构，在产生了报警的情况等、因多个最上游侧压缩机主体间的性能差而不应修正进口导叶开度指令值的情况下，能够对是否进行修正的情况进行切换。

(5)在上述(1)～(4)中任一个所述的压缩机控制装置的基础上，上述进口导叶开度指令值修正部也可以具有：性能差修正系数生成部，其用于生成表示所述多个最上游侧压缩机主体间的性能差的性能差修正系数；以及入口流量目标值生成部，其根据所述多个最上游侧压缩机各自的最上游流量检测值和所述性能差修正系数而计算入口流量目标值，根据入口流量目标值和最上游流量检测值而计算进口导叶开度指令修正值。

根据上述结构，能够根据预先输入好的表示多个最上游侧压缩机间的性能差的系数来修正进口导叶开度指令值。由此，能够根据状况来对基于多个最上游侧压缩机主体间的性能差的修正量进行调整。

(6)在上述(1)～(5)中任一个所述的压缩机控制装置的基础上，所述压缩机控制装置也可以具有对在所述最下游侧压缩机主体的出口附近设置的放散阀的开度进行控制的放散阀开度控制部，该放散阀开度控制部具有：上游侧防喘振控制部，其基于最上游流量检测值和合流后压力检测值而计算第一放散阀开度指令值；出口压力控制部，其基于出口压力检测值而计算第二放散阀开度指令值；以及下游侧防喘振控制部，其根据在最下游侧压缩机主体的出口附近设置的出口流量检测器所检测的出口流量检测值和出口压力检测值而计算第三放散阀开度指令值，所述压缩机控制装置具有指令值选择部，该指令值选择部选择第一放散阀开度指令值、第二放散阀开度指令值和第三放散阀开度指令值中的放散阀开度变得最大的指令值，并对放散阀开度进行控制。

根据上述结构，能够进行考虑了最上游侧压缩机主体中的喘振的放散阀的开度的控制。由此，能够防止在最上游侧压缩机主体产生喘振。

(7)在上述(6)所述的压缩机控制装置的基础上，上述上游侧防喘振控制部也可以根据合流后压力检测值而计算入口流量目标值，并输出以使所述最上游侧压缩机主体的入口处的流量成为入口流量目标值的方式对放散阀开度进行控制的第一放散阀开度指令值。

根据上述结构，能够以使最上游侧压缩机主体的入口处的流量成为入口流量目标值的方式对放散阀的开度进行控制。由此，能够可靠地防止在最上游侧压缩机主体中产生喘振。

(8)在上述(6)或(7)所述的压缩机控制装置的基础上，上述指令值选择部也可以是选择第一放散阀开度指令值、第二放散阀开度指令值和第三放散阀开度指令值中的值最小的指令值的低值选择器。

根据上述结构，放散阀开度指令值表示为值越小而放散阀的开度越变大这样的值，由低值选择器来选择最小值。由此，即便在没有放散阀开度指令值的信号的情况下，也能够相对于喘振而在安全侧控制放散阀的开度。

(9)根据本发明的第二方式，压缩机系统的特征在于，所述压缩机系统具备上述(1)～(8)中任一个所述的压缩机控制装置和由所述压缩机控制装置控制的所述压缩机。

根据上述结构，能够提供一种实现上述那样的作用效果的压缩机系统。

(10)根据本发明的第三方式，压缩控制方法对压缩机进行控制，该压缩机具备：多个最上游侧压缩机主体，它们配置在最上游侧；至少一级下游侧压缩机主体，其配置在所述多个最上游侧压缩机主体的下游侧，且供从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出之后进行合流的气体流入；进口导叶，其设于多个最上游侧压缩机主体各自的入口附近，且对流入所述对应的最上游侧压缩机主体的气体的流量进行控制；多个最上游流量检测器，它们设于所述多个最上游侧压缩机主体各自的入口附近，且通过检测在所述对应的最上游侧压缩机主体的入口流量而生成最上游流量检测值；合流后压力检测器，其通过对从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出的气体的合流后的压力进行检测而生成合流后压力检测值；以及出口压力检测器，其通过对所述下游侧压缩机主体中的、配置在最下游侧的最下游侧压缩机主体的出口压力进行检测而生成出口压力检测值，在该压缩机控制方法中，在对所述进口导叶的开度进行控制的进口导叶开度控制部处，根据出口压力检测值而生成进口导叶开度指令值，根据对应的最上游流量检测值与合流后压力检测值而针对所述多个最上游侧压缩机主体各自来修正所述进口导叶开度指令值。

根据上述结构，关于在多个最上游侧压缩机主体各自设置的进口导叶各自的开度，能够基于对应的最上游流量检测值和合流后压力检测值而修正进口导叶开度指令值。由此，能够考虑多个最上游侧压缩机间的性能差而对进口导叶各自的开度进行控制。

发明效果

根据本发明的上述各方式的压缩机控制装置以及压缩机控制方法、压缩机系统，如上所述，即便在多个压缩机间产生性能差的情况下，也能够进行最佳的运转。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的压缩机系统的结构图。

