CN106460835A - 多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序 - Google Patents

多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序 Download PDF

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Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
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Abstract

该多级压缩机系统是将压缩机以串联的方式连接有多级而成的多级压缩机系统，其具有控制部。控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。

Description

多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序
技术领域
本发明涉及多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序。
本申请基于2014年7月1日在日本申请的特愿2014-136051号而主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
已知有对气体进行压缩并向与气体系统的下游侧连接的机械等供给压缩气体的压缩机。作为这样的压缩机，具有将IGV(Inlet Guide Vane)配置在上游侧并通过调整IGV的开度而调整流向压缩机主体的气体流量的压缩机。
在专利文献1中作为相关的技术而记载有如下的技术：即便在构成多级压缩机的多个压缩机主体中的两个初级压缩机主体之间产生性能差的情况下，也能够适当地控制IGV的开度而进行最佳的运转。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-170573号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的这种多级压缩机中，在设于第一级的压缩机的流量计为异常状态而示出比实际的气体流量多的气体流量的测量结果的情况下，基于该错误的气体流量的测量结果进行流量偏差修正，由此以较少的气体流量进行运转。因此，有可能陷入喘振状态。在该情况下，由于流量计为异常状态，因此用于避免使用流量计陷入喘振状态的防喘振控制也有可能不正常动作。
另外，在专利文献1所记载的这种多级压缩机中，在由于密封部的破损等而产生气体的泄漏量增加这样的现象的情况下，有可能无法检测该气体的泄漏。
另外，通常为了检测流量计等测量器的异常，考虑基于冗余化的方法等。然而，在使用基于冗余化的方法的情况下，成本有可能上升。
因此，谋求不使测量器冗余化而能够检测多级压缩机系统中的异常的技术。
本发明的目的在于，提供能够解决上述课题的多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序。
解决方案
根据本发明的第1方式，提供一种多级压缩机系统，是串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统，其中，所述多级压缩机系统具有控制部，该控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
根据本发明的第2方式，在所述多级压缩机系统中，所述多级压缩机具备一对初级压缩机和后级压缩机，所述多级压缩机是利用与所述一对初级压缩机串联连接的后级压缩机来对该一对初级压缩机压缩后的流体进行压缩的多级压缩机。
根据本发明的第3方式，在所述多级压缩机系统中，利用由所述第一传感器以及所述第二传感器测量出的流体的温度、流体的压力、流体的分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
根据本发明的第4方式，在所述多级压缩机系统中，设置第三传感器，该第三传感器对在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处由压缩流体产生的排水的量进行测定，利用由该第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值。
根据本发明的第5方式，在所述多级压缩机系统中，在所述第一传感器的上游测定流体的压力，在所述第一传感器的下游测定流体的温度。
根据本发明的第6方式，提供一种控制装置，是串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统的控制装置，其中，所述控制装置具有控制部，该控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
根据本发明的第7方式，在所述控制装置中，所述多级压缩机具备一对初级压缩机和后级压缩机，所述多级压缩机是利用与所述一对初级压缩机串联连接的后级压缩机来对该一对初级压缩机压缩后的流体进行压缩的多级压缩机。
根据本发明的第8方式，在所述控制装置中，利用所述第一传感器以及所述第二传感器附近的空间中的流体的测量温度、流体的测量压力、流体的测量分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
