CN113748268A - 压缩系统和控制压缩系统的方法 - Google Patents
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Abstract
一种压缩系统(100)包括压缩机(110)、入口管道(130)、安装在入口管道(130)中的节流阀(140)、出口管道(150)、防喘振阀(160)和再循环阀(170)，该防喘振阀将出口管道(150)与节流阀(140)下游的入口管道(130)的一部分流体联接，该再循环阀将出口管道(150)与节流阀(140)上游的入口管道(130)的一部分流体联接。保持再循环阀(170)打开、防喘振阀(160)闭合并且节流阀(140)部分闭合允许降低在压缩机启动期间进入压缩机(110)的流的压力。
Description
技术领域
本文所公开的主题涉及用于工业应用的气体压缩系统以及用于控制压缩系统的方法。
背景技术
压缩系统包括至少一个压缩机(例如连接到旋转致动器的离心式压缩机)、入口管道和出口管道。
为了避免喘振或使它们保持在控制之下，现代压缩系统通常包括连接出口管道与入口管道的防喘振回路，以及可打开以在压缩机排出和压缩机吸入之间的回路中建立流动的阀。
在标准操作期间，控制器测量或计算压缩机的操作点，并且确定是否激活DI防喘振回路。激活防喘振回路增加了压缩机上游压力并降低了压缩机下游压力，从而降低了压力比并允许从喘振中恢复或避免了可能的喘振。
在启动程序期间，系统通常是隔离的，并且防喘振回路保持打开，以便减小压缩机上的压力比，从而避免在低流速下喘振。
压缩机驱动器或致动器的设计和尺寸被设定成以便执行启动程序，并且通常在预定量的时间内完成启动程序。为此，希望在启动期间减小压缩机上的负载。
在启动期间减小负载的已知方法中的一个方法包括降低压缩机上游的气体压力(以及因此降低其密度)。这可通过将阀定位在防喘振回路内并对其进行节流以便引起压缩机上游的压降来完成。
然而，将阀定位在防喘振回路内是不期望的，因为由于附加阀可能发生故障增加了防喘振系统发生故障的风险，这可能对人或物品造成严重损坏。
因此，期望在无需将附加阀定位在防喘振回路内部的情况下降低上游压力。
发明内容
根据一个方面，本文所公开的主题涉及一种具有系统入口和系统出口的压缩系统，该压缩系统具有：压缩机，该压缩机具有压缩机入口和压缩机出口；入口管道，该入口管道将压缩机入口与系统入口流体联接，入口管道被分成第一管道部分和第二管道部分，第一管道部分的第一端部与系统入口流体联接，第二管道部分的第一端部流体联接到压缩机入口；出口管道，该出口管道将压缩机出口与系统出口流体联接；节流阀，该节流阀流体联接第一管道部分的第二端部和第二管道部分的第二端部；防喘振阀，该防喘振阀将出口管道与第二管道部分流体联接；以及再循环阀，该再循环阀将出口管道与第一管道部分流体联接；节流阀能够被配置成处于打开状态和处于至少一个部分闭合状态。
根据另一方面，本文所公开的主题涉及一种控制压缩系统的方法，该方法包括以下步骤：B)部分地关闭节流阀，节流阀控制到压缩系统的压缩机的入口的流入流；C)打开压缩机；D)生成从压缩机的出口到压缩机的入口的第一再循环流，第一再循环流穿过节流阀；E)在压缩机的速度已达到或超过预定值之后，生成从压缩机的出口到压缩机的入口的第二再循环流，第二再循环流绕过节流阀；以及F)在速度已达到或超过预定值之后，停止第一再循环流。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将容易地获得对本发明所公开的实施方案及其许多伴随的优点的更全面的理解，这同样变得更好理解，其中：
图1示出了如本文所公开的压缩系统的实施方案的示意图；
图2示出了如本文所公开的控制压缩系统的方法的实施方案的流程图；并且
图3示出了与本文所公开的压缩系统和控制压缩系统的方法的实施方案相关的不同参数的时间图。
具体实施方式
本文所公开的主题涉及一种压缩系统和一种用于控制压缩机系统的方法。
在启动期间，压缩机的出口(也称为“压缩机排出”)被放置成与压缩机的入口(也称为“压缩机吸入”)连通以形成流动回路。在此所公开的压缩系统中，这通过将出口与入口流体连接的两个返回管道来实现，并且可通过相应的阀独立地激活以建立从压缩的出口到入口的返回流。返回管道中的一个返回管道被称为“再循环管道”，并且激活该再循环管道的阀被称为“再循环阀”，另一个返回管道被称为“防喘振管道”，并且激活该防喘振管道的阀被称为“防喘振阀”。