图2是本发明的第一实施方式中的压缩机控制装置的结构图。

图3是表示函数FX61的图。

图4是表示函数FX64的图。

图5是用于说明第一实施方式中的IGV开度指令值修正部的修正的见解的、表示压缩机的性能曲线的图。

图6是本发明的第二实施方式中的压缩机系统的结构图。

图7是用于说明第二实施方式中的IGV开度指令值修正部的修正的见解的、表示压缩机的性能曲线的图。

图8是本发明的第三实施方式中的压缩机系统的结构图。

图9是本发明的第四实施方式中的压缩机系统的结构图。

图10是用于说明第四实施方式中的IGV开度指令值修正部的修正的见解的、表示压缩机的性能曲线的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式中的压缩机系统1。压缩机系统1由压缩机2和压缩机控制装置201构成。压缩机2由多个压缩机主体构成。压缩机主体在压缩机系统1中从气体(包括空气)的流动的上游侧向下游侧多级地设置。配置在最上游侧的最上游侧压缩机主体21由并列设置的两个压缩机主体构成(第一最上游侧压缩机主体21a、第二最上游侧压缩机主体21b)。下游侧压缩机主体在最上游侧压缩机主体21的下游侧分两级地设置。在本实施方式中，下游侧压缩机主体由设于最下游侧的最下游侧压缩机主体24和设于最上游侧压缩机主体21与最下游侧压缩机主体24的中间的中间压缩机主体23构成。

各压缩机主体经由转轴25而与作为驱动源的马达26结合。在转轴25的一端，多个最上游侧压缩机主体21相对于转轴25而并列地配置。另外，在转轴25的另一端，中间压缩机主体23以及最下游侧压缩机主体24相对于转轴25而并列地配置。马达26与转轴25的中间连接。各压缩机主体以及马达26经由齿轮箱28而与转轴25连接。

在多个最上游侧压缩机主体21各自的出口，经由供给线27吸入并压缩气体，从而生成压缩气体。供给线27由第一供给线27a以及第二供给线27b构成，是用于将气体向最上游侧压缩机主体21供给的配管。第一供给线27a与第一最上游侧压缩机主体21a的入口连接，第二供给线27b与第二最上游侧压缩机主体21b的入口连接。

在多个最上游侧压缩机主体21各自的出口连接有第一连接线30。该第一连接线30与中间压缩机主体23的入口连接。第一连接线30是用于将在最上游侧压缩机主体21生成的压缩气体向中间压缩机主体23供给的配管。第一连接线30具有合流部，在使从第一最上游侧压缩机主体21a和第二最上游侧压缩机主体21b分别喷出的压缩气体合流之后，将合流后的压缩气体向中间压缩机主体23供给。

中间压缩机主体23经由与各最上游侧压缩机主体21的出口连接的第一连接线30而吸入由各最上游侧压缩机主体21压缩后的压缩气体，并对其进行进一步的压缩。在中间压缩机主体23的出口连接第二连接线31，该第二连接线31与最下游侧压缩机主体24的入口连接。第二连接线31是用于将在中间压缩机主体23生成的压缩气体向最下游侧压缩机主体24供给的配管。

最下游侧压缩机主体24经由与中间压缩机主体23的出口连接的第二连接线31而吸入由中间压缩机主体23压缩后的压缩气体，并对其进行进一步的压缩。

另外，在最下游侧压缩机主体24的出口连接有排出线29。由最下游侧压缩机主体24压缩后的压缩气体经由排出线29而向下游侧工序供给。排出线29是用于向下游侧工序供给压缩气体的配管。

如上所述，在该压缩机系统1中，气体经由供给线27而分别向第一最上游侧压缩机主体21a以及第二最上游侧压缩机主体21b供给。在第一最上游侧压缩机主体21a以及第二最上游侧压缩机主体21b各自中，气体被压缩，并流入第一连接线30。压缩气体在第一连接线30的合流部处合流之后向中间压缩机主体23供给。在中间压缩机主体23中也相同地，气体被进一步压缩，经由第二连接线31而向最下游侧压缩机主体24供给。在最下游侧压缩机主体24中也相同地，气体被进一步压缩，经由排出线29而向下游侧工序排出。

在供给线27中的、各最上游侧压缩机主体21各自的入口附近，设有对向最上游侧压缩机主体21供给的气体的流量进行控制的进口导叶(Inlet Guide Vane，以下称作IGV)32(32a、32b)。在第一供给线27a设有第一IGV32a，在第二供给线27b设有第二IGV32b，对流入各自对应的最上游侧压缩机主体21的气体的流量进行控制。

在排出线29设有能够从排出线29释放出气体的放散阀38。放散阀38在压缩机压缩的气体为空气的空气压缩机的情况下将空气向大气中释放出。另外，在压缩机压缩的气体为氮等的情况下，能够设为再循环阀。在该情况下，气体还能经由从再循环阀至供给线27为止连接的再循环线而返回至供给线27。