根据本发明的第9方式，在所述控制装置中，设置第三传感器，该第三传感器对在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处由压缩流体产生的排水的量进行测定，利用由该第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值。
根据本发明的第10方式，在所述控制装置中，在所述第一传感器的上游测定流体的压力，在所述第一传感器的下游测定流体的温度。
根据本发明的第11方式，提供一种异常判断方法，是在串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统中使用的异常判断方法，其中，控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
根据本发明的第12方式，在所述异常判断方法中，所述多级压缩机具备一对初级压缩机和后级压缩机，所述多级压缩机是利用与所述一对初级压缩机串联连接的后级压缩机来对该一对初级压缩机压缩后的流体进行压缩的多级压缩机。
根据本发明的第13方式，在所述异常判断方法中，利用由所述第一传感器以及所述第二传感器测量出的流体的温度、流体的压力、流体的分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
根据本发明的第14方式，在所述异常判断方法中，设置第三传感器，该第三传感器对在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处由压缩流体产生的排水的量进行测定，利用由该第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值。
根据本发明的第15方式，在所述异常判断方法中，在所述第一传感器的上游测定流体的压力，在所述第一传感器的下游测定流体的温度。
根据本发明的第16方式，提供一种程序，使对串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统进行控制的控制装置的计算机作为如下控制机构而发挥功能，其中，该控制机构对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
根据本发明的第17方式，所述计算机作为如下的机构而发挥功能：该机构分别利用所述第一传感器以及所述第二传感器附近的空间中的流体的测量温度、流体的测量压力、流体的测量分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
根据本发明的第18方式，所述计算机作为如下的机构而发挥功能：该机构利用由第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值，该第三传感器在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处，对由压缩流体产生的排水的量进行测定。
发明效果
根据上述的多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序，不使测量器冗余化就能够检测多级压缩机系统中的异常。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的多级压缩机系统的结构的一例的图。
图2是示出本发明的第二实施方式的多级压缩机系统的结构的一例的图。
图3是示出本实施方式中的压缩机控制装置的结构的一例的图。
图4是示出本发明的第三实施方式的多级压缩机系统的结构的一例的图。
图5是示出本发明的第四实施方式的多级压缩机系统的结构的一例的图。
具体实施方式
<第一实施方式>
图1是示出本发明的第一实施方式的多级压缩机系统1的结构的一例的图。
如图1所示，第一实施方式的多级压缩机系统1具备：多级压缩机10、第一传感器20a、第二传感器20b、控制部30、以及报告部40。
多级压缩机10具备：初级压缩机主体101、最终级压缩机主体102、以及第二级压缩机主体103。
初级压缩机主体101是多级压缩机10的初级的压缩机主体。初级压缩机主体101导入气体并生成压缩气体。
最终级压缩机主体102是多级压缩机10的最终级的压缩机主体。最终级压缩机主体102导入由前级压缩后的气体并生成压缩气体。
第二级压缩机主体103与初级压缩机主体101串联连接。第二级压缩机主体103导入由初级压缩机主体101压缩后的气体。第二级压缩机主体103对导入的气体进行压缩并向串联连接的后级的第三级压缩机主体排出。比第三级压缩机主体靠后级的压缩机主体也同样被串联连接。另外，比第三级压缩机主体靠后级的各个压缩机主体也同样导入压缩后的气体，对导入的气体进行压缩并向后级压缩机主体输出。
第一传感器20a测定初级压缩机主体101导入的气体流量。
第二传感器20b测定最终级压缩机主体102排出的气体流量。
控制部30对第一传感器20a测定出的气体流量与第二传感器20b测定出的气体流量进行比较，判断两个测定值是否在规定的误差范围内且是否相同。
控制部30在判断为两个测定值在规定的误差范围内且相同的情况下，判断为多级压缩机系统1正常。
另外，控制部30在判断为两个测定值在规定的误差范围内且不相同的情况下，判断为多级压缩机系统1中产生异常。
