CN104334888A - Vpsa设备中的压缩机的抗喘振速度控制 - Google Patents

Vpsa设备中的压缩机的抗喘振速度控制 Download PDF

Info

Publication number
CN104334888A
CN104334888A CN201380027685.2A CN201380027685A CN104334888A CN 104334888 A CN104334888 A CN 104334888A CN 201380027685 A CN201380027685 A CN 201380027685A CN 104334888 A CN104334888 A CN 104334888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
compressor
multiplier
pressure
centrifugal compressor
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.)
Granted
Application number
CN201380027685.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104334888B (zh
Inventor
A.C.罗辛斯基
P.W.贝朗格
M.S.曼宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/484,846 external-priority patent/US20130323082A1/en
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of CN104334888A publication Critical patent/CN104334888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104334888B publication Critical patent/CN104334888B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • B01D53/0476—Vacuum pressure swing adsorption
    • 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
    • F04D27/0261—Surge control by varying driving speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/302—Alkali metal compounds of lithium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/10—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/12—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/18—Noble gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/401—Further details for adsorption processes and devices using a single bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/04—Purpose of the control system to control acceleration (u)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

本发明涉及控制真空压力摆动吸附过程内操作且直接由电动马达驱动的离心压缩机的速度的方法及控制系统，以避免喘振可发生的操作，电动马达继而又由变频驱动件控制。根据本发明，确定了用于操作压缩机的最佳速度，在该速度下，压缩机将沿其压缩机图的峰值效率操作线操作。该速度在流或涉及穿过压缩机的流的其它参数低于最低值时由反馈速度乘数调整，且在抽空和具有吹扫的抽空步骤期间由前馈乘数调整，前馈乘数乘以反馈乘数以增大压缩机的速度，且因此避免喘振。

Description

VPSA设备中的压缩机的抗喘振速度控制
技术领域
本发明提供了一种用于控制在真空压力摆动吸附设备内操作且直接地由电动马达驱动的离心压缩机的速度以避免压缩机进入喘振的方法及控制系统。更具体而言，本发明涉及此类方法及系统，其中速度在由真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的至少那些步骤期间增大，其中，压缩机可遇到喘振，且总计的增加根据正进行的步骤变化。
背景技术
在真空压力摆动吸附过程中，一种或多种吸附剂用于吸附进料流的一个或多个组分，且从而产生净化的产物流。典型的过程具有根据重复循环的一系列连续执行的步骤。在重复循环中，含有吸附剂的吸附床交替地用于产生净化产物且然后再生。在再生期间，吸附组分从吸附剂解吸，且然后，吸附床回到其中其可回到联线且产生产物的状态中。
在设计成由进料空气产生产物氧的典型真空压力摆动吸附过程中，吸附床经历在重复循环中进行的七个步骤过程。仅出于图示的目的，此类吸附过程可利用一个床来进行。在第一步骤中，床从底部利用进料空气和从顶部利用从回收罐输送的平衡气体来同时地加压。此后，高纯度产物从氧缓冲罐加至床的顶部，且进料空气由压缩机或其它送风机（如罗茨型送风机（Roots type of blower））供应。在第三步骤中，床继续从底部经由送风机加压。床现在准备产生产物，且进料空气供给到容器的顶部，且产物从顶部除去。产物气体输送至氧缓冲罐。在生产完成之后，送风机卸载，且仍保持在加压床的顶部中的较低纯度的气体传递至回收罐。在随后的抽空步骤中，废氮从容器的底部经由离心压缩机除去，同时没有流离开或进入容器的顶部。在最后的步骤中，离心压缩机继续从容器的底部除去氮，同时氧吹扫气体加至容器的顶部。由于氧吹扫流控制成等于抽空流的事实，故压力在该步骤期间仍保持相对恒定。如本领域中将知道的那样，此过程可在多个床中执行，其中各个床均经历上文提到的步骤。
如US 7,785,405中公开那样，由直接驱动高速永磁马达直接驱动的离心压缩机已经有利地用于真空压力摆动吸附过程中。此类马达的使用允许了变速操作，使得压缩机和高速永磁马达组合可按过程的要求快速地从低速加速至高速，且从高速减速至低速。已经发现，这提供了由常规感应马达/齿轮箱系统驱动的离心压缩机的使用上的主要改善，该系统由于感应马达的高惯性而不可快速地加速和减速。通过连续地改变压缩机速度来匹配对于压缩机的压力比要求，其由于吸附床的加压和抽空而变化，用于此循环中的离心压缩机可在其峰值效率附近且优选在其峰值效率处从100%设计速度操作至基本较低的速度。
压缩机设计成在操作包络线（envelope）内操作，该操作包络线可在称为出口压力与入口压力间的压力比对穿过压缩机的流速的压缩机图的图中绘出。在此图上，绘出了峰值或最佳效率操作线，其中对于给定的流速和压力比，压缩机的能量消耗处于最低。该压缩机图可在用于控制马达且因此压缩机的速度的控制器内编程。取决于将需要穿过离心压缩机的特定压力比的真空压力摆动吸附过程中的特定步骤，控制器将使关于如由压缩机图确定的最佳速度的信号发送至变速驱动件，其控制高速永磁马达的速度。
然而，存在可引起压缩机移离峰值效率操作线且移入喘振状态的情形。例如，可存在控制系统中的滞后、正由真空压力摆动吸附设备进行的过程中的过渡步骤、环境条件中的变化，以及过渡离最低速度线。在所有此类情形中，对于给定速度和压力比，正压缩的质量流可下降以将压缩机驱动进入喘振。因此，喘振事件由穿过压缩机的下降到保持稳定操作所需的压缩机叶轮的给定速度下所需的最小流以下的流速产生。在喘振事件中，由压缩机产生的压头减小，引起压缩机排放口处的反向压力梯度和由此得到的气体回流。一旦压缩机的排放管线中的压力降低到由叶轮产生的压力以下，则流再次反向。这种交替的流型已被认为是不稳定状态，其可导致对压缩机叶轮、驱动机构和部件的严重破坏。这种情况必须避免。
在真空压力摆动吸附设备中使用的重复循环中，喘振可发生所处的压缩的操作条件将在高速下最关键。此外，在抽空和吹扫步骤期间且特别是在吹扫和抽空步骤之间的过渡期间，喘振可相当非预期地发生。如将论述的那样，本发明提供了速度控制，其特别设计成在低速操作期间和在抽空和吹扫步骤及此类步骤之间的过渡期间避免喘振。
发明内容
本发明提供了一种控制在真空压力摆动吸附设备内操作的离心压缩机的速度的方法。离心压缩机直接地由通过变频驱动件控制的电动马达驱动。在此方面，如本文和权利要求中使用的术语"电动马达"意指高速永磁马达或高速感应马达。关于此方法，测量和计算关于进入离心压缩机的气体的流速的参数。还测量和计算压缩机的出口压力对入口压力的压力比。离心压缩机的最佳速度基于该压力比确定，且其位于沿离心压缩机的峰值效率操作线。此外，还确定离心压缩机可能在最佳速度下进入喘振状态所处的参数的最低可允许值。确定反馈乘数，当乘以最佳速度时，反馈乘数将在参数小于最低可允许值时增大速度，或在参数大于或等于最低可允许值时减小速度。