在压缩机系统的正常操作期间，防喘振管道和防喘振阀可用于建立防止压缩机喘振的返回流。另外，再循环管道和再循环阀可在压缩系统紧急关停的情况下使用，以均衡压缩机入口和压缩机出口之间的压力。
压缩系统的入口管道具有节流阀，该节流阀在正常操作期间调节朝向压缩机入口的气体流。再循环管道流体地连接到节流阀上游的入口管道，使得该再循环管道的返回流经过节流阀，而防喘振管道流体地连接到节流阀下游的入口管道以便绕过该节流阀。
为了减少启动期间压缩机上的负载，在此所公开的压缩系统旨在降低压缩机入口处气体的流动压力。这通过在再循环阀打开、防喘振阀关闭并且节流阀部分关闭的情况下启动压缩机来实现，以便产生在压缩机加速期间穿过再循环管道并且在节流阀处具有压降的返回流。
在压缩机已加速到所需速度之后，压缩机系统被配置成关闭再循环阀并且打开和调节防喘振阀，以便绕过节流阀，这不再是降低压力所需的。绕过节流阀降低了故障的风险，该故障可能是对压缩机的防喘振系统有非常危险的影响。
现在将详细参考本公开的实施方案，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释本公开而非限制本公开来提供每个示例。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对本公开进行各种修改和变型。本说明书通篇对“一个实施方案”或“实施方案”或“一些实施方案”的提及意指结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施方案中。因此，在整篇说明书的多处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”或“在一些实施方案中”不一定是指相同的实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。
当介绍各种实施方案的要素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在要素中的一个或多个要素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意指除列出要素外还可以存在附加要素。
根据一个方面并且参考图1，本文所公开的主题提供一种压缩系统100，该压缩系统用于例如工厂中以用于处理气体，诸如甲烷、乙烷、乙烯、混合制冷剂、丙烷、二氧化碳、氮气、氦气、氩气、空气和氢气。压缩系统100可以用于例如NGL工厂、LNG工厂、再压缩和分配系统(例如，销售气体压缩系统、高压压缩系统、到歧管的注射压缩系统)。
压缩系统100具有可连接到气体源的系统入口102和可连接到气体接收设备的系统出口104，诸如气体储存设施的入口或气体处理工厂的入口或另外的压缩机组的吸入。
压缩系统100包括压缩机110，该压缩机具有压缩机入口112和压缩机出口114。具体地，压缩机110被配置成在压缩机入口112处施加吸力以接收通过压缩机入口112的气体流，增加压缩机入口112和压缩机出口114之间的气体流压力，并且在压缩机出口114处排出高压气体流。优选地，压缩机110为离心式压缩机或轴流式压缩机。
优选地，压缩系统100还包括驱动器120，该驱动器连接到压缩机110以便旋转地致动该压缩机。优选地，驱动器120包括旋转引擎，特别是电动引擎。根据可能的另选实施方案，驱动器120包括定位在管道中的涡轮，该涡轮被配置成通过从所述管道中的流中汲取能量来为压缩机110提供动力。
压缩系统100还包括入口管道130，该入口管道从压缩机入口112延伸到系统入口102以便将该压缩机入口和该系统入口流体联接。
压缩系统100还包括节流阀140，该节流阀定位在入口管道130中，以便调节从系统入口102到压缩机入口112的气体流的速率和/或压力。节流阀140能够被配置成处于打开状态和处于一个至少部分闭合状态。优选地，节流阀140还能够被配置成处于打开状态和至少部分闭合状态之间的多个不同中间状态。在一个优选的实施方案中，可在打开状态和至少部分闭合状态之间的每种状态连续地调节节流阀140。根据可能的实施方案，节流阀140可被完全闭合。