IGV32以及放散阀38为了控制压缩机的出口压力、或避免喘振而控制其开度。

在供给线27配置有入口流量检测器33(最上游流量检测器)，该入口流量检测器33通过对流入最上游侧压缩机主体21的入口流量进行检测而生成入口流量检测值。在第一供给线27a配置第一入口流量检测器33a，在第二供给线27b配置第二入口流量检测器33b。

在第一连接线30中的比合流部靠下游侧的位置配置有合流后压力检测器34，该合流后压力检测器34通过对从第一最上游侧压缩机主体21a以及第二最上游侧压缩机主体21b各自流出的气体合流后的压力进行检测而生成合流后压力检测值。

在排出线29配置有出口压力检测器35，该出口压力检测器35通过对从最下游侧压缩机主体24的出口流出的气体的压力进行检测而生成出口压力检测值。

另外，在排出线29配置有出口流量检测器36，该出口流量检测器36通过对从最下游侧压缩机主体24的出口流出的气体的流量进行检测而生成出口流量检测值。

此外，在第一连接线30以及第二连接线31配置有用于冷却在内部流动的气体的冷却器39。

接下来，对压缩机控制装置201的结构进行说明。

如图2所示，压缩机控制装置201具备IGV开度控制部40和放散阀开度控制部50。IGV开度控制部40进行IGV32的开度的控制。IGV开度控制部40由第一IGV开度控制部40a和第二IGV开度控制部40b构成。第一IGV开度控制部40a进行第一IGV32a的开度的控制，第二IGV开度控制部40b进行第二IGV32b的开度的控制。由于第一IGV开度控制部40a与第二IGV开度控制部40b的结构相同，因此，以下将省略附图标记末尾的a、b而表示的构件合起来进行说明，并且，在分开说明的情况下，对各结构的附图标记末尾表示a、b而进行区别。

IGV开度控制部40(40a、40b)具备IGV开度指令值生成部41和IGV开度指令值修正部42(42a、42b)。IGV开度指令值生成部41由第一IGV开度控制部40a和第二IGV开度控制部40b共用。IGV开度指令值修正部42由第一IGV开度指令值修正部42a和第二IGV开度指令值修正部42b构成。

IGV开度指令值生成部41生成并输出表示IGV32的开度的IGV开度指令值。IGV开度指令值生成部41具备压力控制器91和函数产生器61。

各IGV开度指令值修正部42进行IGV开度指令值生成部41所输出的IGV开度指令值的修正。

各IGV开度指令值修正部42具备将输入来的入口流量检测值直接输出的流量指示器81(81a、81b)、将输入来的合流后压力检测值直接输出的压力指示器82、将入口流量检测值除以合流后压力检测值并进行输出的除法器71(71a、71b)、以及输出IGV开度修正值的函数产生器62(62a、62b)。流量指示器81由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的第一流量指示器81a以及与第二IGV开度指令值修正部42b对应的第二流量指示器81b构成。除法器71由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的第一除法器71a和与第二IGV开度指令值修正部42b对应的第二除法器71b构成。函数产生器62由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的第一函数产生器62a和与第二IGV开度指令值修正部42b对应的第二函数产生器62b构成。另外，压力指示器82由第一IGV开度指令值修正部42a和第二IGV开度指令值修正部42b共用，但并不局限于此。

放散阀开度控制部50进行放散阀38的开度的控制。如图2所示，放散阀开度控制部50具备上游侧防喘振控制部51、出口压力控制部52、下游侧防喘振控制部53、指令值选择部101。在此，防喘振控制是指如下所述的控制：为了防止因压缩机中的流量变小而产生的所谓的喘振来导致压缩机发生损伤的情况，将流量保持在恒定值以上。

上游侧防喘振控制部51为了防止在最上游侧压缩机主体21处产生喘振而对放散阀38的开度进行控制。上游侧防喘振控制部51具备第一上游侧防喘振控制部51a和第二上游侧防喘振控制部51b。第一上游侧防喘振控制部51a为了防止在第一最上游侧压缩机主体21a处产生喘振而对放散阀38的开度进行控制。第二上游侧防喘振控制部51b为了防止在第二最上游侧压缩机主体21b处产生喘振而对放散阀38的开度进行控制。在此，由于第一最上游侧防喘振控制部51a和第二上游侧防喘振控制部51b的结构相同，因此，以下将省略附图标记末尾的a、b表示的构件合起来说明，并且在分开说明的情况下，对各结构表示附图标记末尾a、b而进行区别。

上游侧防喘振控制部51(51a、51b)具备将输入来的合流后出口压力检测值直接输出的压力指示器82、输出入口流量目标值的函数产生器63(63a、63b)、将输入来的入口流量检测值直接输出的流量指示器81(81a、81b)、基于入口流量目标值而输出第一放散阀开度指令值的流量控制器92(92a、92b)。函数产生器63由与第一上游侧防喘振控制部51a对应的第一函数产生器63a和与第二上游侧防喘振控制部51b对应的第二函数产生器63b构成。流量指示器81由与第一上游侧防喘振控制部51a对应的第一流量指示器81a和与第二上游侧防喘振控制部51b对应的第二流量指示器81b构成。流量控制器92由与第一上游侧防喘振控制部51a对应的第一流量控制器92a和与第二上游侧防喘振控制部51b对应的第二流量控制器92b构成。另外，压力指示器82由第一上游侧防喘振控制部51a和第二上游侧防喘振生后部51b共用，但并不局限于此。

