JPH0658295A - 圧縮機の制御装置 - Google Patents
圧縮機の制御装置Info
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- JPH0658295A JPH0658295A JP21254492A JP21254492A JPH0658295A JP H0658295 A JPH0658295 A JP H0658295A JP 21254492 A JP21254492 A JP 21254492A JP 21254492 A JP21254492 A JP 21254492A JP H0658295 A JPH0658295 A JP H0658295A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サージング領域に入ることなく圧縮機を運転
する。 【構成】 圧縮機１は配管３を通して吸入したガスを圧
縮して配管４に吐出する。またガスは、調節弁６を介装
した配管７を通って出口側から入口側に環流する。検出
器１２，２３，１０，２２，２１により、入口圧力Ｐ
ｓ，入口温度Ｔｓ，回転数ｎ，出口圧力Ｐｄを求め、こ
れら値を示す信号を、変化速度演算器２４〜２８に入力
して変化速度Ｐｓ′，Ｔｓ′，ｑ′，ｎ′，Ｐｄ′を求
める。そして、関数発生器２９〜３３及び変化率制限器
３４〜３８によりサージングに関係するデータ信号を求
めて最大値選択演算器３９に送る。また、流量調節計１
１の出力も最大値選択演算器３９に送る。最大値選択演
算器３９は、入力される信号のうち最大の信号値を基
に、調節弁６の開度を調節する。
する。 【構成】 圧縮機１は配管３を通して吸入したガスを圧
縮して配管４に吐出する。またガスは、調節弁６を介装
した配管７を通って出口側から入口側に環流する。検出
器１２，２３，１０，２２，２１により、入口圧力Ｐ
ｓ，入口温度Ｔｓ，回転数ｎ，出口圧力Ｐｄを求め、こ
れら値を示す信号を、変化速度演算器２４〜２８に入力
して変化速度Ｐｓ′，Ｔｓ′，ｑ′，ｎ′，Ｐｄ′を求
める。そして、関数発生器２９〜３３及び変化率制限器
３４〜３８によりサージングに関係するデータ信号を求
めて最大値選択演算器３９に送る。また、流量調節計１
１の出力も最大値選択演算器３９に送る。最大値選択演
算器３９は、入力される信号のうち最大の信号値を基
に、調節弁６の開度を調節する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスパイプラインやア
ンモニアプラントなど化学プラントのガス昇圧用として
使用される圧縮機の制御装置に関する。
ンモニアプラントなど化学プラントのガス昇圧用として
使用される圧縮機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスパイプラインやアンモニアプ
ラントなどで使用される圧縮機の制御装置は、例えば図
７に示すような構成になっている。図に示すように遠心
型の圧縮機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や蒸気タービンなどが
使用される。圧縮機１が運転中の時、ガスは吸入側の配
管３、サクションドラム５を経て圧縮機１に入り圧縮さ
れる。圧縮機１を出たガスは吐出側の配管４から流出し
て、プロセスに供給される。
ラントなどで使用される圧縮機の制御装置は、例えば図
７に示すような構成になっている。図に示すように遠心
型の圧縮機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や蒸気タービンなどが
使用される。圧縮機１が運転中の時、ガスは吸入側の配
管３、サクションドラム５を経て圧縮機１に入り圧縮さ
れる。圧縮機１を出たガスは吐出側の配管４から流出し
て、プロセスに供給される。
【０００３】また、圧縮機１の出口側は配管７を介して
サクションドラム５にガスが環流できるようになってお
り、圧縮機１の流入流量が所定値以下にならないように
流量調節計１１で調節弁６を操作して流量調整が行なわ
れ、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。なお１０は流量検出器である。
サクションドラム５にガスが環流できるようになってお
り、圧縮機１の流入流量が所定値以下にならないように
流量調節計１１で調節弁６を操作して流量調整が行なわ
れ、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。なお１０は流量検出器である。
