JP2009162165A - 圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法 - Google Patents

圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2009162165A
JP2009162165A JP2008001708A JP2008001708A JP2009162165A JP 2009162165 A JP2009162165 A JP 2009162165A JP 2008001708 A JP2008001708 A JP 2008001708A JP 2008001708 A JP2008001708 A JP 2008001708A JP 2009162165 A JP2009162165 A JP 2009162165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
opening
compressor
flow rate
igv
correction value
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.)
Withdrawn
Application number
JP2008001708A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Takeda
一浩 武多
Tadashi Kawahara
忠 川原
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2008001708A priority Critical patent/JP2009162165A/ja
Publication of JP2009162165A publication Critical patent/JP2009162165A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

【課題】吐出されるガスの状態を微調整する。
【解決手段】圧縮機本体の流入量を制御する入口ガイドベーンと、圧縮機本体から吐出されるガスの一部を圧縮機本体の入口側に戻すリサイクルラインと、リサイクルラインの途中に設けられたリサイクル弁と、を備える圧縮機の制御装置において、圧縮機本体の吐出側圧力データＰｄと、圧縮機の入口側圧力データＰｓとに基づいて、圧縮機本体を流れるガスの理想流量データＱ１を生成する理想流量データ生成部と、理想流量データＱ１を、圧縮機本体を流れる流量の実測データＱ２と比較する流量比較部と、前記比較結果に基づいて、入口ガイドベーンの開度を調整する第１ＩＧＶ開度補正値生成部と、第１ＩＧＶ開度補正値に基づいて、入口ガイドベーンの開度を調整するＩＧＶ開度調整部と、リサイクル弁の開度を、圧縮機から出力される燃料ガスの流量が要求された流量となるように調整するＲＣＶ弁開度調整部とを具備する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明はガスを圧縮する圧縮機を制御する、圧縮機の制御装置及び制御方法に関する。
ガスを圧縮して、ガスタービンや生産プラントの反応器やガスタービン等に供給する、圧縮機が知られている。そのような圧縮機として、入口ガイドベーン（インレットカイドベーン；以下、ＩＧＶと記載する）を介してガスを入口から圧縮機本体に吸込み、圧縮機本体において圧縮し、吐出するものがある。ガスを要求された状態（流量、圧力、温度など）で吐出するため、制御装置が設けられる。制御装置は、例えば、要求データと実測データとに基づいて、ＩＧＶの開度などを制御する。
上述のような圧縮機として、特許文献１には、圧縮機本体の吐出側に設けられて吐出ガスの温度と圧力を計測する第１の手段と、吐出ガスの使用側に設けられて吐出ガスの温度と圧力を計測する第２の手段と、その第２の手段が検出した圧力に基づいてＩＧＶの開度を制御する制御装置とを備えるターボ圧縮機が開示されている。
また、圧縮機のなかには、圧縮機本体から吐出されたガスの一部を分岐させる分岐ラインと、分岐ラインの途中に設けられた分岐弁を備えたものがある。分岐ラインとしては、例えば、ガスの一部を圧縮機の入口側にリサイクルするリサイクルラインや、ガスの一部を大気中に放風する放風ラインが挙げられる。以下、リサイクルラインに設けられた分岐弁を、リサイクル弁（以下、ＲＣＶ）とし、放風ラインに設けられた分岐弁をＢＯＶ（Ｂｌｏｗ ｏｆｆ Ｖａｌｖｅ）とする。そのような分岐ラインを備えた圧縮機に係る技術として、特許文献２、３に記載された技術が挙げられる。
特許文献２に記載された圧縮器の制御装置は、圧縮機に対する燃料ガスの流入量を調整する流入量調整手段と、圧縮機から吐出される燃料ガスを入口側に戻すためのＲＣＶと、圧縮機を所定の運転点で運転させるための制御操作値を設定し、その制御操作値に基づいて流入量制御手段及びＲＣＶを制御する制御手段とを備えている。その制御手段は、制御操作値が所定値以上であるときに、その操作値の増大に伴って増加する信号を流入量調整手段の制御信号として発生する第１の制御信号発生手段と、制御操作値が所定値未満であるときに、その操作値の増大に伴って減少する信号をそのＲＣＶの制御信号として発生する第２の制御信号発生手段と、を有する。
また、特許文献３には、供給圧力設定値と入口圧力計測値との比に応じて流量調整開下限値及びスプリット点の弁操作補正値を増加し、これに基づき圧縮機の流入量調整手段及びＲＣＶの開度を制御することが記載されている。
特開２００４−３５３４９８号 公報 特開２００５−７６４６１号 公報 特開２００７−２３９６９６号 公報
分岐ライン及び分岐弁の設けられた圧縮機において、制御装置は、ＩＧＶ及び分岐弁の開度を、ガスが要求された状態（吐出流量や吐出圧力）で吐出されるように制御する。
分岐弁はＩＧＶよりも応答性に優れたものが用いられる。これは、分岐弁によりサージング状態を回避するためである。例えば、負荷遮断時等において要求される吐出圧力が著しく上昇した場合、分岐弁を急開させることで吐出圧力が減らされる。このような急開に対応するため、分岐弁に対して優れた応答性及び制御精度が要求される。これに対して、ＩＧＶは分岐弁に比べて応答性が劣る場合がある。この場合、圧力又は流量を調整するために、ＩＧＶと分岐弁とを同じように使用することができない。
現在の圧縮機の状態（入口圧力、出口圧力、流量など）が理想的な状態と大きく異なっている場合、理想的な状態に近づけるために分岐弁及びＩＧＶの開度が大きく変更される。このとき、分岐弁の応答性がＩＧＶよりも優れていれば、分岐弁がＩＧＶよりも早く全開又は全閉の状態に成り易い。分岐弁が全開又は全閉の状態となった後に、未だ要求されるガスの状態に達しない場合、ガスの状態を要求された状態に制御するには、ＩＧＶの開度のみを制御するしかない。このような状態では、応答性に優れた分岐弁を利用して吐出されるガスの状態を制御することができない。すなわち、吐出ガスの状態を微調整することができない。
従って、本発明の目的は、ＩＧＶが分岐弁に比べて応答性が劣っていても、ＩＧＶによって大まかに圧縮機の状態を調整し、分岐弁によって吐出されるガスの状態を微調整することができる、圧縮機の制御装置及び制御方法を提供することにある。
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明の圧縮機の制御装置は、圧縮機本体（１）と、圧縮機本体（１）に流入するガスの流入量を制御するための入口ガイドベーン（３）と、圧縮機本体（１）から吐出されるガスを要求側装置に送る吐出ラインと、吐出ラインの途中に接続され圧縮機本体（１）から吐出されるガスの一部を分岐させる分岐ラインと、分岐ラインの途中に設けられた分岐弁と、を備える圧縮機の制御装置である。この圧縮機の制御装置は、圧縮機本体（１）の吐出側圧力データＰｄと、圧縮機本体（１）の入口側圧力データＰｓとに基づいて、圧縮機本体（１）を流れるガスの理想流量を示す理想流量データＱ１を生成する理想流量データ生成部と、圧縮機本体（１）を流れる流量の理想流量データＱ１を生成する理想流量データ生成部（１０）と、理想流量データＱ１を、圧縮機本体（１）を流れる流量の実測データＱ２と比較する流量比較部（１１）と、流量比較部（１１）の比較結果に基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するための第１ＩＧＶ開度補正値を生成する第１ＩＧＶ開度補正値生成部（１２）と、その第１ＩＧＶ開度補正値に基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するＩＧＶ開度調整部（８５）と、前記分岐弁の開度を、前記圧縮機から出力されるガスの流量又は圧力が設定された流量又は圧力となるように調整する分岐弁開度調整部（８２）と、を具備する。