入口管道130被分成第一管道部分132和第二管道部分134。第一管道部分132从与系统入口102流体联接的第一端部延伸到与节流阀140流体联接的第二端部。第二管道部分134从与压缩机入口112流体联接的第一端部延伸到与节流阀140流体联接的第二端部。根据压缩系统100的操作配置，入口管道130中的气体从第一管道部分132的第一端部流动到第二端部，然后通过节流阀140，然后从第一管道部分132的第二端部流动到第二管道部分134的第二端部，然后从第二端部流动到第二管道部分134的第一端部。
节流阀140作用于第一管道部分132和第二管道部分134之间的气体流。节流阀140的部分闭合配置确定通过入口管道130的气体流的减小以及第一管道部分132的第二端部和第二管道部分134的第二端部之间的压力的减小。
优选地，压缩系统100还包括系统入口设备103，该系统入口设备定位在系统入口102处并且被配置成将系统入口102与第一管道部分132的第一端部流体联接。优选地，系统入口设备103包括隔离阀，该隔离阀能够被配置成处于打开状态，在打开状态该隔离阀允许建立从外部(或从连接到压缩系统100的上游设备)到入口管道130的流动。根据可能的实施方案，系统入口设备103包括单向阀，该单向阀被配置成防止从系统入口102流出。根据另一个可能的实施方案，系统入口设备103包括隔离阀和止回阀两者。
第二管道部分134的总尺寸限定节流阀140和压缩机入口112之间的总流量体积。优选地，总流量体积小于100m3，更优选地小于40m3。“所述总流量体积”应被解释为在节流阀140和压缩机入口112自身之间瞬时流向压缩机入口112的流体的总体积。有利的是，总流量体积有限的事实降低了压缩机110启动时压缩系统100的惯性。
压缩系统100还包括出口管道150，该出口管道从与压缩机出口114流体联接的第一端部延伸到与系统出口104流体联接的第二端部。
优选地，压缩系统100还包括系统出口设备105，该系统出口设备定位在系统出口104处并且被配置成将系统出口104与出口管道150的第二端部流体联接。根据可能的实施方案，系统出口设备105包括隔离阀，该隔离阀能够被配置成处于打开状态，在打开状态该隔离阀允许建立从出口管道150到外部(或朝向连接到压缩系统100的下游设备)的流动。根据可能的实施方案，系统出口设备105包括单向阀，该单向阀被配置成防止从系统出口104的流入。根据一个优选的实施方案，系统出口设备105包括隔离阀和止回阀两者。
具体地，压缩系统100被布置成使得关闭系统入口设备103和系统出口设备105两者将压缩机110与外部环境以及与压缩系统100所连接的工厂和/或设备隔离。
压缩系统100还包括将出口管道150与第二管道部分134流体联接的防喘振阀160。具体地，压缩系统100包括防喘振管道162，该防喘振管道从与出口管道150流体联接的第一端部延伸到与第二管道部分134流体联接的第二端部，并且防喘振阀160安装在防喘振管道162上。
防喘振阀160能够被配置成至少处于打开状态，其中防喘振阀160至少部分地打开并且优选地完全打开，并且这允许建立从出口管道150到第二管道部分134的防喘振流；并且该防喘振阀能够被配置成处于闭合状态，这终止防喘振流。有利地，当打开压缩机110时，处于打开状态的防喘振阀160允许建立从压缩机出口114到压缩机入口112的流体的防喘振流，该防喘振流绕过节流阀140。换句话讲，防喘振阀160和防喘振管道162允许建立第一回路，该第一回路绕过压缩系统100的任何其他阀和/或室并且将压缩机出口114与压缩机入口112流体联接，从而允许降低两者之间的压力比(如果需要的话)。
优选地，防喘振阀160还能够被配置成至少处于在打开状态与闭合状态之间的多个不同中间状态。有利地，防喘振阀160的中间状态允许压缩机出口114和压缩机入口112之间在流量和/或压力方面跨防喘振管道的不同流动状态。在一个优选的实施方案中，可在打开状态和闭合状态之间的每种状态连续地调节防喘振阀160。
压缩系统100还包括再循环阀170。具体地，压缩系统100包括再循环管道172，并且再循环阀170安装在再循环管道172上。再循环管道172从与出口管道150流体联接的第一端部延伸到与第一管道部分132流体联接的第二端部。
