JPH02119698A - Flow control device of compressor - Google Patents

Flow control device of compressor

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Publication number
JPH02119698A
JPH02119698A JP26947188A JP26947188A JPH02119698A JP H02119698 A JPH02119698 A JP H02119698A JP 26947188 A JP26947188 A JP 26947188A JP 26947188 A JP26947188 A JP 26947188A JP H02119698 A JPH02119698 A JP H02119698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
flow rate
gas
pressure
detects
Prior art date
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Pending
Application number
JP26947188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Kono
進 河野
Kazuhiro Takeda
一浩 武多
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
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Publication of JPH02119698A publication Critical patent/JPH02119698A/en
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Abstract

PURPOSE:To avoid an increase of power consumption and the dange of the occurrence of surging phenomenon by providing a polytropic head calculator for calculating the polytropic head and a function generator for outputting a preset value of a flow controller. CONSTITUTION:A temperature gauge 11 detects the gas temperature Ts of gas flowing in a compressor 1. A pressure gauge 12 detects the pressure Ps of gas flowing in the compressor 1, and a pressure gauge 13 detects the pressure PD of gas flowing out of the compressor 1. The detection value Ts, Ps and PD are input to a polytropic calculator 14 to calculate the polytropic head H. The polytropic head H is input to a function generator 15 to calculate the set flow of a flow controller 8. Thus, an increase of power consumption in case of low rotational frequency and the dange of the occurrence of surging phenomenon in case of high rotational frequency can be avoided.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスパイプラインのコンブレッサステーンヨ
ン、アンモニアプラントのコンプレッサなど、ガスを昇
圧するコンプレッサのサージング現象を防止するための
流量制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a flow rate control device for preventing a surging phenomenon in a compressor for increasing the pressure of gas, such as a compressor station in a gas pipeline or a compressor in an ammonia plant.

従来の技術 第3図は従来の流量制御装置を示したコンプレッサのプ
ロセスフロー図である。第3図において、参照符号lは
コンプレッサ、2は流入ライン、3及び4は配管、5は
還流ライン、6は調節弁、7は流出ライン、8は流量調
節計、9は流量計、10は駆動機をそれぞれ示している
Prior Art FIG. 3 is a process flow diagram of a compressor showing a conventional flow rate control device. In FIG. 3, reference numeral 1 is a compressor, 2 is an inflow line, 3 and 4 are piping, 5 is a reflux line, 6 is a control valve, 7 is an outflow line, 8 is a flow rate controller, 9 is a flow meter, and 10 is a Each drive machine is shown.

ガスは流入ライン2を介して配管3よりコンプレッサ1
に流入し、昇圧されたガスは配管4を介して流出ライン
7より糸外に流出している。又、配管4と配管3との間
には還流ライン5が設置されており、還流ライン5には
調節弁6が設置されている。さらに、配管3にはガスの
体積流量を検出する流量計9が設置され、この流量が一
定となるように流量調節計8で調節弁6を調節するよう
にしている。この流量制御が、一般に言うサージング防
止制御である。すなわち、サージング現象はコンプレッ
サ1の吸入体積流量が所定量より少なくなると発生する
ため、所定量以下になる恐れがある時は、還流ライン5
の調節弁6を開いてコンプレッサlへの流量を増加させ
るようにしている。
Gas is supplied to the compressor 1 from piping 3 via inflow line 2.
The pressurized gas flows out from the outflow line 7 through the pipe 4. Further, a reflux line 5 is installed between the piping 4 and the piping 3, and a regulating valve 6 is installed in the reflux line 5. Further, a flow meter 9 for detecting the volumetric flow rate of gas is installed in the pipe 3, and a flow rate controller 8 adjusts the control valve 6 so that the flow rate is constant. This flow rate control is generally called surging prevention control. In other words, the surging phenomenon occurs when the suction volumetric flow rate of the compressor 1 becomes less than a predetermined amount.
The control valve 6 is opened to increase the flow rate to the compressor l.

発明が解決しようとする課題 第4図は、コンプレッサの性能曲線を示し、横軸にコン
プレッサ入口での体積流量を、縦軸にポリトロピックヘ
ッドを、パラメータにコンプレッサ回転数をとっている
Problems to be Solved by the Invention FIG. 4 shows a performance curve of a compressor, in which the horizontal axis represents the volumetric flow rate at the compressor inlet, the vertical axis represents the polytropic head, and the parameter represents the compressor rotation speed.