【０００４】次に、図８，図９により、圧縮機１の運転
がサージング方向に変化した時の挙動について説明す
る。
がサージング方向に変化した時の挙動について説明す
る。
【０００５】まず、横軸に時間、縦軸に状態量（圧力、
流量など）を示す図９を参照して説明する。
流量など）を示す図９を参照して説明する。
【０００６】Ａ点までは圧縮機１は運転中であり、入口
圧力、出口圧力、流量、及び回転数は定格にある。この
とき、コンプレッサ流量は設定値よりも大きいので、調
節弁６の開度は全閉となっている。
圧力、出口圧力、流量、及び回転数は定格にある。この
とき、コンプレッサ流量は設定値よりも大きいので、調
節弁６の開度は全閉となっている。
【０００７】Ａ点において圧縮機１の出口圧力が急速に
上昇したとする。この原因としては、圧縮機１の下流側
のプロセスが停止したために、プロセスの消費流量が急
速に減少したにもかかわらず、圧縮機１の回転数が定格
一定であるために出口圧力が急速に上昇した、などが挙
げられる。
上昇したとする。この原因としては、圧縮機１の下流側
のプロセスが停止したために、プロセスの消費流量が急
速に減少したにもかかわらず、圧縮機１の回転数が定格
一定であるために出口圧力が急速に上昇した、などが挙
げられる。
【０００８】このとき流量は急速に減少し、Ｂ点にて流
量調節計１１の設定値よりも小さくなる。このとき、流
量調節計１１によって調節弁６の開度が徐々に大きくな
って流量を設定値に保持しようとする。しかし、一般に
流量調節計１１のゲインはプロセスの安定のため大きく
とることができない。このことから、流量の急速な減少
に対して調節弁６の開度を急速に大きくすることができ
ない。
量調節計１１の設定値よりも小さくなる。このとき、流
量調節計１１によって調節弁６の開度が徐々に大きくな
って流量を設定値に保持しようとする。しかし、一般に
流量調節計１１のゲインはプロセスの安定のため大きく
とることができない。このことから、流量の急速な減少
に対して調節弁６の開度を急速に大きくすることができ
ない。
【０００９】このため圧力は更に上昇すると同時に流量
は減ってサージング領域に突入し、Ｃ点のサージング領
域内で圧縮機１を運転することになる。それから徐々に
出口圧力は下がり始め、流量は増加し始め、Ｄ点にて流
量調節計１１の設定値にて保持する。
は減ってサージング領域に突入し、Ｃ点のサージング領
域内で圧縮機１を運転することになる。それから徐々に
出口圧力は下がり始め、流量は増加し始め、Ｄ点にて流
量調節計１１の設定値にて保持する。
【００１０】このＡ点からＤ点までの運転状態を圧縮機
の性能曲線上で見ると、図８のようになる。
の性能曲線上で見ると、図８のようになる。
【００１１】この従来の運転方法では、流量調節計１１
のゲインを大きくとることができないため、流量の急速
な減少に対応できず、サージング領域にて運転してしま
うことが起こる。圧縮機をサージング領域内にて運転す
ると、圧縮機の重大な破損につながる。また、流量調節
計１１のゲインを大きくとると、流量の急速な変化には
対応できるが、通常運転時にも調節弁６が作動してしま
い、プロセスが不安定になってしまう。
のゲインを大きくとることができないため、流量の急速
な減少に対応できず、サージング領域にて運転してしま
うことが起こる。圧縮機をサージング領域内にて運転す
ると、圧縮機の重大な破損につながる。また、流量調節
計１１のゲインを大きくとると、流量の急速な変化には
対応できるが、通常運転時にも調節弁６が作動してしま
い、プロセスが不安定になってしまう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の運転では、流量
調節計１１のゲインを大きくとることができないため、
流量の急速な減少に対応できず、サージング領域にて運
転してしまうことが起こる。圧縮機をサージング領域内
にて運転すると、圧縮機の重大な破損につながる。ま
た、流量調節計１１のゲインを大きくとると、流量の急
速な変化には対応できるが、通常運転時にも調節弁６が
作動してしまい、プロセスの系が不安定になってしま
う。
調節計１１のゲインを大きくとることができないため、
流量の急速な減少に対応できず、サージング領域にて運
転してしまうことが起こる。圧縮機をサージング領域内
にて運転すると、圧縮機の重大な破損につながる。ま
た、流量調節計１１のゲインを大きくとると、流量の急
速な変化には対応できるが、通常運転時にも調節弁６が
作動してしまい、プロセスの系が不安定になってしま
う。