需要说明的是，该判断在多级压缩机系统1正常的情况下是基于初级压缩机主体101导入的气体全部通过第二级压缩机主体103、通过后级的压缩机主体、并通过最终级压缩机主体102被排出的情形而进行的。在初级压缩机主体101导入的气体流量的测量值与通过包括最终级压缩机主体102在内的第二级以后的压缩机主体而排出的气体流量的测量值不同的情况下，首先考虑测量器的故障。在测量器中未发现故障的情况下，有可能在初级压缩机主体101与第二级以后的压缩机主体之间泄漏气体。在初级压缩机主体101与第二级以后的压缩机主体之间泄漏气体的情况下，压缩机的密封部有可能发生破损。
控制部30在第一传感器20a的流量测量结果与第二传感器20b的流量测量结果不同的情况下，经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1中有可能产生何种异常。例如，报告部40为显示器、扬声器、振动装置等。报告部40可以显示“请确认测量器是否正常。”、“气体有可能泄漏。”等，或者利用声音进行报告。另外，报告部40也可以通过振动来通知多级压缩机系统1的异常。
需要说明的是，控制部30在判断为多级压缩机系统1中有可能产生异常的情况下，也可以停止流量偏差修正。另外，控制部30也可以将放风阀108打开恒定开度来进行控制，以防止喘振运转。另外，控制部30也可以停止系统。
如以上那样，在多级压缩机系统1中，控制部30对第一传感器20a测定出的由初级压缩机主体101导入的气体的流量与第二传感器20b测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体的流量进行比较。控制部30在第一传感器20a测定出的由初级压缩机主体101导入的气体的流量与第二传感器20b测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体的流量不同的情况下，判断为多级压缩机系统1中存在传感器的异常或气体泄漏的可能性。然后，控制部30经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1中有可能产生何种异常。
这样一来，多级压缩机系统1不使测量器冗余化就能够检测多级压缩机系统1中的异常。
<第二实施方式>
图2是示出本发明的第二实施方式的多级压缩机系统1a的结构的一例的图。
第二实施方式的多级压缩机系统1a具备多级压缩机10a和压缩机控制装置200a(控制装置)。
多级压缩机10a具备从气体流动的上游侧向下游侧配置的初级压缩机主体101(101a、101b)、第二级压缩机主体103、以及最终级压缩机主体102。初级压缩机主体101中，初级压缩机主体101a和初级压缩机主体101b成对。
初级压缩机主体101(101a、101b)、第二级压缩机主体103、以及最终级压缩机主体102经由轴106而结合。在轴106的上游侧，初级压缩机主体101a和101b并列地成对配置。在轴的下游侧，第二级压缩机主体103和最终级压缩机主体102并列配置。马达104与轴106的中间连接。各压缩机主体和马达104经由齿轮箱105而与轴106连接。
供给线130a和130b是用于向初级压缩机主体101a和101b供给气体的配管。供给线130a与初级压缩机主体101a的入口连接。并且，供给线130b与初级压缩机主体101b的入口连接。初级压缩机主体101a经由供给线130a导入气体并对该气体进行压缩，由此生成压缩气体。初级压缩机主体101b经由供给线130b导入气体并对该气体进行压缩，由此生成压缩气体。
第一连接线132是用于将由初级压缩机主体101a和101b生成的压缩气体向第二级压缩机主体103供给的配管。第一连接线132与初级压缩机主体101a的出口以及101b的出口连接。另外，第一连接线132与第二级压缩机主体103的入口连接。第一连接线132具有合流部，在该合流部处，两个初级压缩机主体101a和101b分别排出的压缩气体进行合流。第一连接线132将合流后的压缩气体向第二级压缩机主体103供给。
第二级压缩机主体103生成对经由第一连接线132导入的压缩气体进一步进行压缩后的压缩气体。第二连接线133是用于将由第二级压缩机主体103生成的压缩气体向最终级压缩机主体102供给的配管。第二连接线133与第二级压缩机主体103的出口以及最终级压缩机主体102的入口连接。第二连接线133将压缩气体向最终级压缩机主体102供给。
最终级压缩机主体102生成对经由第二连接线133导入的压缩气体进一步进行压缩后的压缩气体。排出线131是用于将由最终级压缩机主体102生成的压缩气体向下游工序供给的配管。排出线131与最终级压缩机主体102的出口以及下游工序的入口连接。排出线131将压缩气体向下游工序供给。
在初级压缩机主体101a的入口附近的供给线130a中具备进口导叶(Inlet GuideVane，以下IGV)107a。在初级压缩机主体101b的入口附近的供给线130b中具备IGV107b。供给线130a所具备的IGV107a用于控制向初级压缩机主体101a流入的气体流量。供给线130b所具备的IGV107b用于控制向初级压缩机主体101b流入的气体流量。
在最终级压缩机主体102的输出附近的排出线131中具备放风阀108。在采用压缩的气体为空气的压缩机的情况下，排出线131所具备的放风阀108经由放风线136将空气释放到大气中。另外，在气体为氮等的情况下，能够成为再循环阀。在该情况下，放风阀108能够经由将放风线136连接至供给线130a的再循环线，将气体送回供给线130a。放风阀108能够经由将放风线136连接至供给线130b的再循环线，将气体送回供给线130b。