従来の流量制御装置では、流1itJfIJ節計8の設
定値を第2図に示す一点鎖線のように一定値Q8oをと
っている。したがって、コンプレッサ流量Qsが設定値
Q8oより小さくなる場合は、還流ライン5の調節弁6
を開いてコンプレッサ流量が設定値Qsoより小さくな
らないようにし、サージング現象が発生するのを防止し
ている。
In the conventional flow rate control device, the setting value of the flow meter 8 is set to a constant value Q8o as shown by the dashed-dotted line in FIG. Therefore, when the compressor flow rate Qs becomes smaller than the set value Q8o, the control valve 6 of the reflux line 5
is opened to prevent the compressor flow rate from becoming smaller than the set value Qso, thereby preventing the surging phenomenon from occurring.

ところが、設定値Qsoはコンプレッサ回転数に因らず
一定であるため、コンプレッサは回転数が低いときには
サージングラインから離れたところで、また、回転数が
高いときにはサージングラインの近くで運転することに
なる。
However, since the set value Qso is constant regardless of the compressor rotation speed, the compressor operates away from the surging line when the rotation speed is low, and close to the surging line when the rotation speed is high.

回転数が低いときには、サージングラインから離れて運
転するため、還流ラインの流量を余分に多くしてコンプ
レッサ流量を増しているので、コンプレッサの消費動力
が大きくなっている。逆に、回転数が高いときは、サー
ジングラインの近くでの運転となるため、ややもすれば
、サージングが発生する恐れがある。
When the rotational speed is low, the compressor is operated away from the surging line, so the flow rate of the recirculation line is increased to increase the compressor flow rate, which increases the power consumption of the compressor. On the other hand, when the rotational speed is high, the engine is operated near the surging line, so there is a risk that surging will occur.

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、コンプ
レッサ体積流量設定値がどの回転数でもサージングライ
ンからほぼ等しい位置に設定されるようにして、低回転
数時の消費動力の増大や高回転数時のサージング現象発
生の危険を解消した流量制御装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances.The present invention has been made in such a way that the compressor volume flow rate set value is set at approximately the same position from the surging line at any rotation speed, thereby reducing the increase in power consumption at low rotation speeds and reducing the increase in power consumption at low rotation speeds. An object of the present invention is to provide a flow rate control device that eliminates the risk of surging phenomenon occurring at times.

課題を解決するための手段 本発明によれば、コンプレッサのガス流入ラインとガス
流出ラインとの間のガス還流ラインに設置された調節弁
と、コンプレッサ流入流量を検出する流量計と、該流量
計の検出値により前記調節弁の開度を調節する流量調節
計とを備えたコンプレッサの流量制御装置において、コ
ンプレッサ流入ガスの圧力を検出する第1の圧力計と、
コンプレッサ流入ガスのガス温度を検出する温度計と、
コンプレッサ流出ガスの圧力を検出する第2の圧力計と
、前記第1の圧力計の検出値P8と前記第2の圧力計の
検出値Pと前記温度計の検出値TSとを入力として算出
式 %式%) ここに、al及びa、は定数 よりポリトロピックヘッドHを計算するポリトロピック
ヘッド算出器と、前記ポリトロピックヘッドを入力とし
て前記流量調節計の設定値を出力する関数発生器とをさ
らに備えていることを特徴とするコンプレッサの流量制
御装置が提供される。
Means for Solving the Problems According to the present invention, there is provided a control valve installed in a gas recirculation line between a gas inflow line and a gas outflow line of a compressor, a flowmeter for detecting a compressor inflow flow rate, and the flowmeter. A flow rate controller for a compressor, comprising: a flow rate controller that adjusts the opening degree of the control valve based on a detected value;
a thermometer that detects the gas temperature of the gas flowing into the compressor;
A calculation formula using a second pressure gauge that detects the pressure of the compressor outflow gas, a detected value P8 of the first pressure gauge, a detected value P of the second pressure gauge, and a detected value TS of the thermometer as input. (% formula %) Here, al and a represent a polytropic head calculator that calculates the polytropic head H from constants, and a function generator that uses the polytropic head as input and outputs the setting value of the flow rate controller. A compressor flow rate control device is provided, further comprising: a flow rate control device for a compressor;

作用 本発明では、コンプレッサ流入ガスの圧力及び温度とコ
ンプレッサ流出ガスの圧力とを検出して、これら検出値
からポリトロピックヘッドを算出し、これより流量調節
計の設定値をサージングラインと少し離れた平行なうイ
ンに設定するようにしている。
In the present invention, the pressure and temperature of the compressor inflow gas and the pressure of the compressor outflow gas are detected, the polytropic head is calculated from these detected values, and from this the set value of the flow rate controller is set slightly away from the surging line. I'm trying to set it up in parallel.

