JPH064394U - 圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機の安定した運転を保証し得る圧縮機の
制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 第１の除算器２３で、第１及び第２の圧力検
出器２２，２１で検出した圧縮機１の入口及び出口の圧
力に基づき昇圧比を演算し、この昇圧比と回転数検出器
２６で検出する圧縮機１の回転数に基づき昇圧比と回転
数との比を第２の除算器で演算するとともに、この演算
結果を入力する調節計２５で、圧縮機１がチョーキング
領域に入らずに運転されるよう圧力調節弁２０を制御す
るようにしたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は圧縮機の制御装置に関し、特にガスパイプラインやアンモニアプラン ト等に適用される圧縮機に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】

ガスパイプラインのコンプレッサステーションの圧縮機を例に上げて従来の技 術について説明する。

【０００３】 図５は従来技術に係るガスパイプラインのコンプレッサステーションのプラン トフロー図を示す。

【０００４】 上流側コンプレッサステーション３と対象コンプレッサステーション３０は、 パイプライン１０で接続されている。対象コンプレッサステーション３０と下流 側コンプレッサステーション６はパイプライン１１で接続されている。

【０００５】 対象コンプレッサステーション３０は、上流側コンプレッサステーション３か ら下流側コンプレッサステーション６へのバイパスライン１２を介してガスを流 すことができる。圧縮機１は駆動機２によって駆動される。駆動機２としては、 例えばガスタービン、蒸気タービンなどが使用される。圧縮機１の運転時、ガス は配管１７、サクションドラム５を通して圧縮機１に入り、抜き出し配管１８を 通してパイプライン１１へ流れる。バイパスライン１２には逆止弁４が設置され ており、圧縮機１の運転時には、抜き出し配管１８内の圧力が入口の配管１７の 圧力より高くなって逆止弁４が全閉となり、バイパスライン１２を流れる流量は ゼロとなる。

【０００６】 また、圧縮機１の出口から配管７を通じてサクションドラム５にガスが循環で きるようになっており、圧縮機１の流入流量がある値以下にならないように流量 調節計９で調節弁８を操作する。これで圧縮機１のサージング現象を防止するよ うになっている。

【０００７】 図６はパイプライン内圧力分布を示したものである。図中の破線は、対象コン プレッサステーション３０が停止している時の圧力分布である。このとき、対象 のコンプレッサステーション３０の入口配管１７の圧力と出口配管１８の圧力は ほぼ同一であり、逆止弁４が全開で、バイパスライン１２を通じてガスが流れて いる。圧縮機１の起動後は図６の実線のような圧力分布を示す。対象コンプレッ サステーション３０では入口配管１７の圧力Ｐ₁ から出口配管１８の圧力Ｐ₂ ま で昇圧されている。

【０００８】 上述の如き従来技術において、圧縮機１の昇圧比が小さくなる、若しくは流量 が大きくなる等の原因により運転がチョーキング領域近くになった場合の挙動に ついて図７及び図８に基づき説明する。

【０００９】 図７は運転時の挙動を表わす性能曲線を示す特性図、図８は横軸に時間、縦軸 に状態量（圧力、流量など）を採った特性を示す特性図である。両図に示すよう に、Ａ点までは、圧縮機１は定格運転中で、入口、出口圧力、流量、回転数とも 定格一定である。この状態から回転数一定で流量が増加する、あるいは出口圧力 と入口圧力の比（昇圧比）が小さくなると、性能曲線の定格回転数曲線上を右下 に下がってくる。Ｂ′点は、チョーキング領域境界上における時点である。この 時点においてもさらに昇圧比が小さくなり続ける。Ｃ点に至ると、定常状態とな り、圧力、流量は一定となる。このとき、圧縮機１はチョーキング領域内での運 転にある。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

図７の圧縮機１の運転時の挙動を検討すると、運転時に吸入圧力が大幅に大き くなったような場合などで昇圧比が小さくなった場合、昇圧比が小さくなり過ぎ ると運転点がチョーキング領域に入ってしまう。この状態で運転し続けると、圧 縮機１の破損につながる恐れがある。

【００１１】 本考案は、上記従来技術に鑑み、圧縮機の安定した運転を保証し得る圧縮機の 制御装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の構成は、 圧縮機を運転してガスを昇圧するプロセスにおいて、圧縮機の入口圧力を検出 する第１の圧力検出器と、同圧縮機の出口圧力を検出する第２の圧力検出器と、 前記第１の圧力検出器の出力信号および前記第２の圧力検出器の出力信号を入力 して昇圧比を演算する第１の除算器と、前記圧縮機の回転数を検出する回転数検 出器と、前記第１の除算器の出力信号および前記回転数検出器の出力信号を入力 して昇圧比と回転数との比を演算する第２の除算器と、前記第２の除算器の出力 信号を入力するとともに、チョーキング領域の境界を通る昇圧比と回転数との比 を設定値信号として圧縮機がチョーキング領域に入らないよう調節弁を制御する 調節計と、前記圧縮機の入口に設置され前記調節計の出力信号を入力する調節弁 とを備えて成ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】