为了控制压缩机的出口压力或避免喘振，对IGV107a、IGV107b以及放风阀108的开度进行控制。
在供给线130a中配置有入口流量检测器114a。入口流量检测器114a检测向初级压缩机主体101a流入的入口气体流量，并生成入口流量检测值。在供给线130b中配置有入口流量检测器114b。入口流量检测器114b检测向初级压缩机主体101b流入的入口气体流量，生成入口流量检测值。
在比第一连接线132的合流部靠下游侧的位置处配置有合流后压力检测器110。合流后压力检测器110通过检测从初级压缩机主体101a和101b流出的气体的合流后的压力而生成合流后压力检测值。另外，在第一连接线132中配置有冷却器109a。冷却器109a将在第一连接线132的内部流动的气体冷却。
在第二连接线133中配置有冷却器109b。冷却器109b将在第二连接线133的内部流动的气体冷却。
在排出线131中配置有出口压力检测器111。出口压力检测器111通过检测从最终级压缩机主体102流出的气体的压力而生成出口压力检测值。另外，在排出线131中配置有出口流量检测器115。出口流量检测器115通过检测从最终级压缩机主体102流出的气体的流量而生成输出流量检测值。
接下来，对本发明的第二实施方式中的压缩机控制装置200a的结构进行说明。
图3是示出本发明的第二实施方式中的压缩机控制装置200a的结构的一例的图。
本发明的第二实施方式中的压缩机控制装置200a具备：控制部30a、报告部40、IGV开度控制部50(50a、50b)、以及放风阀开度控制部53。
IGV开度控制部50a进行IGV107a的开度的控制。IGV开度控制部50b进行IGV107b的开度的控制。IGV开度控制部50a和IGV开度控制部50b的结构相同。
IGV开度控制部50a具备IGV开度指令值生成部51和IGV开度指令值修正部52a。IGV开度控制部50b具备IGV开度指令值生成部51和IGV开度指令值修正部52b。IGV开度指令值生成部51在IGV开度控制部50a和IGV开度控制部50b中共用。
IGV开度指令值生成部51生成表示IGVl07a的开度的IGV开度指令值并将其输出。IGV开度指令值生成部51生成表示IGV107b的开度的IGV开度指令值并将其输出。IGV开度指令值生成部51具备压力控制器129和函数发生器116。
IGV开度指令值修正部52a和52b进行IGV开度指令值生成部51输出的IGV开度指令值的修正。
IGV开度指令值修正部52a具备：将输入的入口流量检测值直接输出的流量指示器125a、将输入的合流后压力检测值直接输出的压力指示器126、以及输出IGV开度修正值的函数发生器117a。
IGV开度指令值修正部52b具备：将输入的入口流量检测值直接输出的流量指示器125b、将输入的合流后压力检测值直接输出的压力指示器126、以及输出IGV开度修正值的函数发生器117b。
压力指示器126在IGV开度指令值修正部52a和IGV开度指令值修正部52b中共用，但不局限于此。
放风阀开度控制部53进行放风阀108的开度的控制。放风阀开度控制部53具备：上游侧防喘振控制部54(54a、54b)、出口压力控制部55、下游侧防喘振控制部56、以及指令值选择部112。
在此，防喘振控制是指，为了防止因压缩机中的流量变少而发生的所谓的喘振所导致的压缩机损伤，将流量保持在恒定值以上的控制。
上游侧防喘振控制部54a为了防止在初级压缩机主体101a中发生喘振而控制放风阀108的开度。上游侧防喘振控制部54b为了防止在初级压缩机主体10lb中发生喘振而控制放风阀108的开度。在此，上游侧防喘振控制部54a和上游侧防喘振控制部54b的结构相同。
上游侧防喘振控制部54a具备：将输入的合流后出口压力检测值直接输出的压力指示器126；输出入口流量目标值的函数发生器118a；将输入的入口流量检测值直接输出的流量指示器125a；以及基于入口流量目标值而输出放风阀开度指令值的流量控制器127a。上游侧防喘振控制部54b具备：将输入的合流后出口压力检测值直接输出的压力指示器126；输出入口流量目标值的函数发生器118b；将输入的入口流量检测值直接输出的流量指示器125b；以及基于入口流量目标值而输出放风阀开度指令值的流量控制器127b。
另外，压力指示器126在上游侧防喘振控制部54a和上游侧防喘振控制部54b中共用，但不局限于此。
出口压力控制部55具备：将输入的出口压力检测值成为设定值这样的操作值输出的压力控制器129、以及输出放风阀开度指令值的函数发生器119。
下游侧防喘振控制部56具备：将出口流量目标值输出的函数发生器120、以及基于出口流量目标值而输出放风阀开度指令值的流量控制器128。
另外，IGV开度指令值修正部52a具备：性能差修正系数生成部124、入口流量目标值生成部122、以及函数发生器121a。IGV开度指令值修正部52b具备：性能差修正系数生成部124、入口流量目标值生成部122、以及函数发生器121b。
性能差修正系数生成部124以及入口流量目标值生成部122在IGV开度指令值修正部52a以及IGV开度指令值修正部52b中共用。性能差修正系数生成部124生成用于修正两个初级压缩机主体101a与101b之间的性能差的性能差修正系数并将其输出。入口流量目标值生成部122被输入性能差修正系数、以及初级压缩机主体101a和101b中的入口流量检测值，并针对初级压缩机主体101a和101b生成入口流量目标值。