上述の構成によれば、圧縮機本体（１）を流れる流量の実測値と理想流量データＱ１とに基づいて、ＩＧＶ（３）の開度が調整される。ＩＧＶ（３）の開度が変化すると、圧縮機本体（１）を流れるガスの流量が変化する。分岐弁開度調整部（８２）は、分岐弁（６）の開度を調整し、圧縮機から出力されるガス（出口ガス）の状態（流量又は圧力）を、実測値に基づいて要求された状態となるように調整する。従って、圧縮機本体（１）を流れるガスの流量変化に応じて分岐弁（６）の開度が調整され、出口ガスの流量又は圧力が要求された流量又は圧力に保たれる。すなわち、ＩＧＶ（３）の開度を調整した後に、分岐弁（６）の開度が調整される。これにより、分岐弁（６）が全閉または全開となってしまうことを防止でき、分岐弁（６）による微調整を常に行うことができる。
一観点から、その分岐ラインは、圧縮機本体（１）から吐出されるガスの一部を圧縮機本体（１）の入口側に戻すリサイクルライン（５）であることが好ましい。
他の一観点から、その分岐ラインは、圧縮機本体（１）から吐出されるガスの一部を大気中に放風する放風ライン（６１）であることが好ましい。
理想流量データ生成部（１０）は、Ｐｄ／Ｐｓが大きいときに大きくなるように、理想流量データＱ２を生成することが好ましい。
第１ＩＧＶ開度補正値生成部（８１）は、Ｑ２−Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合に、入口ガイドベーン（３）が閉じていくような開度に対応する第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成し、Ｑ１−Ｑ２が、予め設定された第２流量値ΔＱＢ以上である場合に、入口ガイドベーン（３）が開いていくような開度に対応する第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成することが好ましい。そのΔＱＢは、ゼロであることがより好ましい。
上記の圧縮機の制御装置は、更に、分岐弁（６）の開度を判定する分岐弁開度判定部（３０）、を具備するとき、第１ＩＧＶ開度補正値生成部（８１）が、分岐弁開度判定部（３０）の判定結果に基づいて、第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成することが好ましい。
また、第１ＩＧＶ開度補正値生成部（８１）は、分岐弁（６）の開度が予め設定された第１開度（Ｒ１）以下である場合に、入口ガイドベーン（３）が開いていくような開度に対応する第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成することが好ましい。
このとき、第１ＩＧＶ開度補正値生成部（８１）は、Ｑ２−Ｑ１が第１流量値ΔＱＡ以上であり、且つ、Ｑ１−Ｑ２が第２流量値ΔＱＢ以上でないか又は分岐弁（６）の開度があらかじめ設定された第１開度Ｒ１以下でない場合に、閉指令信号を生成する。また、Ｑ１−Ｑ２が第２流量値ΔＱＢ以上である場合であるか、又は、分岐弁の開度があらかじめ設定された第１開度Ｒ１以下である場合に、開指令信号を生成する。
また、第１ＩＧＶ開度補正値生成部（８１）は、分岐弁（６）の開度が予め設定された第２開度Ｒ２以上であり、且つ、Ｑ２−Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合にのみ、入口ガイドベーン（３）が閉じていくような開度に対応する第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成することが好ましい。
上記の圧縮機の制御装置は、更に、圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データ（Ｐｄ＊）と設定流量データ（Ｆ＊）とに基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成する第２ＩＧＶ開度補正値生成部（８３）を具備するとき、ＩＧＶ開度調整部（８５）は、入口ガイドベーン（３）の開度を、第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度とその第２ＩＧＶ開度補正値に対応する開度とが加算された開度となるように、調整することが好ましい。
上記の圧縮機の制御装置は、更に、圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データ（Ｐｄ＊）と設定流量データ（Ｆ＊）とに基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成する第２ＩＧＶ開度補正値生成部を具備するとき、ＩＧＶ開度調整部（８５）は、入口ガイドベーン（３）の開度を、その第２ＩＧＶ開度補正値が予め設定された第３開度値（α）以下である場合に、第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度となるように調整し、その第２ＩＧＶ開度補正値が第３開度値（α）より大きい場合に、前記第２開度補正値に応じて増加するような開度となるように、調整することが好ましい。
本発明の圧縮機の制御方法は、圧縮機本体（１）と、圧縮機本体（１）に供給されるガスの流入量を制御するための入口ガイドベーン（３）と、圧縮機本体（１）から吐出されるガスを要求側装置に送る吐出ラインと、その吐出ラインの途中に接続され圧縮機本体（１）から吐出されるガスの一部を分岐させる分岐ラインと、その分岐ラインの途中に設けられた分岐弁と、を備える圧縮機の制御方法である。この圧縮機の制御方法は、（ａ）；圧縮機本体（１）の吐出側圧力データＰｄと、圧縮機の入口側圧力データＰｓとに基づいて、圧縮機本体（１）を流れるガスの理想流量を示す理想流量データＱ１を生成するステップと、（ｂ）；理想流量データＱ１を、圧縮機本体（１）を流れる流量の実測データＱ２と比較するステップと、（ｃ）；（ｂ）ステップの比較結果に基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するための第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成するステップと、（ｄ）；第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）に基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するステップと、（ｅ）；分岐弁（６）の開度を、圧縮機から出力される燃料ガスの流量（Ｆ２）又は圧力（Ｐｄ）が、設定された流量（Ｆ＊）又は圧力（Ｐｄ＊）となるように調整するステップと、を具備する。
（ａ）ステップは、（ａ−１）；ＰｄをＰｓで除算し、Ｐｄ／Ｐｓを計算するステップと、（ａ−２）；Ｐｄ／Ｐｓが大きいときに理想流量が増えるように、理想流量データＱ２を生成するステップと、を備えることが好ましい。
（ｃ）ステップは、（ｃ−１）；Ｑ２−Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合に、入口ガイドベーン（３）が閉じていくような開度に対応する第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップと、（ｃ−２）；Ｑ１−Ｑ２が、予め設定された第２流量値ΔＱＢ以上である場合に、入口ガイドベーン（３）が開いていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を備えることが好ましい。ΔＱＢは、ゼロであることがより好ましい。
上記の圧縮機の制御方法であって、更に、（ｆ）；分岐弁の開度を判定するステップ、を具備する場合、（ｃ）ステップは、（ｆ）ステップの判定結果に基づいて第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を備えることが好ましい。
このとき、（ｃ）ステップは、分岐弁（６）の開度が予め設定された第１開度以下である場合に、入口ガイドベーン（３）が開いていくような開度に対応する第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を備えることが好ましい。
上記の圧縮機の制御方法が、更に、（ｆ）；圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データと設定流量データとに基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を具備するとき、（ｄ）ステップは、入口ガイドベーン（３）の開度を、第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度とその第２ＩＧＶ開度補正値に対応する開度とが加算された開度となるように、調整するステップを含むことが好ましい。
上記の圧縮機の制御方法が、更に、（ｆ）；圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データと設定流量データとに基づいて、入口ガイドベーン（３）の開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成するステップを具備するとき、（ｄ）ステップは、入口ガイドベーン（３）の開度を、その第２ＩＧＶ開度補正値が予め設定された第３開度値（α）以下である場合に、第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度となるように調整し、その第２ＩＧＶ開度補正値が第３開度値（α）より大きい場合に、その第２開度補正値に応じて増加するような開度となるように、調整するステップを含むことが好ましい。