再循环阀170能够被配置成处于打开状态，这允许在压缩机出口114和压缩机入口112之间建立再循环流，该再循环流穿过节流阀140。换句话讲，再循环阀170和再循环管道172允许建立第二回路，与上述第一回路不同，该第二回路穿过节流阀140和再循环阀170本身并绕过压缩系统100的其他阀和/或室，以便将压缩机出口114与压缩机入口112流体联接。
再循环阀170还能够被配置成处于终止再循环流的闭合配置。根据一个优选的实施方案，再循环阀170还能够被配置成至少处于在打开状态和闭合状态之间的多个不同的中间状态。有利的是，再循环阀170的中间状态允许压缩机出口114与节流阀140之间的多个不同流动状态。优选地，可在打开状态和闭合状态之间的每种状态连续地调节再循环阀170。根据另选的实施方案，再循环阀170可仅能够被配置成处于打开状态和闭合状态，处于“开-关”配置。
根据可能的实施方案，第一管道部分132限定积聚体积，该积聚体积被配置成在节流阀140的上游形成加压气体贮存器。在该实施方案中，调节节流阀140允许控制从积聚体积朝向压缩机入口112的流量的释放。优选地，积聚体积具有在1m3和500m3之间的总尺寸，更优选地，积聚体积的总尺寸包括在10m3和200m3之间。具体地，积聚体积被完全限定在节流阀140的上游。
优选地，压缩系统100还包括安装在出口管道150上的冷却器180，以便降低来自压缩机出口114的流的温度。具体地，冷却器180在防喘振管道162和再循环管道172的上行流中安装，以便在压缩系统100中存在此类流时降低再循环流和防喘振流的温度。
优选地，压缩系统100包括控制单元190，该控制单元被布置成控制节流阀140和/或再循环阀170和/或防喘振阀160。具体地，控制单元190可基于(例如)压缩机110的速度来控制节流阀140的打开、再循环阀170的打开和防喘振阀160的打开。
控制单元190包括启动控制器，该启动控制器在压缩机110的启动期间控制至少节流阀140和再循环阀170。在可能的实施方案中，启动控制器还在压缩机110的启动期间控制防喘振阀160。优选地，在压缩机110已达到预定速度之后停用启动控制器。
优选地，控制单元190还包括节流控制器，该节流控制器在压缩机110启动之后控制节流阀140，从而替代启动控制器。
优选地，控制单元190还包括防喘振控制器，该防喘振控制器与启动控制器并联和/或在启动控制器关闭后控制防喘振阀160，以防止压缩机110喘振。防喘振控制器被配置成监测与朝向和/或来自压缩机110的流量相关的一个或多个参数，并且如果参数落入给定范围内，则保持防喘振阀160闭合，并且如果所述参数超出给定范围，则打开防喘振阀160以防止压缩机110的喘振。根据可能的实施方案，防喘振控制器根据压缩机出口114和压缩机入口112之间的压力比和/或通过压缩机的流速来控制防喘振阀160。
优选地，控制单元190还包括紧急关停控制器，该紧急关停控制器与启动控制器并联和/或在启动控制器关闭之后控制再循环阀170。具体地，当触发紧急状态时，例如压缩机出口114与压缩机入口112之间的压力比上升到预定限值以上，防喘振控制器完全打开再循环阀170。
控制单元190，具体地启动控制器，被配置成在压缩机110的启动期间将再循环阀170设置并保持在打开状态，并且将节流阀140设置并保持在部分闭合配置下。就本专利申请的目的而言，压缩机110的启动被认为是压缩机110打开的时刻与其在固定速度压缩机的情况下达到其设计操作速度的时刻或在变速压缩机的情况下达到其最小操作速度之间的时间间隔。
根据第一实施方案，启动控制器还被配置成在压缩机110的启动期间将防喘振阀160保持在闭合配置。根据第二实施方案，防喘振控制器在启动期间控制防喘振阀160，并且压缩系统100被设计成使得在正常启动状态，防喘振控制器由于再循环阀170的打开状态和该再循环阀确定的流量参数而保持防喘振阀160闭合。
有利的是，由启动控制器设定的启动阀配置允许在压缩机出口114和压缩机入口112之间建立上述再循环流，其中节流阀140的部分闭合配置确定朝向压缩机入口112的流的压降，并且因此确定压缩机110自身上的负载的下降。