在由真空摆动吸附设备进行的重复循环的步骤期间，其中除了纯抽空步骤和具有其产物吹扫的抽空步骤之外，离心压缩机至少有可能遇到喘振状态，总速度乘数设置成等于反馈乘数。在纯抽空状态和具有产物净化的抽空步骤期间，总速度乘数通过使反馈乘数乘以前馈乘数来计算，前馈乘数将在抽空步骤和具有吹扫的抽空步骤期间增大速度，使得离心压缩机不可能进入喘振状态。调整的速度在此时通过使最佳速度乘以总速度乘数来计算。至少关于调整速度的控制信号生成且输入至变频驱动件中，使得电动马达且因此离心压缩机在调整速度下操作。将注意的是，如本文和权利要求中使用的术语"纯抽空步骤"意指真空压力摆动吸附过程的步骤，其中吸附床从吸附床的底部抽空，且阀设置成以便没有气体引入吸附床中或从吸附床的顶部释放。此外，如本文和权利要求中使用的术语"具有产物吹扫的抽空步骤"意指真空压力摆动吸附过程的步骤，其中吸附床经历吸附床的底部处的抽空和产物气体(例如，氧)引入床的顶部。
如上文论述和权利要求中阐释的抗喘振速度控制方法和系统同样适于设备，在该设备中，单个压缩机用于将压缩气体供给至吸附床，且在其再生期间抽空吸附床，或其中进料压缩机用于将压缩气体供给至设备的吸附床，且抽空压缩机用于从吸附床抽空气体。在此方面，其中使用抽空压缩机，其将为使用抗喘振控制的以上策略的离心压缩机。进料压缩机可不在为离心压缩机的此设备中，且因此，将不会经历此类抗喘振控制。如将论述的那样，其中进料压缩机为离心压缩机，抗喘振速度控制的元件可用于其控制。
应当理解的是，一般而言，本发明构想出了总速度乘数设置成等于反馈乘数，其中除了其纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤之外，离心压缩机至少有可能遇到喘振状态。本发明特别构想出了在不可能遇到喘振状态的重复循环内的点处，输入变频驱动件中的控制信号将具有从电动马达除去功率的效果。在此方面，真空压力摆动吸附过程可使用单个压缩机来将压缩气体供给至吸附床且从吸附床抽空气体。在此情况下，重复循环可包括在具有产物吹扫的抽空步骤之后的具有平衡的进料步骤、在具有平衡的进料步骤之后的具有产物再加压的进料步骤，以及在纯抽空步骤之前的平衡步骤。在具有平衡的进料步骤、平衡步骤和具有产物再加压的进料步骤开始期间，控制信号涉及非操作速度，使得当控制信号输入变频驱动件中时，电功率不施加至电动马达。然而，在具有产物再加压的进料步骤期间获得压力比的预定压力比时，控制信号又涉及调整速度，使得电动马达且因此压缩机在调整速度下操作。然而，将注意的是，本发明还构想和意在将实施例覆盖在所附权利要求内，其中在重复循环的步骤中，除纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤之外，总速度乘数总是设置成等于反馈乘数，且控制信号总是涉及调整速度。此外，在使用专用进料和抽空压缩机的多吸附床设备中，重复循环可包括下降压力平衡步骤和在具有产物吹扫的抽空步骤之后的上升压力平衡步骤。在下降压力平衡步骤和上升压力平衡步骤期间，控制信号涉及非操作速度，使得电功率不会施加到电动马达来驱动抽空压缩机。当在下降压力平衡步骤期间获得预定压力比时，控制信号又设置成涉及调整速度，使得抽空压缩机在调整速度下操作。
每次确定反馈乘数，就可储存反馈乘数。当参数小于最低可允许值时，反馈乘数通过将速度校正系数加至反馈乘数的上一储存的值来确定。当参数大于或等于最低可允许值时，反馈速度乘数通过将反馈乘数的上一储存值除以比例常数来计算。比例常数设置成等于一个值，其在反馈乘数的上一储存值大于或等于1.0时大于1.0，或在反馈乘数的上一储存值小于1.0时为1.0。
前馈乘数可为压力比的函数。该函数可在预定压力比下具有前馈乘数的最大值，在该预定压力比下或直接在该预定压力比之前，离心压缩机将可能在抽空步骤与吹扫步骤之间的过渡期间进入喘振状态。该函数将在高于或低于最大值的压力比下具有减小的前馈乘数的值。最大值具有一定大小，其预先选择成使得当最大值乘以预定压力比下的最佳速度时，由此所得的速度将防止离心压缩机进入喘振状态。该函数可为高斯函数。
该参数可为接连接近其叶轮的离心压缩机的护罩中的两个点处测得的压差。在各个时间段期间，通过从压差的当前值减去最低可允许值来计算和储存压差的误差。反馈乘数的速度校正系数在每个时间段期间通过包括将比例项加至积分项的比例积分控制来计算，比例项通过使增益系数乘以压差误差与在先时间段中计算的在先压差误差之间的差且使该差除以时间段来计算。积分项通过使增益系数除以积分重置时间且使其所得的商乘以压差误差来计算。
本发明还提供了一种用于控制在真空压力摆动吸附设备内操作且直接由通过变频驱动件控制的电动马达驱动的离心压缩机的速度的控制系统。控制系统设有用于感测涉及进入离心压缩机的气体的流速的参数。压力传感器定位成感测离心压缩机的入口和出口处的压力。
提供了控制器，其响应于参数感测器件、压力传感器和由真空压力摆动吸附设备进行的重复循环。控制器具有控制程序，其编程为计算离心压缩机的出口对入口的压力的压力比。控制程序还基于压力比来确定离心压缩机的最佳速度，且其位于沿离心压缩机的峰值效率操作线。离心压缩机可能在最佳速度下进入喘振状态所处的参数的最低可允许值由控制器连同反馈乘数一起来确定，反馈乘数在乘以最佳速度时，在参数小于最低可允许值时将增大速度，或在参数大于或等于最低可允许值时将减小速度。总速度乘数设置成等于重复循环的步骤期间的反馈乘数，其中除其纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤之外，离心压缩机至少有可能进入喘振状态。总速度乘数设置成在纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间等于反馈乘数和前馈乘数的数学乘积，其将增大速度，使得离心压缩机不可能进入喘振状态。调整的速度通过最佳速度乘以总速度乘数来计算。
控制器构造成响应于控制程序来生成控制信号，且能够用作进入变频驱动件中的输入，使得电动马达且因此离心压缩机的速度响应于控制信号来控制。控制信号至少涉及调整速度，使得电动马达且因此离心压缩机在调整速度下操作。
如上文指出那样，系统适用于真空压力摆动吸附设备，其使用用于将压缩气体供给至真空压力摆动吸附设备的吸附床的进料压缩机和用于从吸附床抽空气体的抽空压缩机。在此情况下，抽空压缩机由离心压缩机形成。另一个离心压缩机可用于或可不用于形成进料压缩机。
真空压力摆动吸附设备可使用单个压缩机来将压缩气体供给至吸附床和从吸附床抽空气体。在此情况下，重复循环可包括在具有产物吹扫的抽空步骤之后的具有平衡的进料步骤、在具有平衡的进料步骤之后的具有产物再加压的进料步骤，以及在纯抽空步骤之前的平衡步骤。控制程序可编程为产生非操作速度，在该速度下，变频驱动件将从电动马达除去电功率，且控制信号涉及在由控制程序产生时的非操作速度。在具有平衡的进料步骤、平衡步骤和具有产物再加压的进料步骤开始期间，控制程序产生非操作速度，使得当控制信号输入变频驱动件中时，电功率不施加至电动马达。控制程序还编程为使得当压力比的预定压力比在具有产物再加压的进料步骤期间获得时，控制信号又涉及调整速度，使得电动马达且因此压缩机在调整速度下操作。在真空压力摆动吸附设备使用专用抽空压缩机的情况下，重复循环可包括下降压力平衡步骤和在具有产物吹扫的抽空步骤之后的上升压力平衡步骤。控制程序在此情况下编程为产生非操作速度，在该速度下，变频驱动件将从电动马达除去电功率，且控制信号涉及在由控制程序产生时的非操作速度。在下降压力平衡步骤和上升压力平衡步骤期间，控制程序产生非操作速度，使得当控制信号输入到变频驱动件中时，电功率并未施加到驱动抽空压缩机的电动马达上。控制程序还编程为使得当压力比的预定压力比在下降压力平衡步骤期间获得时，控制信号又涉及调整速度，使得电动马达且因此抽空压缩机在调整速度下操作。
控制程序可编程为使得每次确定反馈乘数时，储存反馈乘数。根据此编程，当参数小于最低可允许值时，反馈乘数通过将速度校正系数加至反馈乘数的上一储存值来确定。当参数大于或等于最低可允许值时，反馈速度乘数通过将反馈乘数的上一储存值除以比例常数来确定。比例常数设置成等于一个值，其在反馈乘数的上一储存值大于或等于1.0时大于1.0，或在反馈乘数的上一储存值小于1.0时为1.0。
控制程序还可编程为使得前馈乘数为压力比的函数。此函数在预定压力比下具有前馈乘数的最大值，在预定压力比下或直接在预定压力比之前，离心压缩机将可能在抽空步骤与吹扫步骤之间的过渡期间进入喘振状态。前馈乘数在大于或小于最大值的压力比下具有减小的前馈乘数的值。最大值具有一定大小，其预先选择成使得当最大值乘以预定压力比下的最佳速度时，由此所得的速度将防止离心压缩机进入喘振状态。该函数可为高斯函数。
参数感测器件可包括位于接连接近其叶轮的离心压缩机的护罩中的两个点处的另外两个压力传感器。在此情况下，控制程序编程为计算来自由另外两个压力传感器测量的压力的压差。参数为压差。在此情况下，控制程序可编程为使得在各个时间段期间，通过从压差的当前值减去最小可允许值来计算和储存压差误差。反馈乘数的速度校正系数在各个时间段期间通过包括将比例项加至积分项的比例积分控制来计算。比例项通过使增益系数乘以压差误差与在先时间段中计算的在先压差误差之间的差且将该差除以时间段来计算。积分项可通过使增益系数除以积分重置时间且使其所得的商乘以压差误差来计算。
附图说明
尽管说明书以清楚且特别地指出申请人看作是其发明的主题的权利要求作为结束，但应当相信的是本发明将在结合附图时更好理解，在附图中：
图1为用于进行根据本发明的过程的真空压力摆动吸附设备的示意图；
图2为施加到用于驱动在图1中使用的压缩机的马达的速度和功率的示意图；
图3为用于在图1中使用的控制器的速度控制编程的逻辑图；
图4为示出相对于压力比对穿过压缩机的质量流所图示的峰值效率操作线的压缩机图的示例性曲线；