本発明の圧縮システムは、上記の圧縮機の制御装置と、前記圧縮機の制御装置によって制御される圧縮機と、を具備する。
本発明によれば、ＩＧＶの応答性が分岐弁のそれに対して劣っていても、ＩＧＶによって大まかに調整を行い、分岐弁によって吐出されるガスの状態を微調整することができる、圧縮機の制御装置及び制御方法が提供される。
（第１の実施形態）
続いて、本発明の第１の実施形態について説明する。図１Ａは、本実施形態に係る圧縮システムの構成を示す概略構成図である。図１Ａに示されるように、この圧縮システムは、圧縮機本体１と、制御装置８と、ヘッダタンク７と、供給ライン２と、吐出ライン４と、リサイクルライン５とを備えている。供給ライン２は、ガス供給源（図示せず）からガスを圧縮機本体１に供給するためのラインであり、圧縮機本体１の入口に接続されている。吐出ライン４は、圧縮機本体１の出口に接続されている。また、吐出ライン４は、ヘッダタンク７を介してガスタービンに接続されている。リサイクルライン５は、吐出ライン４の途中と供給ライン２の途中との間を接続するように設けられている。供給ライン２の途中又は圧縮機本体１側端部には、入口ガイドベーン（ＩＧＶ）３が設けられている。リサイクルライン５の途中には、リサイクル弁（ＲＣＶ）６が設けられている。ＲＣＶ６は、ＩＧＶ３よりも応答性に優れたものが用いられている。例えば、ＩＧＶ３が全閉から全開までに要する時間は１０秒であるのに対し、ＲＣＶが全閉から全開までに要する時間は１秒である。なお、本実施形態の圧縮システムは、ガスタービン用途に限定されず、生産プラントなどの他の装置にガスを圧送する場合に用いることもできる。
この圧縮システムにおいて、ガスは、ガス供給源からガス供給ライン２を介して圧縮機本体１に送られる。圧縮機本体１において、ガスは圧縮され、吐出ライン４へ吐出される。吐出されたガスは、ヘッダタンク７を介してガスタンクへ送られる。また、ＲＣＶ６が開いている場合、吐出されたガスの一部はリサイクルライン５を介して供給ライン２に戻される。以下の説明において、ガス供給源２から供給されるガス流量をＦ１、圧縮機本体１を流れるガス流量をＱ、出口ガス（吐出ライン４において、リサイクルライン５との接続部分よりも下流側を流れるガス）の流量をＦ２、リサイクルライン５を流れるガス流量をＦＲＣＶとする。また、圧縮機本体１に供給されるガスの圧力を入口圧力Ｐｓ、出口ガスの圧力を出口圧力Ｐｄとする。
供給ライン２には、圧縮機１に供給されるガスの圧力を計測するための入口圧力計９−１が設けられている。入口圧力計９−１は制御装置８に接続されている。入口圧力計９−１の測定結果は、入口圧力Ｐｓとして制御装置８に通知される。
吐出ライン４において、圧縮機本体１とリサイクルライン５の接続された部分との間には、圧縮機流量計９−２が設けられている。圧縮機流量計９−２は制御装置８に接続されている。圧縮機流量計９−２の測定結果は、圧縮機本体１を流れる流量Ｑ２として、制御装置８に送られる。
また、吐出ライン４において、リサイクルライン５と接続された部分よりも下流側に、出口圧力計９−３が設けられている。出口圧力計９−３は、制御装置８に接続されている。出口圧力計９−３の測定結果は、出口圧力Ｐｄとして、制御装置８に通知される。
また、ＩＧＶ３には、ＩＧＶの開度を計測する装置が設けられている。この装置により、ＩＧＶ３の開度を示すデータＸｏが、制御装置８に通知される。
制御装置８は、ＩＧＶ３及びＲＣＶ６の開度を調整するための装置である。制御装置８は、コンピュータにインストールされたプログラムが実行されることでその機能を実現するような装置であってもよいし、複数の論理回路が組み合わされてその機能を実現するような装置であってもよい。
制御装置８は、図示しない中央監視装置に接続されており、この中央監視装置から、要求される出口ガスの設定流量Ｆ２＊と設定圧力Ｐｄ＊を取得する。制御装置８は、Ｆ２＊、Ｐｄ＊、Ｐｓ、Ｐｄ、Ｘｏ、及びＱ２に基づいて、ＩＧＶ３及びＲＣＶ６の開度を調整する。
制御装置８は、ＰＩ制御部分８２（ＲＣＶ開度調整部）と、第１ＩＧＶ開度補正値制御部８１と、ＩＧＶ開度調整部８３と、とを備えている。
ＰＩ制御部分８２は、実測データと設定データとに基づいて、ＰＩ（比例・積分）処理により、ＲＣＶ６の開度を調整する機能を有している。すなわち、ＰＩ制御部分８２は、出口圧力Ｐｄの実測値に基づいて、実際の出口ガスが設定圧力Ｐｄ＊となるように、ＲＣＶ６の開度を調整する。
第１ＩＧＶ開度補正値制御部８１は、ＩＧＶ３の開度を調整するための補正値である、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する機能を実現する。第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶは、第１ＩＧＶ開度調整部８４に通知される。第１ＩＧＶ開度調整部８４は、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶに基づいて、ＩＧＶ３の開度を調整する。
第１ＩＧＶ開度補正値制御部８１は、入口側圧力データＰｓ、出口側圧力データＰＤ、圧縮機流量Ｑの実データＱ２、及びＩＧＶの開度データＸｏに基づいて、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する。なお、出口側圧力データＰＤとしては、出口圧力計９−３によって測定された実際の値Ｐｄが用いられてもよいし、実際の値Ｐｄと設定圧力Ｐｄ＊とがほぼ同じとみなせる場合には、Ｐｄ＊が用いられてもよい。本実施形態では、ＰＤとしてＰｄが用いられるものとする。
図２Ａは、第１ＩＧＶ開度補正値制御部８１の機能構成図である。第１ＩＧＶ開度補正値制御部８１は、理想流量データ生成部１０と、流量比較器１１と、第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２とを備えている。
理想流量データ生成部１０は、除算器１３と、関数発生器１４とを備えている。除算器１３は、入口側圧力計９より取得した入口圧力Ｐｓを、出口圧力Ｐｄで除算し、Ｐｄ／Ｐｓを算出する。算出されたＰｄ／Ｐｓは、関数発生器１４へ通知される。
関数発生器１４は、予め設定された関数Ｆ（Ｑ）に基づいて、Ｐｄ／Ｐｓから理想流量データＱ１を生成する。理想流量データＱ１は、圧縮機本体１の状態を理想状態とするために必要な流量を示すデータである。図３は、関数Ｆ（Ｑ）を示す概念図である。図３に示されるように、関数Ｆ（Ｑ）は、理想流量Ｑ１を、Ｐｄ／Ｐｓに比例して増加する流量として表すような関数である。
流量比較器１１は、関数発生器１４より理想流量データＱ１を取得すると、Ｑ１を実際の圧縮機流量Ｑ２と比較する。そして比較の結果を第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２に通知する。具体的には、Ｑ２−Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合に、その旨（Ｑ２−Ｑ１≧ΔＱＡを示す旨）を示すデータ（以下、ΔＱＡデータとする）を第１開度補正値生成部１２に通知する。ΔＱＡは、０より大きい値である。また、Ｑ１−Ｑ２が予め設定された第２流量値ΔＱＢ以上である場合に、その旨（Ｑ１−Ｑ２≧ΔＱＢを示す旨）を示すデータ（以下、ΔＱＢデータとする）を第１開度補正値生成部１２に通知する。ΔＱＢは、０以上の値である。尚、本実施形態では、ΔＱＢ＝ゼロの場合について説明する。
第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２は、流量比較器１１による比較結果に基づいて、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する機能を実現する。第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２は、第１タイマー部１５、第２タイマー部１６、及び計算部４０を備えている。計算部４０は、第１スイッチ部１７、第２スイッチ部１８、及びＩＧＶ操作値計算部１９を備えている。
流量比較器１１からΔＱＡデータが送られてきた場合、ΔＱＡデータは第１タイマー部１５によりΔＱＡ’データに変換され、第１スイッチ部１７へ通知される。第１タイマー部１５は、チャタリング防止のために設けられており、ΔＱＡデータを所定時間延長し、ΔＱＡ’データとして第１スイッチ部１７に通知する。
一方、流量比較器１１からΔＱＢデータが送られてきた場合、そのΔＱＢデータは第２タイマー部１６によりΔＱＢ’データに変換され、第２スイッチ部１８へ通知される。第２タイマー部１６は、第１タイマー部１５と同様、チャタリング防止のために設けられており、ΔＱＢ’データを所定時間延長し、ΔＱＢ’データとして第２スイッチ部１８に通知する。