当压缩机110的速度达到或超过预定值时，控制单元190，具体地启动控制器，还被配置成打开节流阀，特别是完全打开节流阀。例如，如果压缩机110是固定速度压缩机，则预定值可以是其设计操作速度或设计操作速度的百分比。如果压缩机110是变速压缩机，则预定值可以是其最小操作速度或最小操作速度的百分比。优选地，节流阀140的打开遵循预先确定的时间斜坡。
根据第一实施方案，启动控制器还被配置成在压缩机110的速度达到或超过预定值时或之后打开防喘振阀160并关闭再循环阀170。优选地，在节流阀140已完全打开之后触发防喘振阀160的打开和再循环阀170的关闭，如图3所示。优选地，防喘振阀160的打开和再循环阀170的关闭遵循预先确定的时间斜坡。
根据第二实施方案，启动控制器被配置成优选以与以上参考第一实施方案所述相同并且同时的方式关闭再循环阀170。在该第二实施方案中，由于由防喘振阀160的关闭确定的流动状态，防喘振控制器确定防喘振阀160的打开，这在正常状态降低了到压缩机110的流速并增加了压力比。
根据第三实施方案，控制单元190被配置成管理再循环阀170，以便将去往和/或来自压缩机110的流量的参数保持在给定范围内，具体地压力比和/或流速。在该实施方案中，在正常状态下，控制单元190由于节流阀140的打开而确定再循环阀170的部分关闭，因为该节流阀确定压缩机110的流速增加和/或压力比减小。优选地，根据第三实施方案，当压缩机110的速度达到或超过预定值时，控制单元190打开防喘振阀160。由于由防喘振阀160的打开确定的流动状态，再循环阀170由控制单元190自动关闭，这在正常情况下确定朝向压缩机的流速增加和压力比减小。
节流阀140的打开可由节流控制器确定，当压缩机110的速度达到或超过上述预定值时，该节流控制器从启动控制器占用对节流阀140的控制。
在第一实施方案和该实施方案中，控制单元190被配置成当压缩机110的速度达到或超过压缩机110的设计操作速度(或最小操作速度)的预定百分比(优选地包括在50％和90％之间，并且具体地为约70％)时激活防喘振控制器。当启动控制器仍处于活动状态时，可激活防喘振控制器，在这种情况下，如果流动状态超出给定范围，则防喘振控制器相对于防喘振阀160超控启动控制器。
优选地，在压缩机110启动之后，控制单元190被配置成关闭防喘振阀160。具体地，控制单元190被配置成当系统入口设备103和系统出口设备105两者均被设定为处于打开配置时关闭防喘振阀160，以便允许流体从系统入口102通过压缩机110流到系统出口104。优选地，在打开系统入口设备103和系统出口设备105之后，防喘振阀160的关闭由防喘振控制器自动执行，这在正常状态降低了压缩机出口114和压缩机入口112之间的压力比。
优选地，控制单元190，具体地紧急关停控制器，被配置成在压缩机110的紧急关停期间打开再循环阀170，以便均衡压缩机入口112和压缩机出口114处的流的压力(或至少使其移动得更接近)。有利的是，这种配置允许利用相同的组件，即再循环阀170和再循环管道172，来启动和紧急关停压缩系统100，从而减少所需组件的总数。
图3示出了根据可能实施方案的压缩机110的速度“Sc”、节流阀140的打开“Ot”、防喘振阀160的打开“Oa”和再循环阀170的打开“Or”的时间图，其中打开“Ot”、“Oa”和“Or”由控制单元190管理，具体地由启动控制器管理。
根据可能的另选实施方案，在压缩机110的启动之前和期间，再循环阀170可被设定为仅部分打开，例如80％打开，并且防喘振阀160可被设定为处于节流配置，例如20％打开。
优选地，压缩系统100还包括至少一个温度控制器，该至少一个温度控制器与冷却器180连接并被配置成在压缩机110的启动期间将冷却器180设定为启动配置，并且在启动之后的压缩系统100的正常操作期间将该冷却器设定为操作配置。
在启动配置中，特别是当再循环阀170和/或防喘振阀160打开并且系统入口设备103和系统出口设备105两者均闭合时，温度控制器和冷却器180被配置成保持压缩机输出114处的流的第一温度高于预定值，具体地高于100℃，优选地包括在120℃和500℃之间，甚至更优选地包括在150℃和180℃之间。
在操作配置中，具体地当系统入口设备103和系统出口设备105打开时，温度控制器和冷却器180被配置成保持系统出口104处的流的第二温度低于第一温度，并且具体地在包括在0℃和100℃之间、甚至更优选地包括在10℃和50℃之间的范围内。