图5为用于控制在图1中使用的控制器的编程的前馈速度乘数的高斯曲线；
图6为使用专用进料和抽空压缩机连同用于执行根据本发明的过程的吸附床的真空压力摆动吸附设备的示意图；
图7为施加到用于驱动在图6中使用的进料压缩机的马达上的速度和功率的示意图；以及
图8为施加到用于驱动在图6中使用的抽空压缩机的马达上的速度和功率的示意图。
具体实施方式
参看图1，示出了真空压力摆动吸附设备1，其设计成产生氧产物。尽管真空压力摆动吸附设备1为单床设计，但应当理解的是，这是出于图示的目的，且本发明将具有对于使用设计成加压和抽空吸附床或多个吸附床的单个或多个压缩机的多床设计的相同适用性。此外，本发明同样适用于设计成产生其它产物（如二氧化碳、氮、氢或氦）的真空压力摆动吸附设备。因此，真空压力摆动吸附设备1在本文中仅出于示例性目的示出和描述。
真空压力摆动吸附设备1经由入口10吸入空气，入口10包含过滤器以滤出颗粒。由此所得的空气进料流由压缩机12吸入，压缩机12具有后冷却器14以除去压缩的热量。由此所得的压缩进料流引入吸附床16中，吸附床16可包含公知的LiX吸附剂，以产生氧产物，该氧产物引入氧缓冲罐18中，氧产物流20可从氧缓冲罐18被吸入。将注意的是，压缩机12直接由变速永磁马达38驱动，其中速度由将论述的变频驱动件40控制，其中调整的速度信号由控制器42(也将论述的"PLC")生成。在此方面，如上文所指出，本发明还具有对高速感应马达的适用性。
吸附床16经历具有七个步骤的氧产物流的生产中的重复循环。在这些步骤的第一步骤中，进行具有平衡的进料步骤，其中吸附床16从底部利用进料空气且借助于压缩机12和从顶部利用从回收罐22输送的平衡气体来同时地加压。为了实现此，阀24和26设置在开启位置，阀28、30和34设置在关闭位置，且阀36设置在部分开启位置。另外参看图2，可看到的是，压缩机12的速度由于从下文将论述的最终的步骤七的减速而下降。将注意的是，在图2中，步骤数指示了特定步骤的结束。在任何情况下，此步骤的目的都在于允许吸附床16将逐渐地达到操作压力。
在步骤1结束时，步骤2(具有产物加压的进料步骤)通过关闭阀36和部分地开启阀34开始。在此步骤期间，高纯度产物现在从氧缓冲罐18供应至吸附床16，同时吸附床16从底部借助于压缩机12来加压。如可从图2最佳看到那样，在结束步骤2处的吸附床16已达到操作压力，在该操作压力下，吸附在步骤3中开始。在步骤2期间，压缩机速度在压力升高时开始从最低上升。
在步骤3(仅进料的步骤)中，阀28、30、34和36现在设置在关闭位置，同时吸附床通过压缩机12来进一步加压，以引起氮吸附在吸附床16内。在步骤3期间，压缩机的速度随吸附床16内的压力逐渐升高。步骤3由进料和生产步骤4跟随，其中压缩机12的速度随吸附床16内的压力升高。在步骤4期间，阀34开启，且氧产物流入氧缓冲罐18中。
在生产之后，吸附床在以构成平衡步骤的步骤5开始的一系列步骤中再生。步骤5(平衡步骤)以未供能状态中的压缩机12开始，且因此，压缩机12的速度开始随同吸附床内的压力一起下降。通过部分地开启阀36，平衡气体从吸附床16的顶部排出至回收罐22。在步骤5结束时，步骤6(纯抽空步骤)开始，其中吸附床开始通过关闭阀36和开启阀28和30来抽空。压缩机现在用作真空泵，且从吸附床16除去废氮，并经由排出口消音器39排放废氮。在步骤7处，抽空通过部分地开启阀36来以氧吹扫继续。这在本文和权利要求中称为具有产物吹扫的抽空步骤。从步骤7，循环通过开启如上文所述的阀来开始步骤1而继续。
真空压力摆动吸附系统的前述操作是常规的。然而，为了参考，下表指出了在上文所列的步骤1-7中的各个期间的阀定位。
表
O=开启 C=关闭 P=部分开启
尽管未示出，但阀将由可编程逻辑控制器控制，该可编程逻辑控制器将编程为基于压力和时间从步骤到步骤进行。例如，步骤1和步骤2可为基于时间的步骤，其在过去一定时间段之后结束。步骤1和步骤2的时间段设置成实现吸附床16内的期望压力，其将使吸附床16达到操作压力，在此操作压力下将进行吸附。步骤3和4可基于压力，且在床压力处于吸附压力设置点时结束，该设置点为用于吸附剂的氮吸附的最佳压力。步骤5可又是基于时间的步骤，其中时间段设置成实现吸附床内的期望的低压力，且将期望的气体发送至回收罐22，以用于随后的吹扫和平衡目的。步骤6典型地为基于压力的步骤，在该处，获得最佳的解吸压力，且步骤7为基于时间的步骤，该步骤设置成确保充分解吸以用于吸附床16的再生。
尽管迄今已经参照单床真空压力摆动吸附过程描述了本发明，但其同样适用于多床过程。如那些本领域的技术人员将已知的那样，在进行多床过程的情况下，替代回收罐22，平衡气体将从一个吸附床排出且引入另一个吸附床中。由于生产将为连续的，故氧缓冲罐18将具有小于与所示单床设备和过程一起使用的体积。
根据本发明，压缩机12的速度通过由变频驱动件40改变永磁马达38的速度来控制，变频驱动件40响应于由控制器42生成的控制信号43，控制器42可为可编程逻辑控制器"PLC"。应当理解的是，控制器42可并入用于控制上表中所示的阀顺序的控制器中，或可为单独的控制器，其响应于阀顺序控制器，且具体而言并为了将论述的目的，响应于正由阀顺序控制器执行的准确步骤。变频驱动件40和永磁马达38可从多个已知制造商获得，且容易得到。将注意的是，本发明同样适用于高速感应马达。
控制器42可为Allen Bradley SLC 5/05处理器，其以RSLogix 500软件或等同物编程，其可从位于美国的威斯康辛州（Wisconsin）的密尔沃基市（Milwaukee）的罗克韦尔自动化公司（Rockwell Automation）获得。控制器42内的程序在预定重复时间段期间连续地执行。控制器42响应于由压力传感器44、46和48(且优选温度传感器50)生成且分别由适合的电连接件45、47、49和51传送的信号。此外，提供了数据输入52，其用作对包括实际当前步骤的控制器42的输入，重复循环正由真空压力摆动吸附设备1进行。关于当前步骤的此数据用作对控制程序的输入，控制程序以将论述的方式响应于此数据。数据输入52可从控制器获得，控制器用于控制通过真空压力摆动吸附设备1进行的重复循环中的阀。
参看图3，控制逻辑在控制器42内借助于控制程序编程。作为编程的第一阶段，如由逻辑框53所示，马达38连同由真空压力摆动吸附设备1进行的重复循环一起启动，上文已经关于阀的定位描述了真空压力摆动吸附设备1。在启动马达38时，其设置成以最低速度运行，最低速度构成设计最高速度的百分之四十。在高于此速度下，功率开始施加到马达上。变频驱动件40响应于由控制器42生成的控制信号43，以控制永磁马达38来以调整速度运行，这将避免喘振，或切断对高速永磁马达38的供能，且从而允许永磁马达38且因此压缩机12在重复循环中需要时减速。
在第一步骤53之后，控制器然后在各自优选小于1毫秒的预定重复时间段内开始继续执行。在步骤54中，压差"dP"在位于接连接近叶轮的两个点或位置处或在由压力传感器46和48测量的点处在压缩机12的护罩处计算。在分别由压力传感器48和46测量的压力之间的该压差提供参数，该参数涉及穿过压缩机12的流。在此方面，流可直接地由流传感器测量。在由参考标号56指定的下一个逻辑阶段的执行中，穿过压缩机的压力比基于由压力传感器48和44测量的压力计算，或换言之，基于出口压力与入口压力之间的比计算，且储存。在压力比计算和储存之后，在步骤57中，当前压力比与前述值相比较。
压缩机12的最佳速度由逻辑框54中计算的压力比确定，其位于沿着峰值效率操作线。这从用于所使用的特定压缩机的压缩机性能数据来确定。参看图4，阐释了此数据的实例。该速度的准确确定可来自查找表或多项式方程，其中在该附图中称为"最佳效率线"的峰值效率操作线的点根据公知的曲线拟合技术拟合。将理解的是，该曲线将基于由温度传感器50测量的温度略微地变化。因此，将存在在控制程序内编程的数据，其构成此类曲线的族。在温度位于中点时，准确速度可内插在曲线之间，或乘以等于测量温度与操作曲线由其导出的设计温度之比的校正系数。作为备选，可存在单条曲线，其基于其中设备1操作的预期温度。在此情况下，没有对来自温度传感器50的温度的输入的要求。与峰值效率操作线交叉的线为比速度，在该比速度下，压力比将随穿过压缩机的流速变化。如从图表中清楚的那样，在任何特定速度下，都存在穿过在此将发生喘振的压缩机12的流速。
在计算出最佳速度之后，进行执行步骤60，其中确定真空压力摆动吸附循环是否在步骤1或步骤5的开始处，即，在具有平衡的进料步骤或平衡步骤的开始处。此确定由数据输入52组成。如果在此步骤开始处，则非操作速度通过编程来设置(如步骤62中指出那样)，且控制信号43将涉及此非操作速度。例如，该速度可为马达38的设计最高速度的百分之四十。变频驱动件40继而又编程或设置成以便在控制信号43涉及非操作速度时，对马达38的能量输入将停用，允许传动系(马达转子和压缩机叶轮)以惯性滑行减速或滑动至其最低速度，而不消耗任何功率。在此方面，变频驱动件40典型地设置成如此作用而没有任何改动。即是说，同样有可能对在控制器42内执行的控制程序编程来生成信号以控制对永磁马达38的功率供应，以在重复循环中适当时切断供能。又参看图4，在由真空压力摆动吸附设备1进行的重复循环需要压缩机速度由于降低压头要求而减速时，"典型减速线"为压缩机遵循的路径。这是步骤1、步骤2的一部分和步骤5中的情况。