第２スイッチ部１８は、ΔＱＢ’データを受信している期間中は、開指令信号を第１スイッチ部１７に供給する。その開指令信号は、開度を予め設定された一定の変化率で開方向へ変化させる旨を示す信号である。また、第２スイッチ部１８は、ΔＱＢ’データを受信していないときに、変化率ゼロ信号を第１スイッチ部１７に供給する。その変化率ゼロ信号は、開度を変更しない旨を示す信号である。開指令信号及び変化率ゼロ信号は、図示しない信号生成器により生成され、第２スイッチ部１８に供給される。
第１スイッチ部１７は、ΔＱＡ’データを受信している期間中は、閉指令信号を選択し、変化率信号としてＩＧＶ操作値計算部１９に供給する。その閉指令信号は、開度をあら締め設定された一定の変化率で閉方向へ変化させる旨を示す信号である。一方、第１スイッチ部１７は、ΔＱＡ’データを受信していない期間中は、第２スイッチ部１８から取得した信号を選択し、変化率信号としてＩＧＶ操作値計算部１９に供給する。すなわち、開指令信号及び変化率ゼロ信号のいずれかをＩＧＶ操作値計算部１９に供給する。閉指令信号は、図示しない信号生成器により生成され、第１スイッチ部１７に供給される。
ＩＧＶ操作値計算部１９は、現在のＩＧＶ３の開度データＸｏと、第１スイッチ部１７から供給された変化率信号に基づいて、積分演算処理を行い、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する。ＩＧＶ３の開度は、この第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶに基づいて、調整される。
次に、本実施形態の圧縮システムの動作について説明する。
図４は、圧縮機本体１を流れる流量の実測値Ｑ２が理想流量Ｑ１よりも、ΔＱＢ以上少ない場合の動作を説明するための説明図である。本実施形態においてΔＱＢ＝ゼロであるので、Ｑ１−Ｑ２≧０、すなわち、Ｑ１≧Ｑ２である場合の説明図である。図４において、横軸は圧縮機本体１の流量Ｑを示し、縦軸はＰｄ／Ｐｓを示している。また、図４には、ＩＧＶ開度がａ、ｂ、ｃ、及びｄであるときのそれぞれについて、圧縮機流量ＱとＰｄ／Ｐｓの対応関係が示されている。なお、ＩＧＶ開度の大きさは、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの順である。また、図４にはサージラインｅも示されている。
今、図４に示されるように、Ｐｄ／Ｐｓが「Ｃ」であるとする。圧縮機本体１を流れる流量がＱ２であるので、ＩＧＶの開度はｂであり、圧縮機本体１は図中点Ａ１で示される運転点で運転されていることになる。
理想流量データ生成部１０は、ＰｓとＰｄとに基づいて、Ｐｄ／Ｐｓを算出する。更に、Ｐｄ／Ｐｓと関数Ｆ（Ｑ）に基づいて、理想流量データＱ１を算出する。流量比較器１１は、実測流量Ｑ２をＱ１と比較する。ここで、上述したようにＱ１≧Ｑ２（Ｑ１−Ｑ２≧ΔＱＢ）であるので、第２タイマー部１６にΔＱＢデータが通知される。第２タイマー部１６は、ΔＱＢデータが生成されている期間を延長してΔＱＢ’データに変換し、第２スイッチ部１８に通知する。第２スイッチ部１８は、開指令信号を選択して、第１スイッチ部１７に供給する。第１スイッチ部１７は、ΔＱＡ’データの通知されていない期間であるので、開指令信号を変化率信号として選択し、ＩＧＶ操作値計算部１９に供給する。その結果、ＩＧＶ操作値計算部１９は、ＩＧＶ３の開度が一定の変化率で上昇していくように、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する。ＩＧＶ３は、開度が一定の変化率で上昇していくように制御される。すなわち、ＩＧＶ３の開度は、図４の開度ｂから開度ｃ側へ変更されていく。
ＩＧＶ３の開度が上昇すると、圧縮機本体１を流れる流量Ｑが増加する。このとき、ＰＩ制御部分８１は、出口圧力Ｐｄを設定圧力Ｐｄ＊に保持するように、ＲＣＶ５の開度を調整する。説明を簡単にするために、圧縮機システムが定常運転状態であり、ガス流量Ｆ１が一定であるものとすと、出口圧力Ｐｄを一定にするためには、出口ガス流量Ｆ２は流入ガス流量Ｆ１と等しくしなければならない（Ｆ１＝Ｆ２）。ここで、圧縮機本体１の流量Ｑは、流量Ｆ１とリサイクルラインの流量ＦＲＣＶの和で表される（Ｑ＝Ｆ１＋ＦＲＣＶ）。従って、流量Ｑが増加した場合には、ＦＲＣＶも増やされることになる。すなわち、ＰＩ制御部分８１は、出口圧力Ｐｄを設定圧力Ｐｄ＊に保持するため、ＲＣＶ６の開度を増加させる。その結果、Ｐｓ／Ｐｄは一定値に保たれ、圧縮機本体１は図４の点Ｂで示される状態で運転されることになる。
Ｑ１≧Ｑ２である場合には、まずＩＧＶ３の開度が増加され、その結果によってＲＣＶ６の開度が増加されることになる。
続いて、図５を参照して、圧縮機本体１を流れる流量の実測値Ｑ２が、理想流量Ｑ１よりも、ΔＱＡ以上大きい場合における動作について説明する。すなわち、Ｑ２−Ｑ１≧ΔＱＡである場合の動作について説明する。図５には、図４と同様に、ＩＧＶ開度がａ、ｂ、ｃ、及びｄであるときのそれぞれについて、圧縮機本体１の流量ＱとＰｄ／Ｐｓとの関係が示されている。また、サージラインｅも示されている。
今、図５に示されるように、Ｐｄ／Ｐｓが「Ｃ」で一定値（定常運転状態）であるとする。また、ガス供給源から供給されるガス流量Ｆ１も一定であるものとする。このとき、圧縮機本体１は図中点Ａ２で示される運転点で運転されていることになる。
Ｑ２−Ｑ１≧ΔＱＡの場合、流量比較器１１からは、ΔＱＡデータが第１タイマー部１５に通知される。第１タイマー部１５は、ΔＱＡデータをΔＱＡ’データに変換し、第１スイッチ部１７に通知する。第１スイッチ部１７は、ΔＱＡ’データの通知されている期間の間、変化率信号として閉指令信号を選択し、ＩＧＶ操作値計算部１９に供給する。ＩＧＶ操作値計算部１９は、ＩＧＶの開度が一定の変化率で閉じていくように、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する。その結果、ＩＧＶ３の開度は、一定の変化率で減少していく。
ＩＧＶ３の開度が減少すると、圧縮機本体１を流れる流量Ｑが減少する。このとき、ＰＩ制御部分８１は、出口圧力Ｐｄを設定圧力Ｐｄ＊に保持するように、ＲＣＶ５の開度を調整する。上述したように、圧縮機本体１の流量Ｑは、Ｆ１＋ＦＲＣＶにより表されるので、Ｑが減少すれば、出口圧力ＰｄをＰｄ＊に保つためには、ＦＲＣＶを減少させる必要がある。従って、ＰＩ制御部分８１は、ＲＣＶの開度を減少させ、ＦＲＣＶを減少させる。
すなわち、Ｑ２−Ｑ１≧ΔＱＡである場合には、ＩＧＶ３の開度がまず減少され、その結果によって、ＲＣＶ６の開度も減少されることになる。
一方、「Ｑ２−Ｑ１≧ΔＱＡ」でもなく「Ｑ１−Ｑ２≧ΔＱＢ（＝０）」でもない場合、なわち実流量Ｑ２が「Ｑ１−ΔＱＢ＜Ｑ２＜Ｑ１＋ΔＱＡ」の範囲である場合には、第２スイッチ部１８が第１スイッチ部１７へ変化率ゼロ信号を供給する。そして、第１スイッチ部１７が変化率信号として、変化率ゼロ信号をＩＧＶ操作値計算部１９に供給する。ＩＧＶ操作値計算部１９は、ＩＧＶ３の開度を一定値に保つような、第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶを生成する。制御装置８は、ＩＧＶ３の開度を変化させない。この場合、ＰＩ制御部分８２によって、出口ガスの圧力が要求された圧力Ｐｄ＊となるようにＲＣＶ６の開度が調整され、圧縮機システムの運転状態の微調整のみが行われることになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、圧縮機本体１の圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）に対して、これを流れるガス流量を理想流量とするために、まずＩＧＶ３の開度が調整される。ＲＣＶ６の開度は、ＩＧＶ３の開度が調整されて圧縮機本体１を流れるガス流量が変更された結果により、微調整されることになる。従って、ＩＧＶ３を先に大まかに調整して、圧縮機本体１を理想状態に近づけて、ＲＣＶ６がすぐに全閉または全開の状態になってしまい、流量又は圧力をＩＧＶ３のみで調整することになることで、制御の応答性が悪くなってしまうことを防止する。
尚、本実施形態において、図２Ａ中の計算部４０は、以下のように動作するコンピュータプログラムによっても実現可能である。図６は、このときのコンピュータプログラムの動作を説明するための説明図であり、ΔＱＡ’データ、ΔＱＢ’データ、及び第１ＩＧＶ補正値ＭＶのタイミングチャートを示している。図６に示されるように、計算部４０は、ΔＱＢ’データが生成されているとき（ＯＮ状態）に、一定の変化率で上昇していくようにＭＶを生成する。また、ΔＱＡ’データが生成されている時（ＯＮ状態）に、一定の変化率で減少していくような値でＭＶを生成する。また、ΔＱＡ’データとΔＱＢ’データとの双方が生成されているときには、一定の変化率で上昇していくようにＭＶを生成する。このように計算部４０がプログラムされていることによっても、本実施形態で述べた作用を奏することができる。
また、本実施形態においては、分岐ラインとしてリサイクルラインが用いられる圧縮機について説明したが、分岐ラインとして他のラインが用いられる場合についても同様に本発明を適用できる。図１Ｂは、本実施形態の変形例を示す機能構成図である。この変形例において、吐出ライン４の途中には、放風ライン６１が接続されている。放風ライン６１は、サイレンサー６３を介して大気中に吐出ガスの一部を放風するように設けられている。放風ライン６１の途中には、分岐弁としてＢＯＶ（Ｂｌｏｗ ｏｆｆ Ｖａｌｖｅ）が設けられている。ＢＯＶの開度は、本実施形態で述べたＰＩ制御部分８２により、制御される。このような構成としても、本実施形態で述べたのと同様の作用を奏することができる。