【００１３】本発明は、上記従来技術に鑑み、サージン
グ領域に入ることなく圧縮機を運転するよう制御する、
圧縮機の制御装置を提供することを目的とする。
グ領域に入ることなく圧縮機を運転するよう制御する、
圧縮機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、入口側から吸入したガスを昇圧して出口側
から吐出する圧縮機と、圧縮機の出口側から入口側にガ
スを環流する配管に介装されており入力される操作信号
に応じて開度が変わる調節弁とを有するプロセス装置の
制御装置において、圧縮機の入口圧力を検出する第１の
圧力検出器と、同検出器の出力信号を入力してこの出力
信号の変化速度を示す信号を出力する第１の変化速度演
算器と、同変化速度演算器の出力信号を入力して変化速
度の方向がサージング発生に向う方向のときにのみ変化
成分を演算して出力する第１の関数発生器と、同関数発
生器の出力信号を入力して入口圧力の変化速度の下降時
のみ変化率を制限する第１の変化率制限器と、前記圧縮
機の入口温度を検出する温度検出器と、同検出器の出力
信号を入力してこの出力信号の変化速度を示す信号を出
力する第２の変化速度演算器と、同変化速度演算器の出
力信号を入力して変化速度の方向がサージング発生に向
う方向のときにのみ変化成分を演算して出力する第２の
関数発生器と、同関数発生器の出力信号を入力して入口
温度の変化速度の下降時のみ変化率を制限する第２の変
化率制限器と、前記圧縮機への吸入流量を検出する流量
検出器と、同検出器の出力信号を入力してこの信号の変
化速度を示す信号を出力する第３の変化速度演算器と、
同変化速度演算器の出力信号を入力して変化速度の方向
がサージング発生に向う方向のときにのみ変化成分を演
算して出力する第３の関数発生器と、同関数発生器の出
力信号を入力して吸入流量の変化速度の下降時のみ変化
率を制限する第３の変化率制限器と、前記圧縮機の回転
数を検出する回転数検出器と、同回転数検出器の出力信
号を入力してこの出力信号の変化速度を示す信号を出力
する第４の変化速度演算器と、同変化速度演算器の出力
信号を入力して変化速度の方向がサージング発生に向う
方向のときにのみ変化成分を演算して出力する第４の関
数発生器と、同関数発生器の出力信号を入力して回転数
の変化速度の下降時のみ変化率を制限する第４の変化率
制限器と、前記圧縮機の出口圧力を検出する第２の圧力
検出器と、同検出器の出力信号を入力してこの出力信号
の変化速度を示す信号を出力する第５の変化速度演算器
と、同変化速度演算器の出力信号を入力して変化速度の
方向がサージング発生に向う方向のときにのみ変化成分
を演算して出力する第５の関数発生器と、同関数発生器
の出力信号を入力して出口圧力の変化速度の下降時のみ
変化率を制限する第５の変化率制限器と、前記流量検出
器の出力信号を入力してこの信号に応じた信号を出力す
る調節計と、第１の変化率制限器の出力信号と第２の変
化率制限器の出力信号と第３の変化率制限器の出力信号
と第４の変化率制限器の出力信号と第５の変化率制限器
の出力信号のうち１つあるいは複数の出力信号と、前記
調節計の出力信号を入力し、そのうち最大の信号を基に
求めた操作信号を前記調節弁に出力する最大値選択演算
器と、を備えて成ることを特徴とする。
明の構成は、入口側から吸入したガスを昇圧して出口側
から吐出する圧縮機と、圧縮機の出口側から入口側にガ
スを環流する配管に介装されており入力される操作信号
に応じて開度が変わる調節弁とを有するプロセス装置の
制御装置において、圧縮機の入口圧力を検出する第１の
圧力検出器と、同検出器の出力信号を入力してこの出力
信号の変化速度を示す信号を出力する第１の変化速度演
算器と、同変化速度演算器の出力信号を入力して変化速
度の方向がサージング発生に向う方向のときにのみ変化
成分を演算して出力する第１の関数発生器と、同関数発
生器の出力信号を入力して入口圧力の変化速度の下降時
のみ変化率を制限する第１の変化率制限器と、前記圧縮
機の入口温度を検出する温度検出器と、同検出器の出力
信号を入力してこの出力信号の変化速度を示す信号を出
力する第２の変化速度演算器と、同変化速度演算器の出
力信号を入力して変化速度の方向がサージング発生に向
う方向のときにのみ変化成分を演算して出力する第２の
関数発生器と、同関数発生器の出力信号を入力して入口
温度の変化速度の下降時のみ変化率を制限する第２の変
化率制限器と、前記圧縮機への吸入流量を検出する流量
検出器と、同検出器の出力信号を入力してこの信号の変
化速度を示す信号を出力する第３の変化速度演算器と、