最后，传动系将必须在步骤2(或换言之，具有产物加压的进料步骤)期间增加功率。其以下降压力开始。因此，在步骤2开始时，控制信号43保持涉及非操作速度。然而，又参看图2，在此步骤的一部分上的压力由于重复循环的要求和对永磁马达38功率的应用而开始上升。为了执行适合的控制来实现上述操作，如果步骤60中的逻辑的响应是否定的，则程序进行执行逻辑框64中指出的测试，其中确定重复循环的步骤("VPSA步骤")是否处于上文所述的产物加压的进料，即，步骤2。此测试又基于数据输入52来执行。如果该测试的响应是肯定的，则控制程序的执行进行至执行逻辑框66中所示的另一个测试，且如由压力传感器48和44测量的当前压力比"P2/P1"与"预定P2/P1"的预定压力比相比较，预定压力比已事先在控制程序内编程。如果当前压力比小于预定压力比，则程序又进行至框62中所示的编程的执行阶段，且允许永磁马达38继续减速。如图所示，在切断对马达38的供能的情况下，控制程序循环回执行阶段54。然而，如果如逻辑框60和64中阐明的编程中执行的测试为否定的或在逻辑框66中执行的测试为肯定的，则重复循环未在步骤1或5上，而可能在步骤2中，其中功率必须施加到永磁马达38上。在通过真空压力摆动吸附循环执行的重复循环中的此点处，向压缩机供能，且因此存在喘振状态可在压缩机12的操作中遇到的可能或可能性。为了避免其中可遇到的喘振状态的压缩机12的操作，编程逻辑进行至以逻辑框68开始的其执行的提示。
在如由逻辑框68所示的编程的执行中，逻辑框54中的计算的压差"护罩dP"与最低dP相比较。此最低dP为实验中确定为压缩机12将以一个安全系数喘振所处的整个循环内的最小值的值。例如，如果压缩机12将在等于2英寸水柱的dP下在由真空压力摆动吸附设备1进行的重复循环期间的任何时间喘振，则2英寸水柱乘以百分之十五以获得最小值。对此的备选方案将在步骤58中的dP下连同来自压缩机的压缩机图的最佳速度的计算来确定，如示为将论述的图4中的示例。
逻辑框68的执行是关键步骤，因为如果穿过压缩机的流速小于最低值，则存在压缩机12将进入喘振的风险。然而，如果逻辑框54中获得的计算的当前压差dP大于或等于最低值，则存在压缩机进入喘振的较低可能性。然而，在来自逻辑框54的计算的压差不小于此最低值的情况下，如步骤70中指出的那样，反馈速度乘数通过将已在控制程序的先前执行中确定的反馈乘数的上一储存值"(SMFB")除以比例常数来计算。比例常数设置成等于一个大于1.0的值，例如，在反馈乘数的上一储存值大于或等于1.0时为1.04。此比例常数的准确值通过实验确定，且可认作是调节系数。然而，当反馈乘数的上一储存值小于1.0时，比例常数仅设置为1.0。当此反馈乘数乘以由逻辑框58所示的执行阶段中计算的最佳速度时，其效果将通过使用比例常数略微降低速度，或在此上一储存的反馈乘数小于1.0时通过上一储存的反馈乘数的系数来进一步降低速度。然而，如果步骤54中测量的压差小于最低压差，则如逻辑框72中指出那样，新反馈乘数将被计算，其将具有提高速度的效果。逻辑框72中构想出的计算将加至反馈乘数(速度校正系数)的上一储存值。尽管此速度校正系数可为常数，但作为优选，速度校正系数包含比例和积分项。在程序的各次执行期间，通过从逻辑框54中计算的压差的当前值减去最低可允许值来计算和储存压差误差。通过使增益系数乘以压差误差与在先时间段或控制程序的在先执行中计算的在先压差误差之间的差且使该差除以时间段来计算比例项。在当前压差误差的计算和储存之前，该在先压差误差从由逻辑框54读取的储存值获得。通过使增益系数除以积分重置时间且使所得的其商乘以当前压差误差来计算积分项。
前文可通过以下等式示出：
SMFBi= SMFBi-1 + Kc * (εi -εi-1 ) / t + (Kc /τI) *εi
其中：SMFBi=反馈速度乘数；SMFBi-1=反馈速度乘数的在先储存的值，Kc为增益；εi为压差误差；εi-1为压差误差的上一储存值；τI为积分重置时间，且t为控制程序的执行时间段。因此，比例-积分速度控制在这里实施，且"增益"和"积分重置时间"仅为已知的调节系数，其将在实验中以本领域已知的方式确定。
程序执行接下来进行至步骤74，其中由上文提到的真空压力摆动吸附设备1执行的重复循环的当前步骤在抽空步骤或具有吹扫的抽空步骤中（或换言之，其是否处于步骤6或7）的程序测试涉及抽空或具有产物吹扫的抽空。如果真空压力摆动吸附过程不在这些步骤中的任一个中，则前馈速度乘数如在由参考标号76指定的程序的逻辑框中指出那样设置为1.0，且总速度乘数通过使任一步骤70和72中确定的反馈速度乘数乘以1.0来在步骤78中计算出。换言之，在此情况下，总速度乘数等于反馈速度乘数。
在逻辑框74中执行的测试为肯定的情况下，则前馈速度乘数在步骤80中计算，这将防止抽空或具有吹扫的抽空步骤期间的喘振，且具体是位于这两个步骤之间的过渡附近或过渡处的真空压力摆动吸附循环期间的点处的喘振。尽管本文的发明人并未良好理解，但实际上已经发现，存在压缩机12在此操作点下进入喘振的特定风险。在此情况下，参看图5，取决于步骤56中计算的当前压力比值，将确定取决于将防止喘振的此压力比的前馈乘数。当该前馈乘数乘以反馈速度乘数时，效果将为将步骤76中计算的总速度乘数增大到高于将单独从反馈速度乘数获得的乘数。
在总速度乘数已在步骤78中计算出之后，调整的最佳速度通过步骤58中计算的最佳速度乘以总速度乘数("SMr")来获得调整速度来在逻辑框82中计算出。此调整的速度然后用于设置如步骤84中所示的变频驱动件40中的速度。在此方面，控制器42响应于由控制程序确定的调整速度的值，生成涉及此调整速度的控制信号43。此控制信号43然后将用作输入，其将修正变频驱动件40中设置的速度。对于变频驱动件，另一个可能性将为编程为读取由控制器42生成的调整速度的输出。在任何情况下，在再发生执行时间过去之后，通过循环回执行步骤54，编程进行至其下一个执行。
又参看图2，本发明的速度控制背后的策略基本上在于获得基于压力比的速度，其将在大多数情况下在其图3中所示的峰值效率操作线上来操作压缩机12。具体而言，在真空压力摆动吸附过程中的第七步骤结束时，穿过压缩机12产生的压力比将在本文所述的实施例中为大约2。然而，吸附床将处于负压。在平衡气体从平衡罐22流入吸附床16中时，床压力从步骤7快速上升，其中床已经抽空来除去氮且结束吸附剂的再生。然而，直至关于穿过压缩机12的压力比，在压力升高的至少一部分期间，功率将从永磁马达38除去，且如图2中所示，现在功率作为步骤的一部分施加且压缩机12减速。在步骤2期间，加压以产物气体继续，且达到点，其中如由压力传感器48和44感测的压力比由于床压力上的升高而增大，使得压缩机16的速度必须增大来保持沿如图3中所示的峰值效率操作线的操作。在这些步骤中的任一者期间，如果压缩机12并未足够快地加速，则如由压力传感器46和44感测到的穿过压缩机的流速可能不足以避免喘振。在此情况下，这将为其中用于程序执行框68中的测试的肯定响应将为肯定的且将计算必须增大压缩机的速度以避免喘振的反馈乘数的情形。当步骤3和4发生时，穿过压缩机的压力比由于床压力上的增大而增大。因此，压缩机加速来获得沿峰值效率操作线的增大。此时，不可能的是，压缩机将处于其中将发生喘振的状态附近的任何位置处的质量流下；且框68中的查询将否定地响应。这将通过以比例常数进一步减小反馈速度乘数(如果上一值为1.0或更大)或通过进一步以反馈速度乘数的上一值减小速度而导致压缩机速度向后朝峰值效率操作线减小。
在步骤4结束之后，吸附床16需要再生。此时，允许气体从吸附床16散逸到平衡罐22中。压力比快速地下降，且如上文所述，优选变频驱动件40对涉及逻辑框62中产生的非操作速度的控制信号43作出反应且停止将功率施加到永磁马达38。给定马达卸载，则不可能的是将发生喘振事件。然而，在第六步骤开始时，压缩机12用作真空泵，且在压力在吸附床16内下降时，压力比开始上升。如果穿过压缩机的质量流不足，则喘振可发生。然而，现在借助于图5来计算积极的前馈速度乘数。当压力比如由压力传感器48和44测量那样穿过压缩机增大时，前馈速度乘数在大约1.7的压力比下增大至峰值。该压力比在实验中确定为喘振可能发生所处的压力比，且前馈速度乘数选择成该值将充分地增大压缩机的速度以避免喘振。当压力比由于吸附床16的抽空而进一步增大时，压力比进一步增大。然而，前馈速度乘数减小。对于此的原因在于马达和压缩机组合将由于空气动力阻力和惯性效果而不会立即起作用。结果，当压力比增大时，压缩机的速度逐渐地增大，且在峰值之后，速度逐渐地减小以允许压缩机减速，且回到峰值效率，以便下一个步骤1可发生，在该步骤处，除去对永磁马达的供能。
具体参看图5，作为优选，前馈速度乘数的响应利用高斯函数获得，其中前馈速度乘数由以下等式给出：
初始值+振幅[F/展开度];
其中F=(P2/P1-中心值)2。"初始值"将使图4中所示的曲线向上或向下转移，"振幅"将使峰值向上或向下移动。"中心值"将使压力比转移，其中峰值出现，且"展开度"（spread）控制曲线从中心散开所处的速率。因此，曲线自身可在控制程序内编程，或查找表内的数据点同样可编程。即是说，除所示的高斯曲线之外，曲线可为三角形。不太优选但有可能的是，将仅使用用于前馈速度乘数的曲线的峰值。同样，将有可能使用用于反馈速度乘数的增大的固定系数，以便压缩机速度将增大(如果穿过压缩机的流速降到可允许点以下)，且通过固定系数减小(如果流速保持高于可允许的点)。为何这些都不是优选的是因为压缩机的操作的较大百分比将脱离峰值效率操作线，且因此设备1将消耗更多功率。
如上文所述，变频驱动件40编程来除去处于很低速度下的功率也是可选的，但如可认识到的那样，此操作也节省功率。所有前文所述，有可能进行本发明的实施例，其中功率从不从马达38除去。换言之，没有执行步骤60、62、64和66的实施例。然而，如果对马达的供能未停用，则变频驱动件40将试图通过将功率输入马达38来使速度沿编程路径缓慢下降，因此消耗更多功率。然而，至少本发明构想出了随后的逻辑框68-84中所示类型的编程逻辑，其中压缩机12至少可能遇到喘振操作状态，即，在当前循环中，步骤2的一部分，其中穿过压缩机12的压力比上升，且因此，功率需要施加至永磁马达38，步骤3-4及步骤6和7。