有利的是，第一温度的相对高的值降低了启动期间通过压缩机110的气体流的密度，并且因此降低了压缩机110上的负载，同时落入压缩机系统100的操作极限内。第二温度的值允许在其操作极限内将流安全递送到连接在压缩系统100下游的设备。
根据另一方面，本文所公开的主题提供了一种控制压缩系统的方法，具体地用于启动该压缩系统的方法。该方法在图2中示出。优选地，上述方法适用于上述压缩系统100和/或由压缩系统100实现。
在一个优选的实施方案中，该方法包括关闭系统入口设备103和系统出口设备105以便密封系统入口102和系统出口104的预备步骤10。
该方法还包括部分关闭节流阀140的步骤20。
该方法包括打开压缩机110的步骤30。具体地，打开压缩机110的步骤30导致启动阶段，在该启动阶段中，压缩机110的速度从零逐渐增加到其在固定速度压缩机的情况下的设计操作速度，或者增加到其在变速压缩机的情况下的最小操作速度。
打开的压缩机产生朝向压缩机入口112的气体流，并且部分地闭合节流阀140在被引导至压缩机入口112的流中产生压降。
优选地，打开压缩机110的步骤30包括将压缩机110的出口114处的流的第一温度设定在120℃和200℃之间，优选地在150℃和180℃之间。优选地，这通过使用上述冷却器180和温度控制器来实现。优选地，保持出口114处的此类第一温度，直到压缩机速度已达到设计操作速度(或最小操作速度)。
优选地，在压缩机的速度已达到设计操作速度(或最小操作速度)之后，该方法包括将压缩系统100的系统出口104处的流的第二温度保持在0℃和100℃之间，优选地在20℃和50℃之间。优选地，这通过使用上述冷却器180和温度控制器来实现。
该方法还包括生成从压缩机出口114到压缩机入口112的第一再循环流的步骤40，其中该第一再循环流穿过节流阀140。优选地，生成第一再循环流的步骤40通过在压缩机110的启动期间打开再循环阀170并保持再循环阀170打开来完成。具体地，在打开压缩机110之前打开再循环阀170。
根据一个优选的实施方案，第一再循环流穿过出口管道150的一部分、穿过再循环管道172、穿过再循环阀170、穿过节流阀140(其处于部分闭合状态)并且穿过第二管道部分134。有利的是，节流阀140的部分闭合状态确定第一再循环流中的压降并降低压缩机110上的负载。
优选地，在速度已达到或超过预定值(即，压缩机110的设计操作速度或最小操作速度或它们的百分比)之后，该方法还包括完全打开节流阀140的步骤50。
在压缩机110的速度已达到或超过预定值之后，并且具体地在节流阀140的完全打开之后，该方法包括生成从压缩机出口114到压缩机入口112的第二再循环流的步骤60，其中第二再循环流绕过节流阀140。优选地，生成第二再循环流的步骤60通过打开防喘振阀160来完成。
更详细地，第二再循环流穿过出口管道150的一部分、穿过防喘振管道162、穿过防喘振阀160并且穿过第二管道部分134的一部分。
有利的是，第二再循环流绕过压缩系统100的除防喘振阀160之外的所有阀，从而降低故障风险。
A在速度已达到或超过预先确定的值之后，并且具体地在节流阀140的完全打开之后，该方法包括停止第一再循环流的步骤70，优选地与生成第二再循环流的步骤60同时或稍微在其之后执行。具体地，停止第一再循环流的步骤70包括关闭再循环阀170。
优选地，生成第二再循环流并停止第一再循环流的步骤60和步骤70包括逐渐关闭再循环阀170，同时(或稍后)逐渐打开防喘振阀160。根据图3的曲线图，再循环阀170和防喘振阀160分别根据相同(相反)的时间定律关闭和打开。
优选地，该方法还包括打开系统入口设备103和系统出口设备105的步骤80以及停止第二再循环流的步骤90。停止第二再循环流的步骤90在打开系统入口设备103和系统出口设备105的步骤80之后或与其同时执行。这允许压缩系统100从系统入口102接收流体流，并且从系统出口104输出压力高于所接收的流的流体流。
优选地，该方法还包括在压缩机110的紧急关停期间，特别是通过重新打开再循环阀170来重新建立上述第一再循环流的步骤。
优选地，该方法还包括在压缩机110的喘振期间，特别是通过重新打开防喘振阀160来重新建立第二再循环流的步骤。