また、本実施形態における第１開度補正値生成部１２は、上述した例に限定されない。図２Ｂは、本実施形態における他の変形例を示す構成図である。第１開度補正値生成部１２は、図２Ｂに示されるような構成としてもよい。この変形例において、第１開度補正値生成部１２は、ＰＩ制御部分５１と、ヒステリシス演算部５２とを備えている。流量比較器１１は、ＰＩ制御部分５１に、理想流量データＱ１と実流量データＱ２との差を示すΔＱを通知する。ＰＩ制御部分５１では、このΔＱに基づいて、比例・積分処理によってΔＱをゼロにするようなＩＧＶ開度補正値（ＭＶ’）を生成し、ヒステリシス演算部５２に通知する。ヒステリシス演算部５２では、ＩＧＶ３の開閉動作におけるヒステリシス特性を考慮してＭＶ’の演算を行い、第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成する。このような構成としても、本実施形態で述べたのと同様の作用を奏することができる。また、ＩＧＶ３の開度を、ＰＩ制御部分５２によってスムーズに理想流量を与える開度に近づけることができる。また、ヒステリシス演算部５によって、ＩＧＶ３の開閉動作におけるヒステリシス特性を考慮した制御を行うことができる。
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、第１の実施形態に対して、第１開度補正値制御部８１の構成が更に工夫されている。図７Ａは、本実施形態における第１開度補正値制御部８１の機能構成図である。第１の実施形態に対して、ＲＣＶ開度判定部３０が追加されている。また、第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２において、ＯＲ論理部２９が追加されている。これらの点以外は、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
ＲＣＶ開度判定部３０は、比較器３１を備えている。比較器３１には、ＲＣＶ６の実際の開度Ｒ０が入力されるように構成されている。比較器３１は、Ｒ０を、予め設定された第１開度Ｒ１と比較する。第１開度Ｒ１は、ＲＣＶ６の開度を全閉とならないような範囲に保つための基準値である。すなわち、ＲＣＶ６の開度がＲ１より大きければ全閉となる危険性が十分にすくない。比較器３１は、比較の結果、Ｒ０≦Ｒ１であれば、その旨を示すデータ（以下、Ｒ１データと記載する）を第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２のＯＲ論理部２９に通知する。ＯＲ論理部２９は、流量比較器１１からΔＱＢデータが通知されているときか、又は、ＲＣＶ開度判定部３０からＲ１データが通知されているときに、第２ΔＱＢデータを生成して第２タイマー部１６に通知する。第２タイマー部１６は、第１の実施形態と同様に、第２ΔＱＢデータを延長してΔＱＢ’データに変換し、第２スイッチ部１８に通知する。その結果、開指令信号が第１スイッチ部１７を介してＩＧＶ操作値計算部１９に供給され、ＩＧＶ３の開度が一定変化率で上げられる。
本実施形態によれば、実際のＲＣＶ６の開度Ｒ０が予め設定された第１開度Ｒ１以下である場合でも、ＩＧＶ３の開度が上げられる。その結果、ＰＩ制御部分８２によってＲＣＶ６の開度も上げられる。従って、ＲＣＶ６は、第１開度Ｒ１よりも閉じた状態になりづらくなる。その結果、ＲＣＶ６が全閉となり難くなり、より確実にＲＣＶ６を微調整用途として使用することができるようになる。
図７Ｂは、本実施形態の変形例を示している。本実施形態において、ＲＣＶ開度判定部３０及び第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２は、図７Ｂのような構成とすることもできる。図７Ｂに示される変形例において、ＲＣＶ開度判定部３０は、ＰＩ制御部３０−１を備えている。また、第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２は、ＰＩ制御部７１と、加算器７２−１とを備えている。ＲＣＶ開度判定部３０では、ＰＩ制御部３０−１が、実際のＲＣＶ６の開度Ｒ０と、第１開度Ｒ１との差（ΔＲ＝Ｒ０−Ｒ１）に基づいてＰＩ処理を行い、ＲＣＶ６の開度を第１開度Ｒ１よりも大きい値に保つために必要なＩＧＶ３の操作値（ＭＶ−１）を算出する。算出された操作値ＭＶ−１は、加算器７２に入力される。一方、第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２においては、流量比較器１１からＱ２とＱ１との差を示すΔＱがＰＩ制御部７１に入力される。ＰＩ制御部７１では、ＰＩ処理により、ΔＱをゼロにするのに必要なＩＧＶ３の操作値（ＭＶ−２）が算出される。操作値ＭＶ−２は、加算器７２に入力される。加算器７２では、ＭＶ−１とＭＶ−２とを加算して、第１ＩＧＶ開度補正値（ＭＶ）を生成する。このように構成しても、本実施形態で述べたのと同様に、ＲＣＶ６の開度が第１開度Ｒ１を下回ることを防止することができる。
また、図７Ｂに示される変形例において、ＰＩ制御部３０−１を関数発生器３０−２に置き換えてもよい。また、加算器７２−１を高位選択器７２−２に置き換えてもよい。図７Ｃは、ＰＩ制御部３０−１及び加算器７２−１を置き換えた場合の構成例を示している。関数発生器３０−２は、Ｒ０が増加するに伴い直線的に減少するような関数により、操作値ＭＶ−１を算出する。高位選択器７２−２は、操作値ＭＶ−１と操作値ＭＶ−２とを比較して、大きいほうの操作値を第１ＩＧＶ開度補正値ＭＶとして選択する。このように構成しても、本実施形態で述べたのと同様に、ＲＣＶ６の開度が第１開度Ｒ１を下回ることを防止することができる。
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。実施形態においては、第２の実施形態に対して、第１開度補正値制御部８１の構成が更に工夫されている。図８は、本実施形態における第１開度補正値制御部８１の機能構成図である。第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２において、ＮＯＴ論理部３２及びＡＮＤ論理部３３が追加されている。これらの点以外は、第２の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態においては、第２ΔＱＢデータが、ＮＯＴ論理部３２にも通知される。ＮＯＴ論理部３２は、第２ΔＱＢデータが通知されている期間の間、ＮＯＴデータを生成して、ＡＮＤ論理部３３に通知する。ＡＮＤ論理部３３は、流量比較器１１と第１タイマー部１５との間に設けられている。ＡＮＤ論理部３３は、ＮＯＴデータが通知されていないときにのみ、流量比較器１１からのΔＱＡデータを第１タイマー部１５に通知する。
本実施形態によれば、第２ΔＱＢデータが通知されている期間の間は、ΔＱＡデータが第１タイマー部１５を介して第１スイッチ部１７に供給されてしまうことはない。第２の実施形態においては、第２ΔＱＢデータの生成により、開指令信号が第１スイッチ部１７に通知されている場合に、ΔＱＡデータが通知されていると、第１スイッチ部１７は開指令信号を無視して閉指令信号を変化率信号として選択してしまう可能性がある。本実施形態によれば、第２ΔＱＢデータが通知されている期間にΔＱＡデータが発生したとしても、ＡＮＤ論理部３３においてΔＱＡデータが遮断される。従って、第１スイッチ部１７が、開指令信号を無視して閉指令信号を変化率信号として選択してしまうことはない。第２の実施形態と比較して、より確実に、ＩＧＶ３の制御を行うことができる。
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。実施形態においては、第２の実施形態に対して、第１開度補正値制御部８１の構成が更に工夫されている。図９は、本実施形態における第１開度補正値制御部８１の機能構成図である。第２の実施形態に対して、第１ＩＧＶ開度補正値生成部１２において、ＯＲ論理部２９及びＡＮＤ論理部３３が追加されている。これらの点以外は、第２の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態においては、ＲＣＶ開度判定部３０より、Ｒ０≦Ｒ１であるときに「Ｒ１データ」がＯＲ論理部２９に通知される。また、Ｒ０が予め設定された第２開度Ｒ２以上であったとき（Ｒ０≧Ｒ２）に、比較器３１から「Ｒ２データ」がＡＮＤ論理部３３に供給される。第２開度Ｒ２は、ＲＣＶ６の開度が一定開度以上であることを確認するための基準値である。すなわち、ＲＣＶ６の開度がＲ２より大きければ、ＩＧＶを閉じても、ＲＣＶ６が全閉にはならない。第２開度Ｒ２は、第１開度Ｒ１よりも大きな値に設定される。ＯＲ論理部２９では、流量比較器１１からΔＱＢデータが通知されているか、又は、ＲＣＶ開度判定部３０から「Ｒ１データ」が通知されている期間に、第２ΔＱＢデータを第２タイマー部１６に通知する。一方、ＡＮＤ論理部３３は、流量比較器１１からΔＱＡデータが通知されており、且つ、ＲＣＶ開度判定部３０より「Ｒ２データ」が通知されているときに、ΔＱＡデータを第１タイマー部１５へ通知する。