出口压力控制部52具备输出使输入来的出口压力检测值成为设定值那样的操作值的压力控制器91、以及输出第二放散阀开度指令值的函数产生器64。

下游侧防喘振控制部53具备输出出口流量目标值的函数产生器65、和基于出口流量目标值而输出第三放散阀开度指令值的流量控制器93。

接下来，对基于压缩机控制装置201的控制的动作进行说明。首先，对IGV开度控制部40(40a、40b)的控制的动作进行说明。

对IGV开度控制部40中的IGV开度指令值生成部41的控制的动作进行说明。

如图1所示，向压力控制器91输入由出口压力检测器35生成的出口压力检测值。压力控制器91以使输入来的出口压力检测值成为设定值的方式生成操作值并进行输出。

向函数产生器61输入由压力控制器91生成并输出的操作值。函数产生器61利用预先设定好的规定的函数FX61使输入来的操作值生成IGV开度指令值并进行输出。

在本实施方式中，如图3所示，根据函数FX61，当操作值为0％～50％时，IGV开度指令值为恒定值X％，当操作值的大小超过50％时，与其大小成比例地单调增加，当操作值为100％时，IGV开度指令值成为100％。

通常来讲，IGV是节流阀式的控制阀，基于其构造，在某一开度以下的控制精度变低。为此，将其开度设定为最小开度θ，不设为全闭状态而控制为最小开度θ～全开开度进行使用。因而，在进行控制时，将与最小开度θ相当的操作量设为X％、将与全开状态相当的操作量设为100％。

对各IGV开度控制部40中的各IGV开度指令值修正部42(42a、42b)的控制的动作进行说明。

向各流量指示器81(81a、81b)输入由对应的入口流量检测器33(33a、33b)生成的入口流量检测值，并直接输出入口流量检测值。

向压力指示器82输入由合流后压力检测器34生成的合流后压力检测值，并直接输出合流后压力检测值。

向各除法器71(71a、71b)输入从对应的流量指示器81输出的入口流量检测值和从压力指示器82输出的合流后压力检测值。各除法器71通过将入口流量检测值除以合流后压力检测值而生成并输出IGV开度指令修正值。IGV开度指令修正值是为了修正IGV开度指令值而使用的值。输出的IGV开度指令修正值向对应的函数产生器62(62a、62b)输入。

在此，代替各入口流量检测器33而在最上游侧压缩机主体21各自的出口附近设置流量检测器，也可以将在该流量检测器(最上游流量检测器)处检测出的最上游侧压缩机出口流量检测值向除法器输入。

向各函数产生器62输入从对应的除法器71输出的IGV开度指令修正值和从IGV开度指令值生成部41中的函数产生器61输出的IGV开度指令值。各函数产生器62利用IGV开度指令修正值来修正IGV开度指令值，生成并输出IGV开度修正值。输出的IGV开度修正值向对应的IGV32(32a、32b)输入。IGV32的开度由输入来的IGV开度修正值进行控制。

在各函数产生器62中，预先设定有如下所述的函数：IGV开度指令修正值越是大值、越是较大地修正IGV开度指令值。这是为了尽可能多地确保距离喘振线的差值。在此，在各函数产生器62中设定有预先知晓的考虑到第一最上游侧压缩机主体21a与第二最上游侧压缩机主体21b之间的个体差异的函数。另外，也可以在各函数产生器62中设定有考虑到经时性劣化的函数。

在各函数产生器62中，基于以下那样的见解而进行IGV开度指令值的修正。在图5中，线A1、A2、A3是IGV的各开度中的压力P-流量F曲线，尤其线A3是IGV为最大开度(全开)时的压力P-流量F曲线。另外，线L1是喘振线，至此左侧的区域为产生喘振的区域。为此，通常来讲，在从相对于喘振线L1而具有10％左右的差值的喘振控制线L2靠右侧的区域中，控制压缩机的压力、流量。

在入口流量检测值为F1、合流后压力检测值为P1的情况下，将入口流量检测值F1除以合流后压力检测值P1后的值、换句话说IGV开度指令修正值相当于直线S1的倾斜度的倒数。该值越小、越接近喘振线L1，被认为是越容易产生喘振的状态。

为此，在各函数产生器62中设定有如下所述的函数FX62：IGV开度指令修正值越小，越是将IGV开度指令值朝向远离喘振线的方向修正。基于该函数FX62而修正IGV开度指令值，生成并输出IGV开度修正值。在该情况下，函数产生器62可以根据从IGV开度指令修正值导出的规定的值与IGV开度指令值之间的差值而进行修正，也可以将规定的值作为比率并通过在IGV开度指令值乘以该规定的值而进行修正。