尽管已经参照真空压力摆动吸附循环论述了本发明，其中使用了单床且单个离心压缩机在进料压缩和抽空作用中起作用，但本发明的应用不限于此实施例。参看图6，示出了设备2，以用于进行真空压力摆动吸附循环，其中两个吸附床101和102经历十二个步骤的真空压力摆动吸附循环，其中进料压缩机104交替地将压缩空气供给至两个吸附床101和102，且抽空压缩机106在此循环期间交替地抽空吸附床101和102的气体。进料和抽空压缩机104和106分别由通过变速驱动件112和114控制的变速马达108和110驱动。变速马达108和110可为永磁马达或感应马达。变速驱动件112和114控制马达的速度，且响应于由控制器116生成的调整速度信号。控制器116生成调整的速度信号，且继而又响应于由连同进料压缩机104由参考标号118、120和122指定的压力传感器P1、P2和PS和连同抽空压缩机106由参考标号124、126和128指定的压力传感器P'1,P'2和P'S生成的信号。出于简化连同设备2使用的真空压力摆动吸附循环的阐释的目的，前述压力传感器和控制器116之间的电连接已未示出。在此方面，控制器116还响应于信号129，信号129向控制器116指出真空压力摆动吸附循环的步骤。氧产物流20'作为此循环的结果产生。所有前述元件具有关于设备1论述的相似名称的元件的类似的描述。然而，如将论述的那样，控制器116的编程改变为反映进料和抽空压缩机104和106的进料和抽空任务的分离。
用于设备2中的真空压力摆动吸附循环是美国专利第6,010,555号中公开的，且包含操作，其中吸附床101联线且生产产物，而吸附床102脱机且再生。然后在循环中，吸附床101脱机且再生，而吸附床则联线且生产产物。将进一步理解的是，除非另外指出，则图6中所示的阀设置在常闭位置。
下文为指示循环中的各个步骤期间的阀位置的表，其中"O"指示开启的阀，"C"为关闭的阀，且"P"为部分开启的阀。
表
步骤
首先转到涉及吸附床101的再加压的进料步骤，在第一步骤中，吸附床101经历具有平衡的进料步骤("FD,EU")，其中过滤空气经由入口118吸入，且由进料压缩机104压缩，以从底部利用进料空气加压吸附床101。同时，平衡气体从减压吸附床102输送。出于此目的，阀130和132设置在开启位置，且阀134设置在部分开启位置。在步骤2中，具有产物加压的进料步骤("FD,PP")，阀134关闭，且阀136设置在部分开启位置，以允许高纯度产物从氧缓冲罐138供应。在随后的步骤3中，升高压力进料步骤("FD")，吸附床101继续从底部利用压缩进料空气再加压。此时，阀130仍保持开启。转到图7，可看到的是，在步骤1中，进料压缩机104的速度由于从最后步骤的减速而下降。在步骤2中，速度首先下降，且然后升高，在吸附床101的压力下，达到操作压力，且在步骤3中，速度在吸附床101进一步加压时升高。在步骤4和5期间，产生产物，且产物输送至氧缓冲罐138。在步骤4中，具有产物产生的恒压进料步骤("FD,AD")，阀130、132和136全部设置在开启位置。在步骤5处，组合的产物产生和吹扫步骤("FD,AD,PPG")，阀134另外设置在开启位置，以允许吸附容器102从顶部利用产物吹扫。在步骤6中，平衡步骤("ED")，对进料压缩机104的供能被除去，且如图7中所示，压缩机104因此减速。此时，阀130和136设置在关闭位置，且阀134设置在开启位置，以允许累积的产物气体流至吸附床102。
将指出的是，如图7中所示，吸附床102随后经历进料步骤7-12，其具有与用于吸附床101的步骤1-6一一对应的关系。此外，在步骤1-6期间，吸附床102正在再生，且因此，经历图8中所示的抽空步骤1-6，该步骤具有与下文直接论述的抽空步骤7-12相同的描述。另外，出于控制进料压缩机130的目的，其中此压缩机为离心压缩机，许多相同考虑应用于诸如相对于压缩机12和设备1论述的那些的进料压缩机130的控制理论。重要的是，如果图7与图2相比较，则可看到，用于设备2的步骤1和7类似于用于设备1的步骤1，且用于设备2的步骤6和12类似于设备1的步骤5。在所有此类步骤中，功率并未施加至压缩机，即，设备2的进料压缩机104或设备1的压缩机12。此外，步骤2和8(具有重叠的产物加压的升高压力进料步骤)，压缩机104的速度首先下降且然后升高。这些步骤类似于设备1相对于压缩机12的步骤2。换言之，进料压缩机104的控制，其中此压缩机为离心压缩机，步骤1和7、6和12及2和8中的此压缩机将分别以与压缩机12关于步骤1、5和2相同地方式控制。由于压缩机104并未用作抽空压缩机，故用于控制压缩机12的抽空步骤将不适用于控制压缩机104。
吸附床101然后以步骤7中的下降压力抽空和平衡步骤("ED,EV")来再生。在此步骤期间，阀140设置在开启位置，以允许废氮通过抽空压缩机106的作用从吸附床101除去。此外，出于此目的，阀132设置在部分开启位置，且阀134设置在完全开启位置。阀142设置在开启位置，以允许吸附床102供给有来自进料压缩机104的压缩空气。在纯抽空步骤8、9和10期间，阀132再设置至关闭位置中，且废氮继续借助于抽空压缩机106从吸附床101的底部收回。这些所有都是纯抽空步骤("EV")，其中吸附床内的压力下降。在随后的步骤11中，具有产物吹扫的恒压抽空步骤("EV,PG")，吸附床101继续由抽空压缩机106抽空，同时从顶部利用氧吹扫气体，借助于将阀132设置在部分开启位置来进料。此后，进行步骤12，其为升高压力平衡步骤("EV,EU")。在此最终步骤期间，吸附床101通过抽空压缩机106继续抽空，同时阀132现在设置在完全开启位置。阀146设置在开启位置，以允许由进料压缩机104产生的上游压力排出。由于平衡气体流高于且处于高于正由抽空压缩机106吸入的气体的压力，故压力升高。另外参看图8，可看到的是，在步骤7到10期间，抽空压缩机106的速度增加。在步骤11期间，速度为恒定的，且在步骤12期间，速度由于抽空压缩机106随后未供能而下降。此后，吸附床经历步骤1，且该循环重复。如前文所述，吸附床102经历借助于进料压缩机104和抽空压缩机106的相同的进料和抽空步骤。在抽空步骤7-12期间，吸附床102经历上文提到的用于吸附床101的进料压缩步骤。在此步骤期间，阀位置如上表中指出那样。
另外，如果图8相比于图2，可看到的是，某些控制策略将相对于抽空压缩机106和压缩机12是共同的。在此方面，步骤6和12为其中未向抽空压缩机106供能的上升压力平衡步骤。在此步骤期间，抽空压缩机106将以与上文所述且在图2中所示的步骤1和5中的压缩机12相同的方式控制。在抽空压缩机106在未供能状态中启动，且然后在分别由压力传感器126和124测得的穿过抽空压缩机106的压力比"P'2/P'1"达到预定水平时随后供能的情况下，图8中所示的步骤1和7将以与图2中所示的步骤2中的压缩机12使用的相似的方式控制。对于为下降压力抽空步骤的抽空压缩机106，步骤2、3、4和8、9、10将以与如关于图2所示及所述的压缩机12的抽空步骤6的相似的方式控制。最后，具有用于抽空压缩机106的产物吹扫步骤5和11的恒压抽空将需要与参照图2所示和所述的步骤7的用于压缩机12的相同类型的控制策略。
具体又参看图6，尽管构想出了进料压缩机104和抽空压缩机106两者均为经历喘振的离心压缩机，但有可能的是进料压缩机104由罗茨送风机形成。此压缩机的加速和减速特性将与离心压缩机的那些大为不同，且此压缩机将不会经历喘振。在此情况下，进料压缩机104将不需要喘振避免控制，其对于离心压缩机为所需要的。然而，抽空压缩机106将在任何情况下都是离心压缩机，且因此，经历喘振。在此方面，对于抽空压缩机106的控制所示的控制策略将在许多方面与图3中所示的那些相同，其中某些变化关于用于图6中所示的设备中的实际步骤。例如，逻辑框54中阐明的护罩dP的计算和储存将涉及采用由压力传感器128和124测量的P'S/P'1的压力比。另外，对于使用控制算法在逻辑框56中计算和储存的压力比将为由压力传感器126和124测得的压力比P'2/P'1。逻辑框60中所示的测试(图3)将改变为关于步骤是否为步骤6或12中使用的升高压力平衡的测试。在步骤6或12中的任一者中，设置成抽空压缩机106的速度为非操作速度。如上文所述，这将为图2中所示和用于设备1中的具有平衡的进料步骤或平衡步骤1和5中的情况。此外，逻辑框64将改变为用于具有重叠平衡的下降压力抽空测试，或图7中所示的步骤1和7。在此步骤中，压缩机速度下降，且然后以类似于图2中所示的步骤2(具有产物加压的进料步骤)的方式升高。在66处使用的P2/P1的比当然将为上文所述的P'2/P'1之比，且68处的护罩dP将基于如上文所述的P'S/P'1。反馈速度乘数将以与前文关于设备1所述的相同方式且出于相同原因来计算。最后，逻辑框74将改变为针对纯抽空或具有产物吹扫的抽空步骤来测试，或换言之，步骤2、3、4和5或步骤8、9、10和11。在两种情况下，前馈速度乘数将需要出于与图2中所示的循环中阐明的相似的原因且以相同方式计算。