入口流量目标值被输入到所对应的函数发生器121a和121b。函数发生器121a与指令值选择部113a对应而设置。函数发生器121b与指令值选择部113b对应而设置。
在函数发生器121a中输入有入口流量目标值、和从对应的流量指示器125a输出的入口流量检测值。在函数发生器121b中输入有入口流量目标值、和从对应的流量指示器125b输出的入口流量检测值。函数发生器121(121a，121b)生成同入口流量目标值与入口流量检测值的差分成比例的IGV开度指令修正值并将其输出。在此，函数发生器121(121a、121b)对入口流量目标值与入口流量检测值进行了差分，但也可以考虑积分而生成IGV开度指令修正值并将其输出。
向控制部30a输入来自流量指示器125a的与入口流量检测器114a对应的入口流量检测值、来自流量指示器125b的与入口流量检测器114b对应的入口流量检测值、以及出口流量检测器115的输出流量检测值。控制部30a基于入口流量检测值和输出流量检测值，判断多级压缩机系统1a中有无异常。
接下来，对第二实施方式的压缩机控制装置200a所具备的控制部30a以及报告部40的动作进行说明。
向控制部30a输入来自流量指示器125a的与入口流量检测器114a对应的入口流量检测值、来自流量指示器125b的与入口流量检测器114b对应的入口流量检测值、以及出口流量检测器115的输出流量检测值。控制部30a将从流量指示器125a输入来的入口流量检测值设为FI11。控制部30a将从流量指示器125b输入来的入口流量检测值设为FI12。控制部30a将从出口流量检测器115输入来的输出流量检测值设为FC3。控制部30a判断(FI11+FI12-FC3)的绝对值是否为规定的基准值以上。该基准值是考虑正常动作时的流量响应延迟、气体泄漏量、压缩机中冷器中的排水流量等而决定的值。
控制部30a在(FI11+FI12-FC3)的绝对值小于规定的基准值的情况下，判断为多级压缩机系统1a正常。
另外，控制部30a在(FI11+FI12-FC3)的绝对值为规定的基准值以上的情况下，判断为在多级压缩机系统1a中产生异常。在该情况下，控制部30a经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1a中有可能产生何种异常。报告部40例如是显示器、扬声器、振动装置等。报告部40可以显示“请确认测量器是否正常。”、“气体有可能泄漏。”等，或者利用声音进行报告。另外，报告部40也可以通过振动来通知多级压缩机系统1a的异常。
需要说明的是，控制部30a在判断为多级压缩机系统1a中有可能产生异常的情况下，也可以停止流量偏差修正。另外，控制部30a也可以将放风阀108打开恒定开度来进行控制，以防止喘振运转。另外，控制部30a也可以停止系统。
如以上那样，在多级压缩机系统1a中，控制部30a对入口流量检测器114a和114b(第一传感器)测定出的由初级压缩机主体101a和101b导入的气体流量与出口流量检测器115(第二传感器)测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体流量进行比较。控制部30a在入口流量检测器114a以及114b测定出的由初级压缩机主体101导入的气体流量与出口流量检测器115测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体流量不同的情况下，判断为多级压缩机系统1a中存在检测器的异常或气体泄漏的可能性。然后，控制部30a经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1a中有可能产生何种异常。
这样一来，多级压缩机系统1a不使测量器冗余化就能够检测多级压缩机系统1a中的异常。
<第三实施方式>
图4是示出本发明的第三实施方式的多级压缩机系统1b的结构的一例的图。
第三实施方式的多级压缩机系统1b具备多级压缩机10a和压缩机控制装置200b(控制装置)。
第三实施方式的多级压缩机系统1b是在第二实施方式的多级压缩机系统1a的基础上追加了入口压力检测器134(134a、134b)、输入温度检测器135(135a、135b)、压力指示器136a、136b、136c、温度指示器137(137a、137b、137c)、出口压力检测器138、出口温度检测器139、以及流量指示器140的系统。
在此，对第三实施方式的多级压缩机系统1b与第二实施方式的多级压缩机系统1a的不同之处进行说明。
入口压力检测器134a通过检测向初级压缩机主体101a流入的气体的压力而生成入口压力检测值。压力指示器136a将从入口压力检测器134a输入的入口压力检测值向流量指示器125a输出。
入口温度检测器135a通过检测向初级压缩机主体101a流入的气体的温度而生成入口温度检测值。温度指示器137a将从入口温度检测器135a输入的入口温度检测值向流量指示器125a输出。
流量指示器125a基于输入的入口压力检测值以及入口温度检测值来修正流量检测值。
入口压力检测器134b通过检测向初级压缩机主体101b流入的气体的压力而生成入口压力检测值。压力指示器136b将从入口压力检测器134b输入的入口压力检测值向流量指示器125b输出。
入口温度检测器135b通过检测向初级压缩机主体101b流入的气体的温度而生成入口温度检测值。温度指示器137b将从入口温度检测器135b输入的入口温度检测值向流量指示器125b输出。
流量指示器125b基于输入的入口压力检测值以及入口温度检测值来修正流量检测值。