第一IGV开度控制部40a以及第二IGV开度控制部40b分别进行以上的动作，从而分别控制第一IGV32a以及第二IGV32b的开度。

接着，对放散阀开度控制部50中的控制的动作进行说明。首先，对上游侧防喘振控制部51(51a、51b)的控制的动作进行说明。

如图1所示，向压力指示器82输入由合流后压力检测器34生成的合流后压力检测值。压力指示器82将输入来的合流后压力检测值直接输出。

向各函数产生器63(63a、63b)输入从压力指示器82输出的合流后压力检测值。各函数产生器63根据输入来的合流后压力检测值并利用预先设定好的函数来计算并输出入口流量目标值。入口流量目标值是为了防止在对应的最上游侧压缩机主体21(21a、21b)处产生喘振所需要的规定的流量。

向各流量指示器81(81a、81b)输入由对应的入口流量检测器33(33a、33b)生成的入口流量检测值。各流量指示器81直接输出入口流量检测值。需要说明的是，流量指示器81与IGV开度控制部40中的IGV开度指令值修正部42共用，但并不局限于此。

向各流量控制器92(92a、92b)输入从对应的函数产生器63输出的入口流量目标值和从对应的流量指示器81输出的入口流量检测值。各流量控制器92输出使入口流量检测值成为入口流量目标值那样的第一放散阀开度指令值。该第一放散阀开度从第一上游侧防喘振控制部51a和第二上游侧防喘振控制部51b各自输出。

接下来，对出口压力控制部52中的控制的动作进行说明。

向压力控制器91输入由出口压力检测器35生成的出口压力检测值。压力控制器91生成并输出使输入来的出口压力检测值成为设定值那样的操作值。该压力控制器91与IGV开度控制部40中的IGV开度指令值生成部41共用，但并不局限于此。换句话说，操作值向函数产生器61和函数产生器64输入。需要说明的是，并不局限于此，也可以分开形成向函数产生器61输入的结构和向函数产生器64输入的结构。

向函数产生器64输入由压力控制器91生成的操作值。函数产生器64利用预先设定好的函数FX64使输入来的放散阀开度指令值生成第二放散阀开度指令值并进行输出。如图4所示，在本实施方式中，函数FX64中，当操作值为0％～50％时，放散阀开度指令值与其大小成比例地单调增加，当操作值的大小超过50％时，第二放散阀开度指令值为恒定值100％。这是因为，在IGV最小开度且恒定的操作值下，利用放散阀开度进行控制而使放散阀成为全闭(开度指令值为100％)的状态下，对IGV开度进行控制，由此能够使从压缩机放散出的气体量最小，能够提高运转效率。

接下来，对下游侧防喘振控制部53中的控制的动作进行说明。向函数产生器65输入由出口压力检测器35生成的出口压力检测值。函数产生器65根据输入来的出口压力检测值并利用预先设定好的函数，生成并输出出口流量目标值。函数FX65是表示出口压力检测值与出口流量目标值之间的关系的函数。出口流量目标值是为了防止在压缩机的出口处产生喘振所需要的规定的流量。

向流量控制器93输入从函数产生器65输出的出口流量目标值和由出口流量检测器36生成的出口流量检测值。流量控制器93输出使出口流量检测值成为从函数产生器65输出的出口流量目标值那样的第三放散阀开度指令值。

向指令值选择部101输入各放散阀开度指令值。指令值选择部101选择其中放散阀开度变得最大的指令值并将其向放散阀38输出。这是因为，通过向放散阀38的开度变大的方向进行控制，能够向相对于喘振而更安全的方向控制。从指令值选择部101输出的放散阀开度指令值向放散阀38输入，控制其开度。

接着，对第一实施方式的作用进行说明。

在各IGV开度控制部40中，在将IGV开度指令值由IGV开度指令修正值进行修正之后，能够向对应的IGV32输入，该IGV开度指令值是基于出口压力检测值而由压力控制器91以及函数产生器61计算出的，该IGV开度指令修正值是通过将多个最上游侧压缩机各自中的入口流量检测值除以合流后压力检测值而生成的。由此，多个最上游侧压缩机主体21各自中的入口流量检测值考虑到IGV32的开度的控制。因而，能够考虑到多个最上游侧压缩机主体21间的性能差，向对应的IGV32输出IGV开度修正值。由此，能够适当地控制第一IGV32a和第二IGV32b各自的开度。

另外，长久以来，由于使用出口流量检测值、换句话说压缩机的整体流量而进行防喘振控制，因此在多个最上游侧压缩机主体21间因固体差异、经时性劣化而产生性能差的情况、在IGV32中产生动作不合格的情况下，可能无法适当地进行防喘振控制。然而，在本实施方式中的放散阀开度控制部50中，除了基于出口流量检测值的防喘振控制以外，还使用最上游侧压缩机主体21各自的入口流量检测值来进行防喘振控制。由此，在多个最上游侧压缩机主体21间，即便在因固体差异、经时性劣化而产生性能差的情况、产生了IGV32的动作不合格的情况下，也能够可靠地防止产生喘振，能够防止因喘振而导致压缩机发生损伤。