実施例 以下、第1図及び第2図を参照して本発明を詳述する。Example The present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は本発明によるコンプレッサの流量制御装置を示
したコンプレッサのプロセスフロー図である。第1図に
よれば、第3図に示した従来の流量制御装置に加えて、
温度計11、圧力計12.13、ポリトロピックヘッド
算出器14及び関数発生器15が新たに設置されている
FIG. 1 is a process flow diagram of a compressor showing a flow rate control device for a compressor according to the present invention. According to FIG. 1, in addition to the conventional flow control device shown in FIG.
A thermometer 11, a pressure gauge 12, 13, a polytropic head calculator 14, and a function generator 15 are newly installed.

温度計11は配管3に設けられてコンプレッサ流入ガス
のガス温度Tsを検出する。圧力計12は配管3に設け
られてコンプレッサ流入ガス温度の圧力Psを検出し、
圧力計13は配管4に設けられてコンプレッサ流出ガス
の圧力PDを検出する。これらの検出値Ts、Ps、P
Dはポリトロピックヘッド算出器14に入力されて、ポ
リトロピックヘッドHが次式に従って計算される。
A thermometer 11 is provided in the pipe 3 to detect the gas temperature Ts of the gas flowing into the compressor. A pressure gauge 12 is provided in the pipe 3 to detect the pressure Ps of the compressor inflow gas temperature,
The pressure gauge 13 is provided in the pipe 4 and detects the pressure PD of the compressor outflow gas. These detected values Ts, Ps, P
D is input to the polytropic head calculator 14, and the polytropic head H is calculated according to the following equation.

H=aI−Ts・((Po / Ps)”  I )・
・・・(1)al・定数1 a、 定数2 (1)式は基本式 ・ ・ ・ ・ ・(2) : 圧縮性係数 絶対ガス定数 二 重力加速度 平均分子量 比熱比 ポリトロープ効率 において、コンプレッサを流れるガス成分が変化しない
とすると、ガス物性である圧縮性係数Z、平均分子fi
1M、比熱比には【スぼ一定と考えられ、又、ポリトロ
ープ効率もほぼ一定と考えると、の如く定数と考えるこ
とができる。したがって、ポリトロピックヘッド算出器
14にはあらかじめa + +a、を定数として設定し
ておけばよい。
H=aI−Ts・((Po/Ps)”I)・
...(1) al, constant 1 a, constant 2 Equation (1) is the basic equation... (2): Compressibility coefficient Absolute gas constant 2 Gravity acceleration average molecular weight Specific heat ratio In polytropic efficiency, the compressor is Assuming that the flowing gas components do not change, the compressibility coefficient Z, which is a gas physical property, and the average molecular fi
1M, the specific heat ratio is considered to be constant, and the polytropic efficiency is also considered to be almost constant, so it can be considered as a constant. Therefore, it is sufficient to set a + +a as a constant in the polytropic head calculator 14 in advance.

次に、ポリトロピックヘッド算出器14の出力値である
ポリトロピックヘッドHを関数発生器15に入力して流
量調節計8の設定流量を算出する。関数発生器15の関
数f(H)は第2図に示す一点鎖線のように、サージン
グラインと平行に設定する。
Next, the polytropic head H, which is the output value of the polytropic head calculator 14, is input to the function generator 15 to calculate the set flow rate of the flow rate controller 8. The function f(H) of the function generator 15 is set parallel to the surging line, as shown by the dashed line in FIG.

サージングラインそのものを関数f(H)とすることも
できるが、調節弁6の作動遅れや流量計9などの検出遅
れを考えると、ある程度の安全率を見込んで、サージン
グラインから少し離れてサージングラインに平行なうイ
ンを関数f(H)とするのがよい。
The surging line itself can be used as the function f(H), but considering the delay in the operation of the control valve 6 and the detection delay of the flow meter 9, it is necessary to set the surging line a little away from the surging line, allowing for a certain degree of safety factor. It is preferable to use the function f(H) as a function f(H).

さらに、関数発生器15の出力値、すなわち第2図の一
点鎖線の流量を設定値として流量調節計8に与え、流量
調節計8では流量計9の検出値を制御量として還流ライ
ン5にある調節弁6を操作する。
Furthermore, the output value of the function generator 15, that is, the flow rate indicated by the dashed dotted line in FIG. Operate the control valve 6.