Claims (20)
1.一种具有系统入口(102)和系统出口(104)的压缩系统(100)，所述压缩系统(100)包括：
-压缩机(110)，所述压缩机具有压缩机入口(112)和压缩机出口(114)；
-入口管道(130)，所述入口管道将所述压缩机入口(112)与所述系统入口(102)流体联接，所述入口管道(130)被分成第一管道部分(132)和第二管道部分(134)，所述第一管道部分(132)的第一端部与所述系统入口(102)流体联接，所述第二管道部分(134)的第一端部流体联接到所述压缩机入口(112)；
-出口管道(150)，所述出口管道将所述压缩机出口(114)与所述系统出口(104)流体联接；
-节流阀(140)，所述节流阀流体联接所述第一管道部分(132)的第二端部和所述第二管道部分(134)的第二端部；
-防喘振阀(160)，所述防喘振阀将所述出口管道(150)与所述第二管道部分(134)流体联接；和
-再循环阀(170)，所述再循环阀将所述出口管道(150)与所述第一管道部分(132)流体联接；
其中所述节流阀(140)能够被配置成处于打开状态和处于至少一个部分闭合状态，并且还优选地处于所述打开状态和所述至少一个部分闭合状态之间的多个不同中间状态。
2.根据权利要求1所述的压缩系统(100)，其中所述防喘振阀(160)能够被配置成处于打开状态和处于闭合状态或处于打开状态、处于闭合状态以及处于所述打开状态和所述闭合状态之间的至少多个不同中间状态。
3.根据权利要求1或2所述的压缩系统(100)，其中所述再循环阀(170)能够被配置成处于打开状态和处于闭合状态或处于打开状态、处于闭合状态以及处于所述打开状态和所述闭合状态之间的至少多个不同中间状态。
4.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，还包括：系统入口设备(103)，所述系统入口设备将所述系统入口(102)与所述第一管道部分(132)的所述第一端部流体联接，所述系统入口设备(103)包括隔离阀和/或单向阀。
5.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，其中所述出口管道(150)具有第一端部和第二端部，所述第一端部与所述压缩机出口(114)流体联接，所述压缩系统(100)还包括：系统出口设备(105)，所述系统出口设备将所述系统出口(104)与所述出口管道(150)的所述第二端部流体联接，所述系统出口设备(105)包括隔离阀和/或单向阀。
6.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，还包括冷却器(180)，所述冷却器流体联接到所述压缩机出口并且被布置成冷却来自所述压缩机出口的流体流并将其提供给所述防喘振阀(160)和所述再循环阀(170)以及所述系统出口(104)中的至少一者。
7.根据权利要求6所述的压缩系统(100)，还包括：至少一个温度控制器，所述至少一个温度控制器与所述冷却器(180)联接并作用于所述冷却器，所述冷却器(180)和所述温度控制器被布置成在所述压缩机(110)的启动阶段期间将所述压缩机出口(114)处的气体流的第一温度保持在120℃和200℃之间且优选地在150℃和180℃之间的第一温度范围内，以及在所述压缩机(110)的所述启动阶段之后将所述系统出口(114)处的气体流的第二温度保持在0℃和100℃之间且优选地在20℃和50℃之间的第二温度范围内。
8.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，其中所述第二管道部分(134)限定所述节流阀(140)和所述压缩机入口(112)之间的总流量体积，所述总流量体积小于100m3，优选地小于40m3。
9.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，还包括：再循环管道(172)，所述再循环管道(172)的第一端部与所述出口管道(150)流体联接，并且所述再循环管道(172)的第二端部与所述第一管道部分(132)流体联接，所述再循环阀(170)安装在所述再循环管道(172)上；其中所述入口管道(130)的所述第一管道部分(132)限定积聚体积，所述积聚体积优选地包括在1m3和500m3，更优选地包括在10m3和200m3之间。