出口压力检测器138通过检测最终级压缩机主体102流出的气体的压力而生成出口压力检测值。压力指示器136c将从出口压力检测器138输出的出口压力检测值向流量指示器140输出。
出口温度检测器139通过检测最终级压缩机主体102流出的气体的温度而生成出口压力检测值。温度指示器137c将从出口温度检测器139输出的出口温度检测值向流量指示器140输出。
流量指示器140基于输入的出口压力检测值以及出口温度检测值来修正流量检测值。
向控制部30b输入来自流量指示器125a的与入口流量检测器114a对应的入口流量检测值、来自流量指示器125b的与入口流量检测器114b对应的入口流量检测值、以及来自流量指示器140的输出流量检测值。控制部30b将从流量指示器125a输入来的入口流量检测值设为FI11c。控制部30b将从流量指示器125b输入来的入口流量检测值设为FI12c。控制部30b将从流量指示器140输入来的输出流量检测值设为FC3c。控制部30b判断(FI11+FI12-FC3)的绝对值是否为规定的基准值以上。该基准值是考虑正常动作时的流量相应延迟、气体泄漏量、压缩机中冷器中的排水流量等而决定的值。
控制部30b在(FI11c+FI12c-FC3c)的绝对值小于规定的基准值的情况下，判断为多级压缩机系统1b正常。
另外，控制部30b在(FI11c+FI12c-FC3c)的绝对值为规定的基准值以上的情况下，判断为在多级压缩机系统1b中产生异常。在该情况下，控制部30b经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1b中有可能产生何种异常。报告部40例如是显示器、扬声器、振动装置等。报告部40可以显示“请确认测量器是否正常。”、“气体有可能泄漏。”等，或者利用声音进行报告。另外，报告部40也可以通过振动来通知多级压缩机系统1b的异常。
需要说明的是，控制部30b在判断为多级压缩机系统1b中有可能产生异常的情况下，也可以停止流量偏差修正。另外，控制部30b也可以将放风阀108打开恒定开度来进行控制，以防止喘振运转。另外，控制部30b也可以停止系统。
如以上那样，在多级压缩机系统1b中，控制部30b对入口流量检测器114a和114b(第一传感器)测定出的由初级压缩机主体101a和101b导入的气体流量与出口流量检测器115(第二传感器)测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体流量进行比较。控制部30b在入口流量检测器114a和114b测定出的由初级压缩机主体101导入的气体流量与出口流量检测器115测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体流量不同的情况下，判断为多级压缩机系统1b中存在检测器的异常或气体泄漏的可能性。然后，控制部30b经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1b中有可能产生何种异常。
这样一来，多级压缩机系统1b不使测量器冗余化就能够检测多级压缩机系统1b中的异常。
另外，如以上那样，在多级压缩机系统1b中，控制部30b在多级压缩机系统1a中的控制部30a的基础上，使用基于压力、温度的测量值而修正的气体流量，判断为多级压缩机系统1b中存在检测器的异常或气体泄漏的可能性。
这样一来，控制部30b能够进行更准确的判断。
需要说明的是，如上述的例子那样，在对压力和温度进行测量的情况下，优选在上游侧测量压力，在下游侧测量温度。这是因为，在温度测量器位于上游侧且在下游侧测量压力的情况下，温度测量器所引起的气体流动的混乱有可能影响到压力的测量。
另外，在上述的例子中，基于压力和温度的测量结果进行了流量的修正，但不局限于此。也可以对气体的分子量进行测量，基于分子量来修正流量。这样，能够进行考虑了空气以外的气体所产生的影响的修正，控制部30b能够进行更准确的判断。
<第四实施方式>
图5是示出本发明的第四实施方式的多级压缩机系统1c的结构的一例的图。
第四实施方式的多级压缩机系统1c具备多级压缩机10a和压缩机控制装置200c。
第四实施方式的多级压缩机系统1c是在第二实施方式的多级压缩机系统1a的基础上追加了排水流量计141(141a、141b)和排水阀142(142a、142b)的系统。
在此，对第四实施方式的多级压缩机系统1c与第二实施方式的多级压缩机系统1a的不同之处进行说明。
被冷却器109a和109b冷却时的排水流量由排水流量计141(141a、141b)进行测量，或者基于排水阀142(142a、142b)的阀开度来推断流量。
例如，预先通过实验等获得排水流量与阀开度的对应关系，并记录于存储部。然后，基于它们的对应关系来推断排水流量。
向控制部30c输入来自流量指示器125a的与入口流量检测器114a对应的入口流量检测值、来自流量指示器125b的与入口流量检测器114b对应的入口流量检测值、以及出口流量检测器115的输出流量检测值。控制部30c将从流量指示器125a输入来的入口流量检测值设为FI11。控制部30c将从流量指示器125b输入来的入口流量检测值设为FI12。控制部30c将从出口流量检测器115输入来的输出流量检测值设为FC3。将从排水流量计141或者排水阀142向控制部30c输入的排水流量合计值设为∑FL。控制部30c判断(FI11+FI12-FC3-∑FL)的绝对值是否为规定的基准值以上。该基准值是考虑正常动作时的流量响应延迟、气体泄漏量等而决定的值。