上記構成の本考案によれば、第１および第２の圧力検出器で圧縮機の入口圧力 および出口圧力が検出され、第１の除算器に送られる。第１の除算器で昇圧比が 演算され第２の除算器へ送られる。また、圧縮機の回転数が回転数検出器で検出 され、第２の除算器へ送られる。第２の除算器で昇圧比と回転数の比が演算され 調節計へ送られる。調節計ではチョーキング領域の境界を通る昇圧比と回転数の 比を設定値信号とし、第２の除算器からの出力信号を入力とし、圧縮機がチョー キング領域に入らずに運転されるよう調節弁の操作信号を出力し、その信号は調 節弁へ送られる。調節弁は入力に応じて弁開度を調節する。かくして、圧縮機は チョーキング領域に入らずに運転することができる。

【００１４】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、従来技術と同一部 分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

【００１５】 図１は本考案の実施例を示す全体構成系統図である。同図に示すように、圧縮 機１の入口圧力を検出するため入口部には、第１の圧力検出器２２が設けられ、 その出力は除算器２３へ送られる。また出口圧力を検出するため抜き出し配管１ ８に第２の圧力検出器２１が設けられ、その出力は第１の除算器２３へ送られる 。さらに回転数検出器２６の出力と第１の除算器２３の出力は第２の除算器２４ に送られる。また入口配管１７には調節弁２０が設けられる。第２の除算器２４ の出力は調節計２５を経て、調節弁２０へ送られる。

【００１６】 以上の構成において、第１および第２の圧力検出器２２，２１で圧縮機１の入 口圧力および出口圧力が検出され、第１の除算器２３へ送られる。第１の除算器 ２３で昇圧比が演算され第２の除算器２４へ送られる。また圧縮機１の回転数が 回転数検出器２６で検出され、第２の除算器２４へ送られる。第２の除算器２４ で昇圧比と回転数の比が演算され、調節計２５へ送られる。調節計２５では、第 ２の除算器２４からの出力を制御信号とし、チョーク領域の境界となる昇圧比と 回転数の比の値を設定値信号として入力し、圧縮機１がチョーキング領域に入ら ないように調節弁２０の操作信号を出力し、その信号は調節弁２０へ送られる。 調節弁２０は入力に応じて弁開度を調節する。

【００１７】 図２に、調節計２５の設定値となる昇圧比と回転数の比を示す。

【００１８】 図３及び図４に、本実施例による圧縮機１の吸入圧力が大幅に大きくなった場 合などで、昇圧比が小さくなった場合の挙動を示す。

【００１９】 圧縮機１の運転時に吸入圧力が大幅に大きくなったような場合などで、昇圧比 が小さくなった場合、圧縮機１の運転点は、圧縮機１の性能曲線の等回転数の曲 線を下がってきて、さらに昇圧比が小さくなると、チョーキング領域に接近する 。昇圧比と流量との比が調節計２５の設定値よりも小さくなったとき、調節計２ ５の出力として、調節弁２０の弁開度を小さくするような信号が出力され、調節 弁２０は閉められる。このため、吸入圧力は小さくなり、昇圧比と流量との比が 一定となるように調節弁２０の弁開度が調整されるため、運転点はチョーキング 領域に入らずに運転される。

【００２０】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案によれば、チョーキング領域に入ることなく運 転される。従って圧縮機の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す全体構成系統図である。

【図２】前記実施例に係る調節計の設定値となる昇圧比
と回転数の比とを示す特性図である。

【図３】前記実施例における圧縮機の性能曲線と運転軌
跡を示す特性図である。

【図４】前記実施例における圧力、流量、弁開度などの
時間変化の特性を示す特性図である。

【図５】従来技術を示す全体構成系統図である。

【図６】従来技術におけるパイプラインの圧力分布を示
す特性図である。

【図７】従来技術における圧縮機の性能曲線と運転軌跡
を示す特性図である。

【図８】従来技術における圧力、流量、弁開度などの時
間変化の特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２０ 圧力調節弁 ２１ 第２の圧力検出器 ２２ 第１の圧力検出器 ２３ 第１の除算器 ２４ 第２の除算器 ２５ 調節計 ２６ 回転数検出器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機を運転してガスを昇圧するプロセ
   スにおいて、圧縮機の入口圧力を検出する第１の圧力検
   出器と、同圧縮機の出口圧力を検出する第２の圧力検出
   器と、前記第１の圧力検出器の出力信号および前記第２
   の圧力検出器の出力信号を入力して昇圧比を演算する第
   １の除算器と、前記圧縮機の回転数を検出する回転数検
   出器と、前記第１の除算器の出力信号および前記回転数
   検出器の出力信号を入力して昇圧比と回転数との比を演
   算する第２の除算器と、前記第２の除算器の出力信号を
   入力するとともに、チョーキング領域の境界を通る昇圧
   比と回転数との比を設定値信号として圧縮機がチョーキ
   ング領域に入らないよう調節弁を制御する調節計と、前
   記圧縮機の入口に設置され前記調節計の出力信号を入力
   する調節弁とを備えて成ることを特徴とする圧縮機の制
   御装置。