在进料压缩机104为离心压缩机的情况下，其还将稍微以与压缩机12相同的方式控制。然而，不同于压缩机12，进料压缩机104不会用作抽空压缩机。因此，图3中由参考标号74、76、78和80注释的逻辑步骤可省却，因为将不会使用前馈速度乘数。此外，逻辑框54中所示的护罩dP的计算和储存将通过将PS/P1的比作为由压力传感器122和118所测量的来计算出。在56处计算和储存的压力比P2/P1将由压力传感器120和118测量。如上文关于图7中所示的步骤1、7和6、12所述，进料压缩机104处于未供能状态。因此，逻辑框60将由用于此步骤的测试替换，或特定步骤是否是下降压力平衡步骤或具有重叠平衡步骤的上升压力进料步骤。关于具有重叠产物压力的升高压力进料的步骤的图7中所示的步骤2和8类似于图2的步骤2，设备1的具有产物加压的进料步骤。因此，逻辑框64将由关于步骤是否为具有重叠产物压力的升高压力进料步骤的测试替换。由于前馈乘数将不需要计算，故将在变频驱动件112中设置的最佳速度将为最佳速度乘以以与用于上文所述的循环中的设备1的压缩机12所计算的那些相同的方式且以相同原因计算的反馈速度乘数。
尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但如将被那些本领域的技术人员想到的是，可在不脱离所附权利要求中阐明的本发明的精神和范围的情况下作出许多改变、添加和省略。

Claims (20)

1.一种控制真空压力摆动吸附设备内的离心压缩机速度的方法，所述方法包括：
测量和计算涉及进入离心压缩机的气体的流速的参数，
所述离心压缩机直接地由具有通过变频驱动件控制的速度的电动马达驱动；
测量和计算所述离心压缩机的出口对入口压力的压力比；
基于所述压力比确定所述离心压缩机的最佳速度，且所述最佳速度位于沿所述离心压缩机的峰值效率操作线；
确定在所述最佳速度下可能发生喘振状态所处的参数的最低可允许值；
确定反馈乘数，当乘以所述最佳速度时，所述反馈乘数将在所述参数小于所述最低可允许值时增大速度，或将在所述参数大于或等于所述最低可允许值时减小速度；
在由所述真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的步骤期间，其中所述离心压缩机至少有可能遇到喘振状态，除了其纯抽空步骤和具有产物吹扫步骤的抽空之外，将总速度乘数设置成等于所述反馈乘数；
在纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间，通过使所述反馈乘数乘以前馈乘数来计算所述总速度乘数，所述前馈乘数将在所述纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间增大速度，使得离心压缩机不可能进入所述喘振状态；
通过使所述最佳速度乘以所述总速度乘数来计算调整的速度；以及
生成至少涉及所述调整速度的控制信号且将所述控制信号输入到所述变频驱动件中，使得所述电动马达且因此所述离心压缩机在所述调整速度下操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述真空压力摆动吸附过程使用用于将压缩气体供给至所述真空压力摆动吸附设备的吸附床的进料压缩机和用于从所述吸附床抽空气体的抽空压缩机；以及
所述抽空压缩机由所述离心压缩机形成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述真空压力摆动吸附过程使用单个压缩机来将压缩气体供给至吸附床且从所述吸附床抽空气体；
所述重复循环包括：在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的具有平衡的进料步骤；在所述具有平衡的进料步骤之后的具有产物再加压的进料步骤；以及在所述纯抽空步骤之前的平衡步骤；以及
在所述具有平衡的进料步骤、所述平衡步骤和所述具有产物再加压的进料步骤开始期间，所述控制信号涉及非操作速度，使得当所述控制信号输入所述变频驱动件中时，电功率不施加至所述电动马达；以及
在所述具有产物再加压的进料步骤期间获得预定压力比时，所述控制信号又涉及所述调整速度，使得所述电动马达且因此所述压缩机在所述调整速度下操作。
4.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述重复循环包括下降压力平衡步骤和在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的上升压力平衡步骤；
在所述下降压力平衡步骤和所述上升压力平衡步骤期间，所述控制信号涉及非操作速度，使得电功率不会施加到所述电动马达来驱动所述抽空压缩机；以及
当在所述下降压力平衡步骤期间获得预定压力比时，所述控制信号又涉及所述调整速度，使得所述抽空压缩机在所述调整速度下操作。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中：
每当确定所述反馈乘数时，就储存所述反馈乘数；
当所述参数小于所述最低可允许值时，所述反馈乘数通过将速度校正系数加至所述反馈乘数的上一储存值来确定；以及
当所述参数大于或等于所述最低可允许值时，所述反馈速度乘数通过使所述反馈乘数的上一储存值除以比例常数来计算，所述比例常数设置成等于一个值，其在所述反馈乘数的上一储存值大于或等于1.0时大于1.0，或在所述反馈乘数的上一储存值小于1.0时为1.0。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中：
所述前馈乘数为所述压力比的函数；
所述函数在预定压力比下具有所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直接在所述预定压力比之前，所述喘振状态将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的过渡期间发生，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及
所述最大值具有一定大小，所述大小预先选择成使得当所述最大值在所述预定压力比下乘以所述最佳速度时，由此所得的速度将防止喘振状态发生。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述函数为高斯函数。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述参数为在所述离心压缩机的护罩中且接连地接近其叶轮的两点处测得的压差。
9.根据权利要求5所述的方法，其中：
所述参数为在接连地接近其叶轮的所述离心压缩机的护罩中的两点处测得的压差；
在各个所述时间段期间，通过从所述压差的当前值减去所述最低可允许值来计算和储存压差的误差；以及
所述反馈乘数的速度校正系数在各个所述时间段期间通过包括将比例项加至积分项的比例积分控制来计算，所述比例项通过使增益系数乘以压差误差与在先时间段中计算的在先压差误差之间的差且使所述差除以所述时间段来计算，且所述积分项通过使所述增益系数除以积分重置时间且使其所得的商乘以所述压差误差来计算。
10.根据权利要求8所述的方法，其中：
所述前馈乘数为所述压力比的高斯函数；
所述高斯函数具有预定压力比下的所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直接在所述预定压力比之前，所述离心压缩机将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的过渡期间进入喘振状态，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及
所述最大值具有一定大小，其预先选择成使得当所述最大值乘以预定压力比下的最佳速度时，由此所得的速度将防止离心压缩机进入喘振状态。
11.一种用于控制真空压力摆动吸附设备内的离心压缩机速度的控制系统，所述控制系统包括：
用于感测涉及进入直接由具有通过变频驱动件控制的速度的电动马达驱动的离心压缩机的气体的流速的参数的器件；
定位成感测所述离心压缩机的入口和出口处的压力的压力传感器；
响应于所述参数感测器件、所述压力传感器和由所述真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的步骤且具有控制程序的控制器，所述控制程序编程为：
计算所述离心压缩机的出口对入口的压力的压力比；
基于所述压力比确定所述离心压缩机的最佳速度，且所述最佳速度位于沿所述离心压缩机的峰值效率操作线；
确定在所述最佳速度下可能发生喘振状态所处的参数的最低可允许值；
确定反馈乘数，当乘以所述最佳速度时，所述反馈乘数将在所述参数小于所述最低可允许值时增大速度，或将在所述参数大于或等于所述最低可允许值时减小速度；
将总速度乘数设置成等于在所述重复循环的步骤期间的反馈乘数，其中除了其纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤之外，所述离心压缩机至少有可能进入喘振状态；
将所述总速度乘数设置成在所述纯抽空步骤和所述具有产物吹扫的抽空步骤期间等于反馈乘数和前馈乘数的数学乘积，其将增大所述速度，使得离心压缩机不可能进入所述喘振状态；以及
通过使所述最佳速度乘以所述总速度乘数来计算调整速度；以及
所述控制器构造成响应于所述控制程序生成控制信号，且能够用作进入所述变频驱动件中的输入，使得所述电动马达的速度且因此所述离心压缩机的速度响应于所述控制信号受控制，所述控制信号至少涉及所述调整速度，使得所述电动马达且因此所述离心压缩机在所述调整速度下操作。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其中：
所述真空压力摆动吸附设备使用用于将压缩气体供给至所述真空压力摆动吸附设备的吸附床的进料压缩机和用于从所述吸附床抽空气体的抽空压缩机；以及