本実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、実際のＲＣＶ６の開度Ｒ０が予め設定された第２開度Ｒ２以下である場合でも、ＩＧＶ３の開度が上げられる。また、ΔＱＡデータは、ＲＣＶ６の開度Ｒ０が一定値Ｒ２以上のときにのみ、第１スイッチ部１７側へ通知される。従って、ΔＱＡデータとΔＱＢデータの双方が同時にスイッチ部１７、１８側へ通知されてしまうことが防止できる。これにより、より確実にＩＧＶ３の制御を行うことができる。
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態における制御装置８の機能構成図である。本実施形態では、既述の実施形態に対して、ＰＩ制御部分８２の構成が更に追加されている。また、制御装置８に、加算器２８（ＩＧＶ開度調節部８５）が追加されている。また、ＩＧＶ３の開度が、第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１により生成されたＭＶだけでなく、第２ＩＧＶ開度補正値生成部８３により生成されたＭＶ６にも基づいて、制御される。第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１により生成されたＭＶは、加算器２８に入力される。
制御装置８のＰＩ制御部分８２は、第２ＩＧＶ開度補正値生成部８３と、ＲＣＶ調整部分８４とを更に備えている。
第２ＩＧＶ開度補正値生成部８３は、圧力調節器２０と、加算器２１と、関数発生器２２と、関数発生器２３とを備えている。また、ＲＣＶ開度調整部分８４は、関数発生器２４、関数発生器２５を備えている。
関数発生器２２は、負荷指令部より指令された出力指令を予め設定された関数に基づいて、弁の開度の操作値ＭＶ０に変換する。操作値ＭＶ０は、加算器２１に通知される。ここでの出力指令は、吐出ガスの要求流量Ｆ２＊を含んだ指令である。
圧力調節器２０は、設定圧力Ｐｄ＊と実際の出口圧力Ｐｄとに基づいて、ＰＩ処理を行い、操作値ＭＶ１を生成する。操作値ＭＶ１は、加算器２１に通知される。
加算器２１は、操作値ＭＶ１とＭＶ０とを加算して、操作値ＭＶ２を生成する。操作値ＭＶ２は、関数発生器２３及び関数発生器２４の双方に入力される。
第２ＩＧＶ開度補正値生成部８３では、関数発生器２３において、ＭＶ２に基づいて操作値ＭＶ６を生成する。ＭＶ６は、例えば、ＭＶ２が５０％より小さい場合にはＩＧＶ開度を予め設定された最小開度に保ち、ＭＶ２が５０％以上の場合にはＭＶ２の増加に伴いＩＧＶ開度が増加するように、生成される。生成された操作値ＭＶ６は、加算器２８に入力される。
一方、ＲＣＶ調整部分８４では、関数発生器２４において、ＭＶ２が操作値ＭＶ３に変換される。操作値ＭＶ３は、例えば、ＭＶ２が５０％になるまではＲＣＶ開度を直線的に１００％から０％まで減少させ、ＭＶ０が５０％以上の時にはＲＣＶ開度を０％に保持させるように、生成される。生成されたＭＶ３は、高位選択部２７に入力される。
また、ＲＣＶ調整部分８４では、関数発生器２５において、ＩＧＶ３の実際の開度Ｉ０に基づいて、アンチサージのための流量値Ｑ３が生成される。流量値Ｑ３は、流量調節器２６に入力される。流量調節器２６は、流量値Ｑ３を実際の流量Ｑ２と比較し、Ｑ３とＱ２との偏差に対応する操作値ＭＶ４を生成する。ＭＶ４は、高位選択部２７に入力される。高位選択部２７は、ＭＶ３とＭＶ４とのうちの大きいほうの操作値を、操作値ＭＶ５として選択し、このＭＶ５に基づいて、ＲＣＶ弁の開度を調整する。
一方、第１１ＧＶ開度補正値生成部８１で生成された操作値ＭＶは、加算器２８に入力される。加算器２８は、関数発生器２３より取得したＭＶ６と、第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１より取得したＭＶを加算し、「ＭＶ＋ＭＶ６」に基づいて、ＩＧＶ３の開度を調整する。
本実施形態によれば、第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１で生成された補正値ＭＶに加えて、別の制御系（第２ＩＧＶ開度補正値生成部８３）で生成された補正値ＭＶ２をも考慮に入れて、ＩＧＶ３の開度が調整される。本実施形態のように、第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１で生成された補正値ＭＶは、単独でＩＧＶ３の開度調整に用いられるのみでなく、他の制御系で生成された補正値と組み合わせて用いられることもできる。
（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について説明する。図１１は、本実施形態の制御装置８の機能構成図である。本実施形態は、第５の実施形態と異なり、第１開度補正値ＭＶが関数発生器２３に入力される。そして、関数発生器２３（ＩＧＶ開度調整部８５）において、加算器２１から入力されたＭＶ２と第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１から入力されたＭＶとに基づいて、補正値ＭＶ６が生成され、ＭＶ６に基づいてＩＧＶ３の開度が調整される。従って、本実施形態においては、関数発生器２３は第２ＩＧＶ開度補正値生成部８３に含まれず、ＩＧＶ開度調節部として機能すると捉えることができる。その他の点については、第５の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
図１２Ａは、関数発生器２３の動作を説明するためのグラフである。図１２Ａに示されるグラフは、横軸にＭＶ２、縦軸が出力される操作値ＭＶ６を示している。図１２Ａに示されるように、ＭＶ２がある値α（図１１Ａでは５０％）よりも小さい場合には、ＭＶ６として、ＭＶが出力される。一方、ＭＶ２がその値αよりも大きい場合には、ＭＶ６として、ＭＶ２の増加に伴い増加するような値が出力される。図１２Ｂは、そのような関数発生器２３の具体的な構成例を示している。図１２Ｂに示される例では、関数発生器２３が、関数発生器部分２３−１と、関数発生器部分２３−２と、高位選択部分２３−３とを備えている。関数発生器部分２３−１は、ＭＶとＭＶ２とに基づき、図１２Ｃに示されるような関数により、Ｙ１の値を高位選択部分２３−３に出力する。図１２Ｃに示される関数は、下記式１で表される。
（式１）；Ｙ１＝ＭＶ
一方、関数発生器部分２３−２は、ＭＶとＭＶ２とに基づき、図１２Ｄに示されるような関数により、Ｙ２を高位選択部分２３−３に出力する。図１２Ｄに示されるような関数は、下記式２で表される。
（式２）；Ｙ２＝（１００−ＭＶ）×（ＭＶ２−α）／（１００−α）＋ＭＶ
高位選択部分２３−３は、Ｙ１とＹ２とのうち、高い方の値を操作値ＭＶ６として選択する。選択された値ＭＶ６により、ＩＧＶ３の開度が調整される。
本実施形態のような構成としても、第１ＩＧＶ開度補正値生成部８１で生成された補正値ＭＶは単独でＩＧＶの開度調整に用いられるのみでなく、他の制御系で生成された補正値と組み合わせて用いられる。
以上、第１〜６の実施形態について説明した。尚、これらの実施形態は、それぞれが単独で用いられるものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることができる。
第１の実施形態の圧縮システムの機能構成図である。 第１の実施形態の圧縮システムの変形例を示す機能構成図である。 第１の実施形態の制御装置の機能構成図である。 第１の実施形態の制御装置の変形例の機能構成図である。 関数Ｆ（Ｑ）を説明するためのグラフである。 第１の実施形態の制御装置の動作を説明するためのグラフである。 第１の実施形態の制御装置の動作を説明するためのグラフである。 第１の実施形態の制御装置の他の形態における動作を説明するためのタイミングチャートである。 第２の実施形態の制御装置の機能構成図である。 第２の実施形態の制御装置の変形例を示す機能構成図である。 第２の実施形態の制御装置の変形例を示す機能構成図である。 第３の実施形態の制御装置の機能構成図である。 第４の実施形態の制御装置の機能構成図である。 第５の実施形態の制御装置の機能構成図である。 第６の実施形態の制御装置の機能構成図である。 第６の実施形態における関数発生器の動作を説明するためのグラフである。 第６の実施形態における関数発生器の機能構成図である。 第６の実施形態における関数発生器の動作を説明するためのグラフである。 第６の実施形態における関数発生器の動作を説明するためのグラフである。
符号の説明
１ 圧縮機本体
２ 供給ライン
３ 入口ガイドベーン
４ 吐出ライン
５ リサイクルライン
６ リサイクル弁
７ ヘッダタンク
８ 制御装置
９−１ 入口圧力計
９−２ 圧縮機流量計
９−３ 出口圧力計
１０ 理想流量データ生成部
１１ 流量比較器
１２ 第１ＩＧＶ開度補正値生成部
１３ 除算器
１４ 関数発生器
１５ 第１タイマー部
１６ 第２タイマー部