需要说明的是，指令的放散阀的开度越大、各放散阀开度指令值越小，指令值选择部101优选是选择输入来的值中的最小值并将其输出的低值选择器。由此，在没有输入信号的情况下，以使放散阀38的开度成为全开的方式控制，因此能够相对于喘振而向安全侧控制。

接下来，对第二实施方式的压缩机控制装置202进行说明。关于该第二实施方式，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的附图标记并省略其详细的说明。在以下的实施方式中也相同。

如图6所示，在本实施方式所涉及的压缩机控制装置202的IGV开度控制部40(40a、40b)中，各IGV开度指令值修正部42(42a、42b)具备函数产生器66(66a、66b)。函数产生器66由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的第一函数产生器66a和与第二IGV开度指令值修正部42b对应的第二函数产生器66b构成。向各函数产生器66输入由合流后压力检测器34生成且经由压力指示器82被输出的合流后压力检测值、由设于对应的IGV32(32a、32b)的IGV开度检测器37(37a、37b)生成的IGV开度检测值、以及由入口流量检测器33生成且经由流量指示器81被输出的入口流量检测值。各函数产生器66利用预先设定好的函数FX66并根据合流后压力检测值与IGV开度检测值来计算入口流量推断值，根据入口流量推断值与入口流量检测值之间的差值来计算IGV开度修正指令值，并将其向对应的函数产生器62(62a、62b)输出。各函数产生器62进行与第一实施方式相同的处理。

对第二实施方式中的压缩机控制装置202的控制的动作进行说明。

图7是表示在各函数产生器66中设定的、对应的最上游侧压缩机主体21的性能曲线的图表。图表中的附图标记与图5相同。将由IGV开度检测值A2与合流后压力检测值P2计算出的流量推断值设为F2。在此，在入口流量检测值为F的情况下，最上游侧压缩机主体21的性能曲线被认为是从A2向A2′变化。为此，以使对应的IGV32的开度变大的方式进行控制，使得入口流量检测值成为入口流量推断值。

对第二实施方式的作用进行说明。在本实施方式中，以使入口流量检测值成为由对应的IGV32的实际的开度推断出的入口流量推断值的方式控制IGV32的开度。为此，即便各最上游侧压缩机的性能从最初发生变化，也能够适当地防止喘振，从而能够防止压缩机整体的性能劣化。

接下来，对第三实施方式的压缩机控制装置203进行说明。

在图8中，IGV开度控制部40(40a、40b)中的IGV开度指令值修正部42(42a、42b)具备修正取消信号生成部102(102a、102b)和指令值选择部120(120a、120b)。修正取消信号生成部102由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的第一修正取消信号生成部102a和与第二IGV开度指令值修正部42b对应的第二修正取消信号生成部102b构成。指令值选择部120由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的指令值选择部120a和与第二IGV开度指令值修正部42b对应的第二指令值选择部120b构成。各修正取消信号生成部102生成并输出修正取消信号。输出的各修正取消信号向对应的指令值选择部120输入。向各指令值选择部120输入对应的修正取消信号和IGV开度指令修正值。在此，修正取消信号是指消除向对应的指令值选择部120输入的IGV开度指令修正值的信号。具体来说，若IGV开度指令修正值是因差值而修正IGV开度指令值的性质的值，则无修正信号是值设定为0的信号。另外，若IGV开度指令修正值是因比率而修正IGV开度指令值的性质的值，则无修正信号是值设定为1的信号。

此外，在本实施方式的压缩机设置有报警器110。报警器110设于流量检测器、压力检测器、致动器等设备。

对第三实施方式中的压缩机控制装置203的控制的动作进行说明。

在产生致动器的故障等的异常、报警器110检测出异常的情况下，报警器110将报警信号向各指令值选择部120输出。各指令值选择部120在输入报警信号的情况下选择修正取消信号，在未输入报警信号的情况下选择IGV开度指令修正值，并将其向对应的函数产生器62输出。

各函数产生器62进行与第一实施方式相同的处理。

对第三实施方式的作用进行说明。在产生致动器、流量计、压力计的异常、劣化异常的情况下，有时不应进行各最上游侧压缩机主体21的性能差的修正。在上述那样的情况下，能够将报警信号向各指令值选择部120输入，各指令值选择部120选择对应的修正取消信号。由此，能够对是否进行修正的情况进行切换，从而能够防止进行不必要的修正。