所述抽空压缩机由所述离心压缩机形成。
13.根据权利要求11所述的控制系统，其中：
所述真空压力摆动吸附设备使用单个压缩机来将压缩气体供给至吸附床且从所述吸附床抽空气体；
所述重复循环包括所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的具有平衡的进料步骤、在所述具有平衡的进料步骤之后的具有产物再加压的进料步骤，以及在所述纯抽空步骤之前的平衡步骤；
所述控制程序编程为产生非操作速度，在所述速度下，所述变频驱动件将从所述电动马达除去电功率，且所述控制信号涉及在由所述控制程序产生时的所述非操作速度；
在所述具有平衡的进料步骤、所述平衡步骤和所述具有产物再加压的进料步骤开始期间，所述控制程序产生非操作速度，使得当所述控制信号输入至所述变频驱动件中时，电功率不施加至所述电动马达； 以及
所述控制程序还编程为使得当所述压力比的预定压力比在具有产物再加压的进料步骤期间获得时，所述控制信号又涉及所述调整速度，使得所述电动马达且因此所述压缩机在所述调整速度下操作。
14.根据权利要求12所述的控制系统，其中：
所述重复循环包括下降压力平衡步骤和在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的上升压力平衡步骤；
所述控制程序编程为产生非操作速度，在所述速度下，所述变频驱动件将从所述电动马达除去电功率，且所述控制信号涉及在由所述控制程序产生时的所述非操作速度；
在所述下降压力平衡步骤和所述上升压力平衡步骤期间，所述控制程序产生所述非操作速度，使得当所述控制信号输入到所述变频驱动件中时，电功率并未施加到驱动所述抽空压缩机的所述电动马达上；以及所述控制程序还编程为使得当所述压力比的预定压力比在所述下降压力平衡步骤期间获得时，所述控制信号又涉及所述调整速度，使得所述电动马达且因此所述抽空压缩机在所述调整速度下操作。
15.根据权利要求11或权利要求12所述的控制系统，其中，所述控制程序编程为使得：
每当确定所述反馈乘数时，就储存所述反馈乘数；
当所述参数小于所述最低可允许值时，所述反馈乘数通过将速度校正系数加至所述反馈乘数的上一储存的值来确定；以及
当所述参数大于或等于所述最低可允许值时，所述反馈速度乘数通过使所述反馈乘数的上一储存值除以比例常数来确定，所述比例常数设置为等于一个值，其在所述反馈乘数的上一储存值大于或等于1.0时大于1.0的值，或在所述反馈乘数的上一储存值小于1.0时为1.0。
16.根据权利要求11或权利要求12所述的控制系统，其中，所述控制程序编程为使得：
所述前馈乘数为所述压力比的函数；
所述函数具有在预定压力比下的所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直接在所述预定压力比之前，所述离心压缩机将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的过渡期间进入喘振状态，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及
所述最大值具有一定大小，其预先选择成使得当所述最大值乘以在所述预定压力比下的最佳速度时，由此所得的速度将防止离心压缩机进入喘振状态。
17.根据权利要求16所述的控制系统，其中，所述函数为高斯函数。
18.根据权利要求11或权利要求12所述的控制系统，其中：
所述参数感测器件为位于接连地接近其叶轮的所述离心压缩机的护罩中的两个点处的另外两个压力传感器；
所述控制程序编程为计算来自由所述另外两个压力传感器测量的压力的压差；以及
所述参数为压差。
19.根据权利要求15所述的控制系统，其中：
所述参数感测器件为位于接连地接近其叶轮的所述离心压缩机的护罩中的两个点处的另外两个压力传感器；
所述控制程序编程为计算来自由所述另外两个压力传感器测量的压力的压差；
所述参数为所述压差；以及
所述控制程序编程为使得：
在各个所述时间段期间，通过从所述压差的当前值减去所述最低可允许值来计算和储存压差的误差；以及
所述反馈乘数的速度校正系数在各个所述时间段期间通过包括将比例项加至积分项的比例积分控制来计算，所述比例项通过使增益系数乘以压差误差与在先时间段中计算的在先压差误差之间的差且使所述差除以所述时间段来计算，且所述积分项通过使所述增益系数除以积分重置时间且使其所得的商乘以所述压差误差来计算。
20.根据权利要求19所述的控制系统，其中，所述控制程序编程为使得：
所述前馈乘数为所述压力比的高斯函数；
所述高斯函数具有在预定压力比下的所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直接在所述预定压力比之前，所述离心压缩机将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的过渡期间进入喘振状态，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及
所述最大值具有一定大小，所述大小预先选择成使得当所述最大值乘以在所述预定压力比下的所述最佳速度时，由此所得的速度将防止所述离心压缩机进入喘振状态。
CN201380027685.2A 2012-05-31 2013-05-08 Vpsa设备中的压缩机的抗喘振速度控制 Active CN104334888B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/484,846 US20130323082A1 (en) 2012-05-31 2012-05-31 Anti-surge speed control
US13/484846 2012-05-31
US13/888943 2013-05-07
US13/888,943 US9702365B2 (en) 2012-05-31 2013-05-07 Anti-surge speed control
PCT/US2013/040129 WO2013180919A1 (en) 2012-05-31 2013-05-08 Anti-surge speed control of a compressor in a vpsa apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104334888A true CN104334888A (zh) 2015-02-04
CN104334888B CN104334888B (zh) 2016-03-23

Family

ID=48468826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380027685.2A Active CN104334888B (zh) 2012-05-31 2013-05-08 Vpsa设备中的压缩机的抗喘振速度控制

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9702365B2 (zh)
EP (1) EP2855941B8 (zh)
KR (1) KR102016777B1 (zh)
CN (1) CN104334888B (zh)
BR (1) BR112014029580B1 (zh)
CA (1) CA2873739C (zh)
ES (1) ES2711552T3 (zh)
IN (1) IN2014DN09001A (zh)
MX (1) MX367720B (zh)
PT (1) PT2855941T (zh)
WO (1) WO2013180919A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108678973A (zh) * 2018-05-04 2018-10-19 重庆冲能动力机械有限公司 一种用于vpsa气体分离系统的高速直驱双级离心真空泵机组
CN110998100A (zh) * 2017-07-10 2020-04-10 普莱克斯技术有限公司 用于两个或更多个压缩机的防喘振速度控制
CN114225633A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 重庆冲能动力机械有限公司 Vpsa气体分离系统及其控制方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8968444B2 (en) * 2013-02-07 2015-03-03 Praxair Technology, Inc. Cyclic adsorption process using pulsation controlled compressors
US9610532B2 (en) 2014-12-30 2017-04-04 Pacific Consolidated Industries, Inc. Method and system for high reliability oxygen supply from multiple units
CN113655822A (zh) * 2016-06-14 2021-11-16 塞阿姆斯特朗有限公司 自调节开路泵单元
SG11202102259WA (en) 2018-10-05 2021-04-29 S A Armstrong Ltd Feed forward flow control of heat transfer system