１７ 第１スイッチ部
１８ 第２スイッチ部
１９ ＩＧＶ操作値計算部
２０ 流量調節器
２１ 加算器
２２ 関数発生器
２３ 関数発生器
２４ 関数発生器
２５ 関数発生器
２６ 流量調節器
２７ 高位選択部
２８ 加算器
２９ ＯＲ論理部
３０ ＲＣＶ開度判定部
３１ 比較器
３２ ＮＯＴ論理部
３３ ＡＮＤ論理部
４０ 計算部
５１ ＰＩ制御部
５２ ヒステリシス演算部
７１ ＰＩ制御部
７２−１ 加算器
７２−２ 高位選択部
８１ 第１ＩＧＶ開度補正値制御部
８２ ＰＩ制御部分
８３ 第２ＩＧＶ開度補正値生成部
８４ ＲＣＶ開度調整部分
８５ ＩＧＶ開度調整部

Claims (21)

  1. 圧縮機本体と、前記圧縮機本体に流入するガスの流入量を制御するための入口ガイドベーンと、前記圧縮機本体から吐出されるガスを要求側装置に送る吐出ラインと、前記吐出ラインの途中に接続され前記圧縮機本体から吐出されるガスの一部を分岐させる分岐ラインと、前記分岐ラインの途中に設けられた分岐弁と、を備える圧縮機の制御装置であって、
    前記圧縮機本体の吐出側圧力データＰｄと、前記圧縮機の入口側圧力データＰｓとに基づいて、前記圧縮機本体を流れるガスの理想流量データＱ１を生成する理想流量データ生成部と、
    前記理想流量データＱ１を、前記圧縮機本体の実測流量データＱ２と比較する流量比較部と、
    前記流量比較部の比較結果に基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するための第１ＩＧＶ開度補正値を生成する第１ＩＧＶ開度補正値生成部と、
    前記第１ＩＧＶ開度補正値に基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するＩＧＶ開度調整部と、
    前記分岐弁の開度を、前記圧縮機から出力されるガスの流量又は圧力が設定された流量又は圧力となるように調整する分岐弁開度調整部と、
    を具備する
    圧縮機の制御装置。
  2. 請求項１に記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記分岐ラインは、前記圧縮機本体から吐出されるガスの一部を前記圧縮機本体の入口側に戻すリサイクルラインである
    圧縮機の制御装置。
  3. 請求項１に記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記分岐ラインは、前記圧縮機本体から吐出されるガスの一部を大気中に放風する放風ラインである
    圧縮機の制御装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記理想流量データ生成部は、前記Ｐｄ／前記Ｐｓが大きいときに大きくなるように、前記理想流量データＱ２を生成する
    圧縮機の制御装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記第１ＩＧＶ開度補正値生成部は、
    前記Ｑ２−前記Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合に、前記入口ガイドベーンが閉じていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成し、
    前記Ｑ１−前記Ｑ２が、予め設定された第２流量値ΔＱＢ以上である場合に、前記入口ガイドベーンが開いていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成する
    圧縮機の制御装置。
  6. 請求項５に記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記ΔＱＢは、ゼロである
    圧縮機の制御装置。
  7. 請求項５又は６に記載された圧縮機の制御装置であって、
    更に、
    前記分岐弁の開度を判定する分岐弁開度判定部、
    を具備し、
    前記第１ＩＧＶ開度補正値生成部は、前記分岐弁開度判定部の判定結果に基づいて、前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成する
    圧縮機の制御装置。
  8. 請求項７に記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記第１ＩＧＶ開度補正値生成部は、前記分岐弁の開度が予め設定された第１開度以下である場合に、前記入口ガイドベーンが開いていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成する
    圧縮機の制御装置。
  9. 請求項７に記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記第１ＩＧＶ開度補正値生成部は、
    前記Ｑ２−前記Ｑ１が前記第１流量値ΔＱＡ以上であり、前記Ｑ１−前記Ｑ２が前記第２流量値ΔＱＢ以上でなく、前記ＲＣＶの開度があらかじめ設定された第１開度以下でない場合に、閉指令信号を生成し、
    前記Ｑ１−前記Ｑ２が前記第２流量値ΔＱＢ以上である場合であるか、又は、前記ＲＣＶの開度があらかじめ設定された第１開度以下である場合に、開指令信号を生成する
    圧縮機の制御装置。
  10. 請求項７に記載された圧縮機の制御装置であって、
    前記第１ＩＧＶ開度補正値生成部は、前記分岐弁の開度が予め設定された第２開度以上であり、且つ、前記Ｑ２−前記Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合に、前記入口ガイドベーンが閉じていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成する
    圧縮機の制御装置。
  11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載された圧縮機の制御装置であって、
    更に、
    前記圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データと設定流量データとに基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成する第２ＩＧＶ開度補正値生成部
    を具備し、
    前記ＩＧＶ開度調整部は、前記入口ガイドベーンの開度を、前記第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度と前記第２ＩＧＶ開度補正値に対応する開度とが加算された開度となるように、調整する
    圧縮機の制御装置。
  12. 請求項１乃至１０のいずれかに記載された圧縮機の制御装置であって、
    更に、
    前記圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データと設定流量データとに基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成する第２ＩＧＶ開度補正値生成部
    を具備し、
    前記ＩＧＶ開度調整部は、前記入口ガイドベーンの開度を、前記第２ＩＧＶ開度補正値が予め設定された第３開度値以下である場合に、前記第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度となるように調整し、前記第２ＩＧＶ開度補正値が前記第３開度値より大きい場合に、前記第２開度補正値に応じて増加するような開度となるように、調整する
    圧縮機の制御装置。
  13. 圧縮機本体と、前記圧縮機本体に流入するガスの流入量を制御するための入口ガイドベーンと、前記圧縮機本体から吐出されるガスを要求側装置に送る吐出ラインと、前記吐出ラインの途中に接続され前記圧縮機本体から吐出されるガスの一部を分岐させる分岐ラインと、前記分岐ラインの途中に設けられた分岐弁と、を備える圧縮機の制御方法であって、
    （ａ）前記圧縮機本体の吐出側圧力データＰｄと、前記圧縮機の入口側圧力データＰｓとに基づいて、前記圧縮機本体を流れるガスの理想流量データＱ１を生成するステップと、
    （ｂ）前記理想流量データＱ１を、前記圧縮機本体の実測流量データＱ２と比較するステップと、
    （ｃ）前記（ｂ）ステップの比較結果に基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するための第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップと、
    （ｄ）前記第１ＩＧＶ開度補正値に基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するステップと、
    （ｅ）前記分岐弁の開度を、前記圧縮機から出力されるガスの流量又は圧力が、設定された流量又は圧力となるように調整するステップと、
    を具備する
    圧縮機の制御方法。
  14. 請求項１３に記載された圧縮機の制御方法であって、
    前記（ａ）ステップは、