控制部30c在(FI11+FI12-FC3-∑FL)的绝对值小于规定的基准值的情况下，判断为多级压缩机系统1c正常。
另外，控制部30c在(FI11+FI12-FC3-ΣFL)的绝对值为规定的基准值以上的情况下，判断为在多级压缩机系统1c中产生异常。在该情况下，控制部30c经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1c中有可能产生何种异常。报告部40例如是显示器、扬声器、振动装置等。报告部40可以显示“请确认测量器是否正常。”、“气体有可能泄漏。”等，或者利用声音进行报告。另外，报告部40也可以通过振动来通知多级压缩机系统1c的异常。
需要说明的是，控制部30c在判断为多级压缩机系统1c中有可能产生异常的情况下，也可以停止流量偏差修正。另外，控制部30c也可以将放风阀108打开恒定开度来进行控制，以防止喘振运转。另外，控制部30c也可以停止系统。
需要说明的是，排水流量也可以根据输入气体条件(温度、压力、湿度等)和运转条件(温度、压力)的关系来推断。
如以上那样，在多级压缩机系统1c中，控制部30c对入口流量检测器114a和114b(第一传感器)测定出的由初级压缩机主体101a和101b导入的气体流量与出口流量检测器115(第二传感器)测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体流量进行比较。控制部30c在入口流量检测器114a以及114b测定出的由初级压缩机主体101导入的气体流量与出口流量检测器115测定出的由最终级压缩机主体102排出的气体流量不同的情况下，判断为多级压缩机系统1c中存在检测器的异常或气体泄漏的可能性。然后，控制部30c经由报告部40向用户报告在多级压缩机系统1c中有可能产生何种异常。
这样一来，多级压缩机系统1c不使测量器冗余化就能够检测多级压缩机系统1c中的异常。
需要说明的是，如上述的例子那样，在对压力和温度进行测量的情况下，优选在上游侧测量压力，在下游侧测量温度。这是因为，在温度测量器位于上游侧且在下游侧测量压力的情况下，温度测量器所引起的气体流动的混乱有可能影响到压力的测量。
另外，在上述的例子中，基于压力和温度的测量结果进行了流量的修正，但不局限于此。也可以对气体的分子量进行测量，基于分子量来修正流量。这样一来，能够进行考虑了空气以外的气体所产生的影响的修正，控制部30c能够进行更准确的判断。
另外，如以上那样，在多级压缩机系统1c中，控制部30c在多级压缩机系统1a中的控制部30a的基础上，使用排水流量而判断为多级压缩机系统1c中存在检测器的异常或气体泄漏的可能性。
这样一来，控制部30c能够进行更准确的判断。
需要说明的是，上述的实施方式所示的例子是对最终级压缩机主体102的气体流量进行测定的例子，但不局限于此。控制部可以进行任意不同级的压缩机主体中的测量值的比较，在该情况下，对测量所使用的测量器的故障的可能性、和两个不同级的压缩机主体之间的气体泄漏的可能性进行判断。
需要说明的是，对本发明的实施方式进行了说明，但上述的多级压缩机系统1在内部具有计算机系统。而且，上述处理的过程以程序的形式存储在计算机可读取的记录介质中，通过计算机读出并执行该程序来进行上述处理。在此，计算机可读取的记录介质是指，磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外，也可以将该计算机程序通过通信线路而分配给计算机，由收到该分配的计算机执行该程序。
另外，上述程序也可以用于实现上述功能的一部分。此外，还可以是，能够通过与计算机系统中已记录的程序组合而实现上述功能的形式、即所谓的差分文件(差分程序)。
对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的内容，并不对发明的范围进行限定。另外，在不脱离发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。
工业实用性
根据上述的多级压缩机系统、控制装置、异常判断方法以及程序，不使测量器冗余化就能够检测多级压缩机系统中的异常。
附图标记说明：
1、1a、1b、1c 多级压缩机系统；
10、10a 多级压缩机；
20a 第一传感器；
20b 第二传感器；
30、30a、30b、30c 控制部；
40 报告部；
50a、50b 进口导叶(IGV)开度控制部；
51 进口导叶开度指令值生成部；
52a、52b 进口导叶开度指令值修正部；
53 放风阀开度控制部；
54a、54b 上游侧防喘振控制部；
55 出口压力控制部；
56 下游侧防喘振控制部；
101、101a、101b 初级压缩机；
102 最终级压缩机；
103 第二级压缩机；
104 马达；
105 齿轮箱；
106 轴；
107a、107b 进口导叶；
108 放风阀；
109a、109b 冷却器；
110 合流后压力检测器；
111、138 出口压力检测器；
112、113a、113b 指令值选择部；
114a、114b 入口流量检测器；
115 出口流量检测器；
116、117a、117b、118a、118b、119、120、121a、121b、122 函数发生器；
123a、123b 修正取消信号生成部；
124 性能差修正系数生成部；
125a、125b、140 流量指示器；
126、136a、136b、136c 压力指示器；
127a、127b、128 流量控制器；
129 压力控制器；
130a、130b 供给线；