接下来，对第四实施方式的压缩机控制装置204进行说明。

在图9中，IGV开度控制部40(40a、40b)中的IGV开度指令值修正部42(42a、42b)具备性能差修正系数生成部104、入口流量目标值生成部105、函数产生器67(67a、67b)。函数产生器67由与第一IGV开度指令值修正部42a对应的函数产生器67a和与第二IGV开度指令值修正部42b对应的函数产生器67b构成。另外，性能差修正系数生成部104以及入口流量目标值生成部105由第一IGV开度指令值修正部42a以及第二IGV开度指令值修正部42b共用。性能差修正系数生成部104生成并输出表示多个最上游侧压缩机主体21间的性能差的性能差修正系数。向入口流量目标值生成部105输入性能差修正系数和对应的多个最上游侧压缩机主体21各自中的入口流量检测值，并针对于多个最上游侧压缩机主体21各自而生成入口流量目标值。入口流量目标值向对应的函数产生器67输入。各函数产生器67与各指令值选择部120对应设置。

向各函数产生器67输入入口流量目标值和从对应的流量指示器81(81a、81b)输出的入口流量检测值。各函数产生器67生成并输出与入口流量目标值与入口流量检测值的差值成比例的IGV开度指令修正值。在此，各函数产生器67也可以考虑对入口流量目标值与入口流量检测值进行差值后的值的积分而生成并输出IGV开度指令修正值。

对第四实施方式中的压缩机控制装置204的控制的动作进行说明。

在图10中，C1是表示第一最上游侧压缩机主体21的性能的曲线。

另外，C2是表示第二最上游侧压缩机主体21的性能的曲线。入口流量目标值生成部105根据第一最上游侧压缩机主体21以及第二最上游侧压缩机主体21各自中的入口流量检测值和由性能差修正系数生成部104生成的性能差修正系数α、并利用数1来计算入口流量目标值F3。F3在图10中是C3的曲线所示的流量。因而，在想要将F1与F2的中间值作为流量目标值的情况下，将α生成为0.5。需要说明的是，α可以通过手动输入而生成，也可以自动生成。

[数1]

F3＝F1×α+F2×(1-α)

对第四实施方式的作用进行说明。

在性能差修正系数生成部104中，能够调整并生成表示多个最上游侧压缩机主体21间的性能差的修正系数，利用该修正系数，能够对分别设于多个最上游侧压缩机主体21的IGV32的开度进行控制。由此，能够根据状况来调整基于各最上游侧压缩机主体21间的性能差的修正量。例如，在想要在进一步远离喘振的区域运转的情况下，通过生成更小的α，能够实现上述那样的运转。

以上，虽然参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不局限于该实施方式，也包括不脱离本发明的要旨的范围的设计变更等。

例如，在上述各实施方式中，在最上游侧压缩机主体21(21a、21b)各自之中，配设有入口流量检测器33，检测入口流量并生成入口流量检测值。而且，在各实施方式中，IGV开度指令值计算部使用生成的入口流量检测值而求出IGV开度修正值。然而，也可以代替入口流量检测器33而在最上游侧压缩机主体21各自之中设有检测出口流量而生成出口流量检测值的出口流量检测器(最上游流量检测器)，代替入口流量检测值而基于出口流量检测值来求出IGV开度修正值。同样地，在各实施方式中，上游侧防喘振控制部使用生成的入口流量检测值而输出使入口流量成为入口流量目标值那样的第一放散阀开度指令值。然而，也可以代替入口流量检测器33而在最上游侧压缩机主体21各自之中设有检测出口流量而生成出口流量检测值的出口流量检测器(最上游流量检测器)，代替入口流量检测值而由出口流量检测值推断入口流量，并输出使该入口流量成为入口流量目标值那样的第一放散阀开度指令值。即，优选的是，在各实施方式中，作为在各最上游侧压缩机主体中流通的最上游流量，检测入口流量或者出口流量而生成最上游流量检测值(入口流量检测值或者出口流量检测值)，基于最上游流量检测值而求出IGV开度修正值，并且输出第一放散阀开度指令值。

工业实用性

上述的压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统能够应用于具备多个压缩机主体的压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统。上述的压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统尤其适用于即便在多个压缩机主体间产生性能差的情况下、也能够适当地控制进口导叶的开度并进行最佳运转的压缩机控制装置及其控制方法、压缩机系统。

附图标记说明：

1 压缩机系统

2 压缩机

21 最上游侧压缩机主体

22 下游侧压缩机主体

32 进口导叶(IGV)

33 入口流量检测器

34 合流后压力检测器

35 出口压力检测器

36 出口流量检测器

37 进口导叶开度检测器

38 放散阀

40 进口导叶开度控制部

41 进口导叶开度指令值生成部

42 进口导叶开度指令值修正部

50 放散阀开度控制部

51 上游侧防喘振控制部

52 出口压力控制部

53 下游侧防喘振控制部

101、120 指令值选择部

102 修正取消信号生成部

104 性能差修正系数生成部

105 入口流量目标生成部

110 报警器

201、202、203、204 压缩机控制装置

Claims (10)

1.一种压缩机控制装置，其特征在于，

该压缩机控制装置对压缩机进行控制，

该压缩机具备：

多个最上游侧压缩机主体，它们配置在最上游侧；

至少一级下游侧压缩机主体，其配置在所述多个最上游侧压缩机主体的下游侧，且供从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出之后进行合流的气体流入；