    （ａ−１）前記Ｐｄを前記Ｐｓで除算し、Ｐｄ／Ｐｓを計算するステップと、
    （ａ−２）前記Ｐｄ／Ｐｓが大きいときに理想流量が増えるように、前記理想流量データＱ２を生成するステップと、を備える
    圧縮機の制御方法。
  15. 請求項１３又は１４に記載された圧縮機の制御方法であって、
    前記（ｃ）ステップは、
    （ｃ−１）前記Ｑ２−前記Ｑ１が、予め設定された第１流量値ΔＱＡ以上である場合に、前記入口ガイドベーンが閉じていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップと、
    （ｃ−２）前記Ｑ１−前記Ｑ２が、予め設定された第２流量値ΔＱＢ以上である場合に、前記入口ガイドベーンが開いていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を備える
    圧縮機の制御方法。
  16. 請求項１５に記載された圧縮機の制御方法であって、
    前記ΔＱＢは、ゼロである
    圧縮機の制御方法。
  17. 請求項１３乃至１６のいずれかに記載された圧縮機の制御方法であって、
    更に、
    （ｆ）前記分岐弁の開度を判定するステップ、
    を具備し、
    前記（ｃ）ステップは、前記（ｆ）ステップの判定結果に基づいて前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を備える
    圧縮機の制御方法。
  18. 請求項１７に記載された圧縮機の制御方法であって、
    前記（ｃ）ステップは、前記分岐弁の開度が予め設定された第１開度以下である場合に、前記入口ガイドベーンが開いていくような開度に対応する前記第１ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を備える
    圧縮機の制御方法。
  19. 請求項１３乃至１８のいずれかに記載された圧縮機の制御方法であって、
    更に、
    （ｆ）前記圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データと設定流量データとに基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成するステップ、を具備し、
    前記（ｄ）ステップは、前記入口ガイドベーンの開度を、前記第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度と前記第２ＩＧＶ開度補正値に対応する開度とが加算された開度となるように、調整するステップを含む
    圧縮機の制御方法。
  20. 請求項１１乃至１６のいずれかに記載された圧縮機の制御方法であって、
    更に、
    （ｆ）前記圧縮機から出力される出口ガスの設定圧力データと設定流量データとに基づいて、前記入口ガイドベーンの開度を調整するための第２ＩＧＶ開度補正値を生成するステップを具備し、
    前記（ｄ）ステップは、前記入口ガイドベーンの開度を、前記第２ＩＧＶ開度補正値が予め設定された第３開度値以下である場合に、前記第１ＩＧＶ開度補正値に対応する開度となるように調整し、前記第２ＩＧＶ開度補正値が前記第３開度値より大きい場合に、前記第２開度補正値に応じて増加するような開度となるように、調整するステップを含む
    圧縮機の制御方法。
  21. 請求項１乃至１２のいずれかに記載された圧縮機の制御装置と、
    前記圧縮機の制御装置によって制御される圧縮機と、
    を具備する
    圧縮システム。
JP2008001708A 2008-01-08 2008-01-08 圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法 Withdrawn JP2009162165A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008001708A JP2009162165A (ja) 2008-01-08 2008-01-08 圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008001708A JP2009162165A (ja) 2008-01-08 2008-01-08 圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009162165A true JP2009162165A (ja) 2009-07-23

Family

ID=40965043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008001708A Withdrawn JP2009162165A (ja) 2008-01-08 2008-01-08 圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009162165A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013021664A1 (ja) * 2011-08-05 2013-02-14 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機
KR20170143056A (ko) * 2016-06-17 2017-12-29 현대중공업 주식회사 병렬식 가스 압축기 시스템의 안티서지밸브 제어 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013021664A1 (ja) * 2011-08-05 2013-02-14 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機
US9714658B2 (en) 2011-08-05 2017-07-25 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Centrifugal compressor
KR20170143056A (ko) * 2016-06-17 2017-12-29 현대중공업 주식회사 병렬식 가스 압축기 시스템의 안티서지밸브 제어 방법
KR102132057B1 (ko) 2016-06-17 2020-07-09 한국조선해양 주식회사 병렬식 가스 압축기 시스템의 안티서지밸브 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6166482B2 (ja) 圧縮機制御装置、圧縮機制御システム及び圧縮機制御方法
US7556473B2 (en) Control unit for compressor
JP5495938B2 (ja) ガスタービン燃料の制御機構及びガスタービン
JP6140899B2 (ja) 制御装置及び制御方法
JP5868671B2 (ja) 弁制御装置、ガスタービン、及び弁制御方法
EP2822071B1 (en) Fuel cell system
US11773789B2 (en) Flow volume ratio calculation device, control device equipped with same, gas turbine plant equipped with this control device, flow volume ratio calculation method, and fuel line control method
EP3078837B1 (en) Control device and control method
KR20180005934A (ko) 압축기 제어 시스템 및 압축기의 제어 방법
JP2013170573A (ja) 圧縮機制御装置及びその制御方法、圧縮機システム
CN108779715B (zh) 燃气轮机的控制装置以及燃气轮机的控制方法
JP2009162165A (ja) 圧縮機の制御装置、及び圧縮機の制御方法
KR20170033236A (ko) 유량 제어기의 출력 유량을 구하는 방법
JP2011256788A (ja) ガスタービン
JP2019049234A (ja) 蒸気タービン発電機の抽気制御方法及びその制御装置
JP2006170194A (ja) 圧縮機の制御装置及びこれを有するガスタービン発電プラント
JP5760373B2 (ja) 混合ガス製造装置及び混合ガス製造方法
JP6763801B2 (ja) 制御装置、気体圧縮システム、制御方法およびプログラム
JP6450990B2 (ja) 圧縮機設備、これを備えるガスタービンプラント、及び圧縮機設備の制御方法
JP2017174073A (ja) ポジショナ
JP6413145B2 (ja) ガスタービン設備、その制御装置、及びガスタービン設備の制御方法
JP2008217247A (ja) 給水ポンプ過流量防止装置
JP2010203307A (ja) ガスタービン制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110405