131 排出线；
132 第一连接线；
133 第二连接线；
134a、134b 入口压力检测器；
135a、135b 入口温度检测器；
136 放风线；
137a、137b、137c 温度指示器；
139 出口温度检测器；
141a、141b 排水流量计；
142a、142b 排水阀；
200a、200b 压缩机控制装置。

Claims (18)

1.一种多级压缩机系统，其串联连接有多级压缩机而成，
其中，
所述多级压缩机系统具有控制部，该控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
2.根据权利要求1所述的多级压缩机系统，其中，
所述多级压缩机具备一对初级压缩机和后级压缩机，
所述多级压缩机是利用与所述一对初级压缩机串联连接的后级压缩机来对该一对初级压缩机压缩后的流体进行压缩的多级压缩机。
3.根据权利要求1或2所述的多级压缩机系统，其中，
利用由所述第一传感器以及所述第二传感器测量出的流体的温度、流体的压力、流体的分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多级压缩机系统，其中，
设置第三传感器，该第三传感器对在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处由压缩流体产生的排水的量进行测定，
利用由该第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值。
5.根据权利要求3或4所述的多级压缩机系统，其中，
在所述第一传感器的上游测定流体的压力，在所述第一传感器的下游测定流体的温度。
6.一种控制装置，是串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统的控制装置，其中，
所述控制装置具有控制部，该控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其中，
所述多级压缩机具备一对初级压缩机和后级压缩机，
所述多级压缩机是利用与所述一对初级压缩机串联连接的后级压缩机来对该一对初级压缩机压缩后的流体进行压缩的多级压缩机。
8.根据权利要求6或7所述的控制装置，其中，
利用所述第一传感器以及所述第二传感器附近的空间中的流体的测量温度、流体的测量压力、流体的测量分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的控制装置，其中，
设置第三传感器，该第三传感器对在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处由压缩流体产生的排水的量进行测定，
利用由该第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值。
10.根据权利要求8或9所述的控制装置，其中，
在所述第一传感器的上游测定流体的压力，在所述第一传感器的下游测定流体的温度。
11.一种异常判断方法，其是在串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统中使用的异常判断方法，其中，
控制部对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
12.根据权利要求11所述的异常判断方法，其中，
所述多级压缩机具备一对初级压缩机和后级压缩机，
所述多级压缩机是利用与所述一对初级压缩机串联连接的后级压缩机来对该一对初级压缩机压缩后的流体进行压缩的多级压缩机。
13.根据权利要求11或12所述的异常判断方法，其中，
利用由所述第一传感器以及所述第二传感器测量出的流体的温度、流体的压力、流体的分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的异常判断方法，其中，
设置第三传感器，该第三传感器对在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处由压缩流体产生的排水的量进行测定，
利用由该第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值。
15.根据权利要求13或14所述的异常判断方法，其中，
在所述第一传感器的上游测定流体的压力，在所述第一传感器的下游测定流体的温度。
16.一种程序，其使对串联连接有多级压缩机而成的多级压缩机系统进行控制的控制装置的计算机作为如下控制机构而发挥功能，其中，
该控制机构对第一传感器测定的初级压缩机的吸入流量与第二传感器测定的比所述多级压缩机的出口靠下游的位置处的流量进行比较，来判断本系统中有无异常。
17.根据权利要求16所述的程序，其中，
所述计算机作为如下的机构而发挥功能：
该机构利用所述第一传感器以及所述第二传感器附近的空间中的流体的测量温度、流体的测量压力、流体的测量分子量中的至少任一种，来修正所述第一传感器以及所述第二传感器各自的测定值。
18.根据权利要求16或17所述的程序，其中，
所述计算机作为如下的机构而发挥功能：
该机构利用由第三传感器测定出的排水的量，来修正所述第一传感器以及第二传感器的测定值，该第三传感器在比所述初级压缩机的出口靠下游的位置处，对由压缩流体产生的排水的量进行测定。
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