进口导叶，其设于多个最上游侧压缩机主体各自的入口附近，且对流入所述对应的最上游侧压缩机主体的气体的流量进行控制；

多个最上游流量检测器，它们设于所述多个最上游侧压缩机主体各自的入口或者出口附近，且通过检测在所述对应的最上游侧压缩机主体中流通的流量而生成最上游流量检测值；

合流后压力检测器，其通过对从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出的气体的合流后的压力进行检测而生成合流后压力检测值；以及

出口压力检测器，其通过对所述下游侧压缩机主体中的、配置在最下游侧的最下游侧压缩机主体的出口压力进行检测而生成出口压力检测值，

该压缩机控制装置具有对所述进口导叶的开度进行控制的进口导叶开度控制部，

该进口导叶开度控制部具有：

进口导叶开度指令值生成部，其根据出口压力检测值而生成进口导叶开度指令值；以及

多个进口导叶开度指令值修正部，它们根据对应的最上游流量检测值与合流后压力检测值而针对所述多个最上游侧压缩机主体各自来修正所述进口导叶开度指令值。

2.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述进口导叶开度指令值修正部通过用最上游流量检测值除以合流后压力检测值而生成进口导叶开度修正值，并基于所述进口导叶开度指令修正值而对所述进口导叶开度指令值进行修正。

3.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述进口导叶开度指令值修正部根据为了检测所述进口导叶的开度而由压缩机所具备的进口导叶开度检测器生成的进口导叶开度检测值和合流后压力检测值而生成流量推断值，根据该流量推断值与最上游流量检测值间的差值而生成进口导叶开度指令修正值，基于所述进口导叶开度指令修正值而对所述进口导叶开度指令值进行修正。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述进口导叶开度指令值修正部具有输出取消进口导叶开度修正值的信号的修正取消信号生成部。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述进口导叶开度指令值修正部具有：

性能差修正系数生成部，其用于生成表示所述多个最上游侧压缩机主体间的性能差的性能差修正系数；以及

入口流量目标值生成部，其根据所述多个最上游侧压缩机各自的最上游流量检测值和所述性能差修正系数而计算入口流量目标值，

根据入口流量目标值和最上游流量检测值而计算进口导叶开度指令修正值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述压缩机控制装置具有对在所述最下游侧压缩机主体的出口附近设置的放散阀的开度进行控制的放散阀开度控制部，

该放散阀开度控制部具有：

上游侧防喘振控制部，其基于最上游流量检测值和合流后压力检测值而计算第一放散阀开度指令值；

出口压力控制部，其基于出口压力检测值而计算第二放散阀开度指令值；以及

下游侧防喘振控制部，其根据在最下游侧压缩机主体的出口附近设置的出口流量检测器所检测的出口流量检测值和出口压力检测值而计算第三放散阀开度指令值，

所述压缩机控制装置具有指令值选择部，该指令值选择部选择第一放散阀开度指令值、第二放散阀开度指令值和第三放散阀开度指令值中的放散阀开度变得最大的指令值，并对放散阀开度进行控制。

7.根据权利要求6所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述上游侧防喘振控制部根据合流后压力检测值而计算入口流量目标值，并输出以使所述最上游侧压缩机主体的入口处的流量成为入口流量目标值的方式对放散阀开度进行控制的第一放散阀开度指令值。

8.根据权利要求6所述的压缩机控制装置，其特征在于，

所述指令值选择部是选择第一放散阀开度指令值、第二放散阀开度指令值和第三放散阀开度指令值中的值最小的指令值的低值选择器。

9.一种压缩机系统，其特征在于，

该压缩机系统具备：

权利要求1至8中任一项所述的压缩机控制装置；以及

由所述压缩机控制装置来控制的所述压缩机。

10.一种压缩机控制方法，其特征在于，

该压缩机控制方法对压缩机进行控制，该压缩机具备：多个最上游侧压缩机主体，它们配置在最上游侧；至少一级下游侧压缩机主体，其配置在所述多个最上游侧压缩机主体的下游侧，且供从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出之后进行合流的气体流入；进口导叶，其设于多个最上游侧压缩机主体各自的入口附近，且对流入所述对应的最上游侧压缩机主体的气体的流量进行控制；多个最上游流量检测器，它们设于所述多个最上游侧压缩机主体各自的入口附近，且通过检测在所述对应的最上游侧压缩机主体的入口流量而生成最上游流量检测值；合流后压力检测器，其通过对从所述多个最上游侧压缩机主体各自流出的气体的合流后的压力进行检测而生成合流后压力检测值；以及出口压力检测器，其通过对所述下游侧压缩机主体中的、配置在最下游侧的最下游侧压缩机主体的出口压力进行检测而生成出口压力检测值，

在该压缩机控制方法中，在对所述进口导叶的开度进行控制的进口导叶开度控制部处，根据出口压力检测值而生成进口导叶开度指令值，

根据对应的最上游流量检测值与合流后压力检测值而针对所述多个最上游侧压缩机主体各自来修正所述进口导叶开度指令值。