発明の効果 本発明の流量制御装置によれば、コンプレッサ流量設定
値は第2図の一点鎖線で示されるようにサージングライ
ンに平行な値を保つことができるので、本来のサージン
グ現象防止機能が果たされると共に、従来装置のような
回転数の低いときの過大流量による消費動力の増大及び
回転数の高いときのサージング現象発生の危険は解消さ
れることになる。
Effects of the Invention According to the flow rate control device of the present invention, the compressor flow rate setting value can be maintained at a value parallel to the surging line as shown by the dashed line in Fig. 2, so that the original function of preventing surging phenomenon is not fulfilled. At the same time, the risk of increased power consumption due to excessive flow rate when the rotational speed is low and the risk of surging occurring when the rotational speed is high, which is the case with conventional devices, is eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による流量制御装置を示すプロセスフロ
ー図、第2図はコンプレッサ性能曲線及び本発明装置の
設定流量を示す図、第3図は従来装置を示すプロセスフ
ロー図、第4図はコンプレッサ性能曲線及び従来装置の
設定流量を示す図である。 ■・・コンプレッサ、2・・流入ライン、3゜4・・配
管、5・・還流ライン、6・・調節弁、7・・流出ライ
ン、8・・流fl調節計、9・・流量計、10・・駆動
器、11・・温度計、12.13・・圧力計、14・・
ポリトロピックヘッド算出器、15・・関数発生器。 第 図 第 図 コンブし9−リ°X口でめイネJ1シ六ヨra。 第 図 第 ヰ 図
FIG. 1 is a process flow diagram showing the flow rate control device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the compressor performance curve and the set flow rate of the device of the present invention, FIG. 3 is a process flow diagram showing the conventional device, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing a compressor performance curve and a set flow rate of a conventional device. ■... Compressor, 2... Inflow line, 3° 4... Piping, 5... Reflux line, 6... Control valve, 7... Outflow line, 8... Flow fl controller, 9... Flow meter, 10...Driver, 11...Thermometer, 12.13...Pressure gauge, 14...
Polytropic head calculator, 15...Function generator. Fig. Fig. Fig. kelp and 9-ri°X mouth rice J1 series. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 コンプレッサのガス流入ラインとガス流出ラインとの間
のガス還流ラインに設置された調節弁と、コンプレッサ
流入流量を検出する流量計と、該流量計の検出値により
前記調節弁の開度を調節する流量調節計とを備えたコン
プレッサの流量制御装置において、コンプレッサ流入ガ
スの圧力を検出する第1の圧力計と、コンプレッサ流入
ガスのガス温度を検出する温度計と、コンプレッサ流出
ガスの圧力を検出する第2の圧力計と、前記第1の圧力
計の検出値P_Sと前記第2の圧力計の検出値P_Dと
前記温度計の検出値T_Sとを入力として算出式H=a
_1・T_S・{(P_D/P_S)^a_2−1}こ
こに、a_1及びa_2は定数 よりポリトロピックヘッドHを計算するポリトロピック
ヘッド算出器と、前記ポリトロピックヘッドを入力とし
て前記流量調節計の設定値を出力する関数発生器とをさ
らに備えていることを特徴とするコンプレッサの流量制
御装置。
[Scope of Claims] A control valve installed in a gas recirculation line between a gas inflow line and a gas outflow line of the compressor, a flow meter for detecting the flow rate of the inflow to the compressor, and a detected value of the flow meter to detect the control valve. A flow rate controller for a compressor is equipped with a first pressure gauge that detects the pressure of the gas flowing into the compressor, a thermometer that detects the gas temperature of the gas flowing into the compressor, and a first pressure gauge that detects the pressure of the gas flowing into the compressor; A second pressure gauge that detects the pressure of the gas, a detected value P_S of the first pressure gauge, a detected value P_D of the second pressure gauge, and a detected value T_S of the thermometer are used as input to calculate formula H= a
_1・T_S・{(P_D/P_S)^a_2-1} Here, a_1 and a_2 are a polytropic head calculator that calculates the polytropic head H from a constant, and a polytropic head calculator that calculates the polytropic head H from a constant, and a A flow rate control device for a compressor, further comprising a function generator that outputs a set value.
JP26947188A 1988-10-27 1988-10-27 Flow control device of compressor Pending JPH02119698A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180267A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbo refrigerator, compressor thereof, and control method thereof
JP2013122331A (en) * 2011-12-09 2013-06-20 Daikin Industries Ltd Refrigerator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005180267A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbo refrigerator, compressor thereof, and control method thereof
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