US20220264862A1 (en) * 2021-02-22 2022-08-25 Cnh Industrial America Llc System and method for purging agricultural sprayer nozzles using air pressure data

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0743458A2 (en) * 1995-04-28 1996-11-20 Air Products And Chemicals, Inc. Variable speed centrifugal compressors for adsorption systems
US5873257A (en) * 1996-08-01 1999-02-23 Smart Power Systems, Inc. System and method of preventing a surge condition in a vane-type compressor
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
CN101065582A (zh) * 2004-07-13 2007-10-31 开利公司 通过优化扩压器喘振控制和流量控制以改进离心压缩机性能
CN101615686A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池系统中的自适应压缩机喘振控制
CN101629572A (zh) * 2008-07-18 2010-01-20 通用电气公司 失速和喘振检测系统及方法
CN101842599A (zh) * 2007-10-31 2010-09-22 江森自控科技公司 控制系统
CN101980760A (zh) * 2008-03-27 2011-02-23 普莱克斯技术有限公司 使用带有高速永磁电动机的离心式压缩机的psa气体分离系统和方法
CN102124230A (zh) * 2007-08-21 2011-07-13 嘉德纳丹佛德国有限公司 压缩机控制的改进

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5306116A (en) 1992-04-10 1994-04-26 Ingersoll-Rand Company Surge control and recovery for a centrifugal compressor
US5347467A (en) * 1992-06-22 1994-09-13 Compressor Controls Corporation Load sharing method and apparatus for controlling a main gas parameter of a compressor station with multiple dynamic compressors
US6010555A (en) 1997-11-04 2000-01-04 Praxair Technology, Inc. Vacuum pressure swing adsorption system and method
JP3837278B2 (ja) 2000-08-10 2006-10-25 株式会社神戸製鋼所 圧縮機の運転方法
US7094019B1 (en) 2004-05-17 2006-08-22 Continuous Control Solutions, Inc. System and method of surge limit control for turbo compressors

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0743458A2 (en) * 1995-04-28 1996-11-20 Air Products And Chemicals, Inc. Variable speed centrifugal compressors for adsorption systems
US5873257A (en) * 1996-08-01 1999-02-23 Smart Power Systems, Inc. System and method of preventing a surge condition in a vane-type compressor
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
CN101065582A (zh) * 2004-07-13 2007-10-31 开利公司 通过优化扩压器喘振控制和流量控制以改进离心压缩机性能
CN102124230A (zh) * 2007-08-21 2011-07-13 嘉德纳丹佛德国有限公司 压缩机控制的改进
CN101842599A (zh) * 2007-10-31 2010-09-22 江森自控科技公司 控制系统
CN101980760A (zh) * 2008-03-27 2011-02-23 普莱克斯技术有限公司 使用带有高速永磁电动机的离心式压缩机的psa气体分离系统和方法
CN101615686A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池系统中的自适应压缩机喘振控制
CN101629572A (zh) * 2008-07-18 2010-01-20 通用电气公司 失速和喘振检测系统及方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110998100A (zh) * 2017-07-10 2020-04-10 普莱克斯技术有限公司 用于两个或更多个压缩机的防喘振速度控制
US10989210B2 (en) 2017-07-10 2021-04-27 Praxair Technology, Inc. Anti-surge speed control for two or more compressors
CN110998100B (zh) * 2017-07-10 2022-04-01 普莱克斯技术有限公司 用于两个或更多个压缩机的防喘振速度控制
CN108678973A (zh) * 2018-05-04 2018-10-19 重庆冲能动力机械有限公司 一种用于vpsa气体分离系统的高速直驱双级离心真空泵机组
CN114225633A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 重庆冲能动力机械有限公司 Vpsa气体分离系统及其控制方法
WO2023116070A1 (zh) * 2021-12-20 2023-06-29 重庆冲能动力机械有限公司 Vpsa气体分离系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2873739A1 (en) 2013-12-05
EP2855941A1 (en) 2015-04-08
MX2014014631A (es) 2015-02-12
KR102016777B1 (ko) 2019-08-30
IN2014DN09001A (zh) 2015-05-22
MX367720B (es) 2019-09-03
BR112014029580B1 (pt) 2021-06-08
US20130323014A1 (en) 2013-12-05
EP2855941B1 (en) 2019-01-09
PT2855941T (pt) 2019-04-01
ES2711552T3 (es) 2019-05-06
BR112014029580A2 (pt) 2017-06-27
WO2013180919A1 (en) 2013-12-05
CN104334888B (zh) 2016-03-23
EP2855941B8 (en) 2019-08-14
KR20150018798A (ko) 2015-02-24
CA2873739C (en) 2019-09-03
US9702365B2 (en) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104334888B (zh) Vpsa设备中的压缩机的抗喘振速度控制
CN110998100B (zh) 用于两个或更多个压缩机的防喘振速度控制
CN107206303B (zh) 负荷跟踪单床反向鼓风机吸附空气分离系统
KR101541567B1 (ko) 고속 영구 자석 모터를 구비한 원심 압축기를 사용하는 ｐｓａ 가스 분리 방법 및 시스템
US20130323082A1 (en) Anti-surge speed control
US8657918B2 (en) Cyclic adsorption process using centrifugal machines
JP5814145B2 (ja) 気体分離装置
JP5864994B2 (ja) 気体分離装置および方法
CN111561460A (zh) 一种vpsa用离心压缩泵的变频控制系统及方法
JP2004329987A (ja) 気体分離装置
JP6239435B2 (ja) 気体分離装置
JP6823979B2 (ja) 気体分離装置
JP2011226383A (ja) 酸素濃縮装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant