JPH06101500A - タービン・コンプレッサの制御方法 - Google Patents
タービン・コンプレッサの制御方法Info
- Publication number
- JPH06101500A JPH06101500A JP24959492A JP24959492A JPH06101500A JP H06101500 A JPH06101500 A JP H06101500A JP 24959492 A JP24959492 A JP 24959492A JP 24959492 A JP24959492 A JP 24959492A JP H06101500 A JPH06101500 A JP H06101500A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- turbine
- flow rate
- valve
- surging
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- Pending
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】タービン・コンプレッサのサージング制御を単
純化する。 【構成】コンプレッサバイパス調整弁、タービン入口ノ
ズル開度及びコンプレッサ出入口圧力、温度を計測する
手段を設ける。タービン入口流量、バイパス調整弁流量
の合計としてコンプレッサ流量を求め、この流量よりコ
ンプレッサ無次元流量係数を算出する演算機を設ける。 【効果】コンプレッサ吸込ラインの流量計を省くことが
でき設備を簡略化できる。
純化する。 【構成】コンプレッサバイパス調整弁、タービン入口ノ
ズル開度及びコンプレッサ出入口圧力、温度を計測する
手段を設ける。タービン入口流量、バイパス調整弁流量
の合計としてコンプレッサ流量を求め、この流量よりコ
ンプレッサ無次元流量係数を算出する演算機を設ける。 【効果】コンプレッサ吸込ラインの流量計を省くことが
でき設備を簡略化できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気分離装置などの寒
冷発生源として使用されるコンプレッサ一体型の膨張タ
ービンに関するもので、特にタービン・コンプレッサの
制御方法に関するものである。
冷発生源として使用されるコンプレッサ一体型の膨張タ
ービンに関するもので、特にタービン・コンプレッサの
制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、タービン・コンプレッサを使用し
た窒素液化装置の公知技術としては、例えば、文献（タ
ーボ機械第14巻第１号）に掲載された低温におけるター
ボ機械の応用”に示されるものがある。前記公知技術で
は、タービン・コンプレツサのコンプレッサ翼車側で昇
圧したガスの一部がタービン翼車へ導かれている。また
コンプレッサバイパス弁が設けてあるが、その制御方法
については何ら具体的に記述されていない。
た窒素液化装置の公知技術としては、例えば、文献（タ
ーボ機械第14巻第１号）に掲載された低温におけるター
ボ機械の応用”に示されるものがある。前記公知技術で
は、タービン・コンプレツサのコンプレッサ翼車側で昇
圧したガスの一部がタービン翼車へ導かれている。また
コンプレッサバイパス弁が設けてあるが、その制御方法
については何ら具体的に記述されていない。
【０００３】しかし一般的には、コンプレッサバイパス
弁は回転数制御及びサージング回避に用いられている。
回転数制御の場合は、回転数が上昇して危険回転数に近
づくとコンプレッサバイパス弁が開弁するように制御さ
れる。またサージング回避の場合は、図２に示すような
流量と圧力比及び回転数との関係においてサージングラ
インを事前に把握しサージングの左側領域に入らないよ
う流量を増加させている。
弁は回転数制御及びサージング回避に用いられている。
回転数制御の場合は、回転数が上昇して危険回転数に近
づくとコンプレッサバイパス弁が開弁するように制御さ
れる。またサージング回避の場合は、図２に示すような
流量と圧力比及び回転数との関係においてサージングラ
インを事前に把握しサージングの左側領域に入らないよ
う流量を増加させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法でター
ビン・コンプレッサを制御するには、コンプレツサ吸込
流量を測定するための流量計が必要である。また、図２
に示すようにサージラインを事前に把握し演算機に入力
する必要があり、さらにこのサージラインの左側領域に
はいらないよう複雑な制御が必要であった。本発明の目
的は、タービン・コンプレツサのサージング防止の制御
を簡潔な構造及び簡単な制御方法により行なえるタービ
ン・コンプレッサの制御方法を提供することにある。
ビン・コンプレッサを制御するには、コンプレツサ吸込
流量を測定するための流量計が必要である。また、図２
に示すようにサージラインを事前に把握し演算機に入力
する必要があり、さらにこのサージラインの左側領域に
はいらないよう複雑な制御が必要であった。本発明の目
的は、タービン・コンプレツサのサージング防止の制御
を簡潔な構造及び簡単な制御方法により行なえるタービ
ン・コンプレッサの制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、まずコンプレッサで昇圧されたプロセスガスは全量
タービンへ導かれるか、又はタービン以外へ導かれるプ
ロセスガス流量は全量に比べ少なく(例えば５％程度)な
るようシステムの流れ設計を行う。さらにコンプレッサ
無次元流量係数を計算するための手段を設け、このコン
プレッサ無次元流量係数が規定値以下となった場合、規
定値以上となるような手段を設けるものである。
め、まずコンプレッサで昇圧されたプロセスガスは全量
タービンへ導かれるか、又はタービン以外へ導かれるプ
ロセスガス流量は全量に比べ少なく(例えば５％程度)な
るようシステムの流れ設計を行う。さらにコンプレッサ
無次元流量係数を計算するための手段を設け、このコン
プレッサ無次元流量係数が規定値以下となった場合、規
定値以上となるような手段を設けるものである。
【０００６】上記コンプレツサ無次元流量係数を算出す
る手段として、回転計及びコンプレッサ吐出ラインとコ
ンプレッサ吸込ラインを連絡するバイパスライン上に流
量特性(ＣＶ値)が明確な調整弁を設ける。また、タービ
ン入口には流量特性(ＣＶ値)が明確なノズル及び遮断弁
が設けられる。
る手段として、回転計及びコンプレッサ吐出ラインとコ
ンプレッサ吸込ラインを連絡するバイパスライン上に流
量特性(ＣＶ値)が明確な調整弁を設ける。また、タービ
ン入口には流量特性(ＣＶ値)が明確なノズル及び遮断弁
が設けられる。
【０００７】上記バイパス調整弁の流量及びタービン入
口ノズルの流量の合計からコンプレッサ流量を計算し、
求めたコンプレッサ流量と回転数及び翼車外径からコン
プレッサ無次元流量係数を求め、規定値と比較する演算
機を設ける。測定したコンプレッサ無次元流量係数を規
定値と比較した結果、規定値以下となった場合にはバイ
パス調整弁が開となるように制御し、コンプレッサ無次
元流量係数が規定値よりさらに下方の危険値となった場
合にはタービン入口遮断弁を閉となるように制御するも
のである。
口ノズルの流量の合計からコンプレッサ流量を計算し、
求めたコンプレッサ流量と回転数及び翼車外径からコン
プレッサ無次元流量係数を求め、規定値と比較する演算
機を設ける。測定したコンプレッサ無次元流量係数を規
定値と比較した結果、規定値以下となった場合にはバイ
パス調整弁が開となるように制御し、コンプレッサ無次
元流量係数が規定値よりさらに下方の危険値となった場
合にはタービン入口遮断弁を閉となるように制御するも
のである。
【０００８】
【作用】上記構成とすることにより、コンプレッサ無次
元流量係数が規定値以下となった場合、コンプレッサバ
イパス調整弁が徐開されサージングを回避する。
元流量係数が規定値以下となった場合、コンプレッサバ
イパス調整弁が徐開されサージングを回避する。
【０００９】また、コンプレッサ無次元流量係数が規定
値よりもさらに下方の危険値となった場合には、タービ
ン入口遮断弁を閉としてタービン・コンプレッサを停止
させるものである。
値よりもさらに下方の危険値となった場合には、タービ
ン入口遮断弁を閉としてタービン・コンプレッサを停止
させるものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１において、装置構成は、１はコンプレッサ吸込
圧力計、２はコンプレッサ吸込温度計、３はコンプレッ
サバイパス調整弁、４はコンプレッサ翼車、５はコンプ
レッサ吐出圧力計、６はコンプレッサ吐出温度計、７は
回転計、８はタービン入口遮断弁、９はタービン入口ノ
ズル、10はタービン翼車、11は演算機である。
る。図１において、装置構成は、１はコンプレッサ吸込
圧力計、２はコンプレッサ吸込温度計、３はコンプレッ
サバイパス調整弁、４はコンプレッサ翼車、５はコンプ
レッサ吐出圧力計、６はコンプレッサ吐出温度計、７は
回転計、８はタービン入口遮断弁、９はタービン入口ノ
ズル、10はタービン翼車、11は演算機である。
【００１１】次に、動作について述べる。タービン・コ
ンプレツサが定格で運転されている場合、バイパス調整
弁３は全閉、タービン入口遮断弁８は開、タービン入口
ノズル９はタービン効率最適開度となっている。例え
ば、上記の状態からタービン流量を減す場合、タービン
入口ノズル９を徐閉すると、タービン流量の減少と共に
コンプレッサ流量が減少していき、回転数も若干落ち
る。その際コンプレッサ流量は、タービン入口ノズル９
の流量特性から演算機で計算されたタービン流量とバイ
パス調整弁３の流量特性から演算機で計算されたバイパ
ス流量の合計として計算され、コンプレツサ無次元流量
係数に変換されている。なおコンプレッサ無次元流量係
数の定義式の一例としては下記(１)式が用いられる。
ンプレツサが定格で運転されている場合、バイパス調整
弁３は全閉、タービン入口遮断弁８は開、タービン入口
ノズル９はタービン効率最適開度となっている。例え
ば、上記の状態からタービン流量を減す場合、タービン
入口ノズル９を徐閉すると、タービン流量の減少と共に
コンプレッサ流量が減少していき、回転数も若干落ち
る。その際コンプレッサ流量は、タービン入口ノズル９
の流量特性から演算機で計算されたタービン流量とバイ
パス調整弁３の流量特性から演算機で計算されたバイパ
ス流量の合計として計算され、コンプレツサ無次元流量
係数に変換されている。なおコンプレッサ無次元流量係
数の定義式の一例としては下記(１)式が用いられる。
【００１２】 ここで ψs：コンプレッサ無次元流量係数 Ｑ ：コンプレッサ吸込実流量 Ｄ ：コンプレッサ翼車外径 ｕ ：翼車外径周速 そして、このコンプレッサ無次元流量係数が事前に把握
している規定値以下となった場合にはバイパス調整弁３
を徐開して、コンプレッサ流量を増してサージングを避
けるように制御する。
している規定値以下となった場合にはバイパス調整弁３
を徐開して、コンプレッサ流量を増してサージングを避
けるように制御する。
【００１３】本実施例によれば、図３に示すようにサー
ジングが生じるコンプレッサ無次元流量係数の条件を事
前に把握し、サージングの判断をコンプレッサ無次元流
量係数で行うことができる。また、コンプレッサ流量が
著しく減少しコンプレツサ無次元流量係数が危険値とな
った場合には、タービン入口遮断弁８を閉にしてタービ
ンを停止させるように制御することができる。
ジングが生じるコンプレッサ無次元流量係数の条件を事
前に把握し、サージングの判断をコンプレッサ無次元流
量係数で行うことができる。また、コンプレッサ流量が
著しく減少しコンプレツサ無次元流量係数が危険値とな
った場合には、タービン入口遮断弁８を閉にしてタービ
ンを停止させるように制御することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、コンプレッサ吸込流量
を計算により求めるため流量計を省くことができ設備の
簡略化ができる。また、サージングの判断をコンプレツ
サ無次元流量係数で行い、サージング制御を簡単にかつ
正確に行うことができる。
を計算により求めるため流量計を省くことができ設備の
簡略化ができる。また、サージングの判断をコンプレツ
サ無次元流量係数で行い、サージング制御を簡単にかつ
正確に行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示すタービン・コンプレッ
サ系統図である。
サ系統図である。
【図２】サージラインを示す説明図である。
【図３】サージポイントを示す説明図である。
１…コンプレッサ吸込圧力計、２…コンプレッサ吸込温
度計、３…コンプレッサバイパス調整弁、４…コンプレ
ッサ翼車、５…コンプレッサ吐出圧力計、６…コンプレ
ッサ吐出温度計、７…回転計、８…タービン入口遮断
弁、９…タービン入口ノズル、１０…タービン翼車、１
１…演算機。
度計、３…コンプレッサバイパス調整弁、４…コンプレ
ッサ翼車、５…コンプレッサ吐出圧力計、６…コンプレ
ッサ吐出温度計、７…回転計、８…タービン入口遮断
弁、９…タービン入口ノズル、１０…タービン翼車、１
１…演算機。
Claims (2)
- 【請求項１】タービン翼車とコンプレッサ翼車とを回転
軸の両端に有するタービン・コンプレッサの制御方法に
おいて、前記コンプレッサ翼車で昇圧したプロセスガス
を前記タービン翼車へ導く手段と、該コンプレッサ翼車
吐出ラインよりコンプレッサ翼車吸込ラインへプロセス
ガスを戻すコンプレッサバイパス調整弁を設け、タービ
ン入口ノズル開度、コンプレッサ出入口圧力・温度を計
測する手段を設け、該手段のこれら計測データよりター
ビン流量、バイパス調整弁流量を計算する演算手段及び
コンプレッサ無次元流量係数を計算する演算手段を設
け、該演算手段の計算されたコンプレッサ無次元流量係
数がサージング近くに設定されている規定値以下となっ
た場合、該コンプレッサ無次元流量係数が規定値以上と
なるようにコンプレッサバイパス調整弁を開くように制
御することを特徴とするタービン・コンプレッサの制御
方法。 - 【請求項２】前記コンプレッサバイパス弁の制御は、タ
ービン入口ラインに遮断弁を設け、演算されたコンプレ
ッサ無次元流量係数が事前に把握されているサージング
点付近の危険値となった場合、タービン入口遮断弁を閉
としタービン・コンプレッサを停止することを特徴とす
る請求項１記載のタービン・コンプレッサの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24959492A JPH06101500A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | タービン・コンプレッサの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24959492A JPH06101500A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | タービン・コンプレッサの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101500A true JPH06101500A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17195343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24959492A Pending JPH06101500A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | タービン・コンプレッサの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101500A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013108493A (ja) * | 2011-11-23 | 2013-06-06 | General Electric Co <Ge> | 柔軟な負荷のもとでタービンシステムの運転を最適化する方法および装置 |
| JP2016514788A (ja) * | 2013-03-26 | 2016-05-23 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． | 副流を有するターボ圧縮機のアンチサージ制御のための方法及びシステム |
| CN114992109A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 上海齐耀动力技术有限公司 | 超临界二氧化碳压缩机测试系统 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP24959492A patent/JPH06101500A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013108493A (ja) * | 2011-11-23 | 2013-06-06 | General Electric Co <Ge> | 柔軟な負荷のもとでタービンシステムの運転を最適化する方法および装置 |
| US10544739B2 (en) | 2011-11-23 | 2020-01-28 | General Electric Company | Method and apparatus for optimizing the operation of a turbine system under flexible loads |
| JP2016514788A (ja) * | 2013-03-26 | 2016-05-23 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． | 副流を有するターボ圧縮機のアンチサージ制御のための方法及びシステム |
| US10989211B2 (en) | 2013-03-26 | 2021-04-27 | Nuovo Pignone Srl | Methods and systems for antisurge control of turbo compressors with side stream |
| CN114992109A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 上海齐耀动力技术有限公司 | 超临界二氧化碳压缩机测试系统 |
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