10.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，还包括驱动器(120)，所述驱动器被布置成至少在所述压缩系统(100)启动时引起所述压缩机(110)的旋转。
11.根据任一前述权利要求所述的压缩系统(100)，还包括控制单元(190)，所述控制单元被布置成控制所述节流阀(140)和/或所述再循环阀(170)和/或所述防喘振阀(160)。
12.根据权利要求11所述的压缩系统(100)，其中所述控制单元(190)被配置成在所述压缩机(110)的启动期间将所述防喘振阀(160)保持处于闭合状态，并且将所述再循环阀(170)保持处于打开状态。
13.根据权利要求12所述的压缩系统(100)，其中所述控制单元(190)被配置成在所述压缩机(110)的速度达到或超过预定值时打开所述防喘振阀(160)并关闭所述再循环阀(170)。
14.根据权利要求13所述的压缩系统(100)，其中所述控制单元(190)被配置成在所述压缩机(110)的所述启动之后关闭所述防喘振阀(160)，所述控制单元(190)还被配置成至少部分地打开所述防喘振阀(160)以防止所述压缩机(110)的喘振或对所述压缩机的喘振作出反应。
15.根据权利要求11或14中任一前述项所述的压缩系统(100)，其中所述控制单元(190)被配置成在所述压缩系统(100)的紧急关停期间打开所述再循环阀(170)。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的压缩系统(100)，其中所述控制单元(190)被配置成在所述压缩机(110)的启动期间将所述节流阀(140)保持处于部分闭合配置，并且在所述压缩机(110)的所述速度达到或超过预定值时打开所述节流阀(140)。
17.一种控制压缩系统(100)的方法，所述方法包括以下步骤：
B)(20)部分地关闭节流阀(140)，所述节流阀(140)对通向所述压缩系统(100)的压缩机(110)的入口(112)的流入流进行节流；
C)(30)打开所述压缩机(110)；
D)(40)生成从所述压缩机(110)的出口(114)到所述压缩机(110)的所述入口(112)的第一再循环流，所述第一再循环流穿过所述节流阀(140)；
E)(50)在所述压缩机(110)的所述速度已达到或超过所述预定值之后，完全打开所述节流阀(140)；
F)(60)在所述压缩机(110)的速度已达到或超过预定值之后，生成从所述压缩机(110)的所述出口(114)到所述压缩机(110)的所述入口(112)的第二再循环流，所述第二再循环流绕过所述节流阀(140)；以及
G)(70)在所述速度已达到或超过所述预定值之后，停止所述第一再循环流。
18.根据权利要求17所述的方法，其中打开所述压缩机(110)的所述步骤C)(30)包括将所述压缩机(110)的所述出口(114)处的流的第一温度设置在120℃和200℃之间，优选地在150℃和180℃之间。
19.根据权利要求17或18所述的方法，
还包括以下初始步骤：
A)(10)关闭系统入口设备(103)，所述系统入口设备(103)将所述压缩系统(100)的系统入口(102)与所述压缩机(110)的所述入口(112)流体联接，并且关闭系统出口设备(105)，所述系统出口设备(105)将所述压缩系统(100)的系统出口(104)与所述压缩机(110)的所述出口(114)流体联接；
并且还包括以下最终步骤：
H)(80)打开所述系统入口设备(103)和所述系统出口设备(105)，以及
L)(90)停止所述第二再循环流；
其中步骤L在步骤H期间或之后执行。
20.根据权利要求17或18或19所述的方法，还包括在所述压缩机(110)的紧急关停期间重新建立所述第一再循环流的步骤和/或在所述压缩机(110)的喘振期间重新建立所述第二再循环流的步骤。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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