同変化速度演算器の出力信号を入力して変化速度の方向
がサージング発生に向う方向のときにのみ変化成分を演
算して出力する第３の関数発生器と、同関数発生器の出
力信号を入力して吸入流量の変化速度の下降時のみ変化
率を制限する第３の変化率制限器と、前記圧縮機の回転
数を検出する回転数検出器と、同回転数検出器の出力信
号を入力してこの出力信号の変化速度を示す信号を出力
する第４の変化速度演算器と、同変化速度演算器の出力
信号を入力して変化速度の方向がサージング発生に向う
方向のときにのみ変化成分を演算して出力する第４の関
数発生器と、同関数発生器の出力信号を入力して回転数
の変化速度の下降時のみ変化率を制限する第４の変化率
制限器と、前記圧縮機の出口圧力を検出する第２の圧力
検出器と、同検出器の出力信号を入力してこの出力信号
の変化速度を示す信号を出力する第５の変化速度演算器
と、同変化速度演算器の出力信号を入力して変化速度の
方向がサージング発生に向う方向のときにのみ変化成分
を演算して出力する第５の関数発生器と、同関数発生器
の出力信号を入力して出口圧力の変化速度の下降時のみ
変化率を制限する第５の変化率制限器と、前記流量検出
器の出力信号を入力してこの信号に応じた信号を出力す
る調節計と、第１の変化率制限器の出力信号と第２の変
化率制限器の出力信号と第３の変化率制限器の出力信号
と第４の変化率制限器の出力信号と第５の変化率制限器
の出力信号のうち１つあるいは複数の出力信号と、前記
調節計の出力信号を入力し、そのうち最大の信号を基に
求めた操作信号を前記調節弁に出力する最大値選択演算
器と、を備えて成ることを特徴とする。
【００１５】
【作用】上記手段により、第１及び第２の圧力検出器で
圧縮機の入口圧力Ｐｓ及び出口圧力Ｐｄが検出され、ま
た温度検出器で圧縮機の入口温度Ｔｓが検出され、また
流量検出器で圧縮機の入口流量ｑが検出され、また回転
数検出器で圧縮機の回転数ｎが検出され、それぞれの検
出器の出力信号はそれぞれの変化速度演算器へ送られ
る。それぞれの変化速度演算器でそれぞれの検出値の変
化速度が演算され、それぞれの関数発生器へ送られる。
それぞれの関数発生器の出力信号はそれぞれの変化率制
限器へ送られる。それぞれの変化率制限器では、関数発
生器の出力信号の変化率が一定値以上であった場合、既
定の変化率とする演算を行い、最大値選択演算器へ送ら
れる。また前記流量検出器からの出力信号は、流量調節
計へ送られる。流量調節計では、流量検出器からの信号
ｑを制御信号として入力し、その操作信号ｆｃを最大値
選択演算器へ送られる。最大値選択演算器では、変化率
制限器からの信号の一つあるいは複数の信号と流量調節
計の出力信号の中から最大値を選択し、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。このようにして、圧縮機
はサージング領域に入らずに運転することができる。
圧縮機の入口圧力Ｐｓ及び出口圧力Ｐｄが検出され、ま
た温度検出器で圧縮機の入口温度Ｔｓが検出され、また
流量検出器で圧縮機の入口流量ｑが検出され、また回転
数検出器で圧縮機の回転数ｎが検出され、それぞれの検
出器の出力信号はそれぞれの変化速度演算器へ送られ
る。それぞれの変化速度演算器でそれぞれの検出値の変
化速度が演算され、それぞれの関数発生器へ送られる。
それぞれの関数発生器の出力信号はそれぞれの変化率制
限器へ送られる。それぞれの変化率制限器では、関数発
生器の出力信号の変化率が一定値以上であった場合、既
定の変化率とする演算を行い、最大値選択演算器へ送ら
れる。また前記流量検出器からの出力信号は、流量調節
計へ送られる。流量調節計では、流量検出器からの信号
ｑを制御信号として入力し、その操作信号ｆｃを最大値
選択演算器へ送られる。最大値選択演算器では、変化率
制限器からの信号の一つあるいは複数の信号と流量調節
計の出力信号の中から最大値を選択し、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。このようにして、圧縮機
はサージング領域に入らずに運転することができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明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機能を果す部分には同一
符号を付し、重複する説明は省略し、本発明に関する部
分を主体に説明する。
説明する。なお従来技術と同一機能を果す部分には同一
符号を付し、重複する説明は省略し、本発明に関する部
分を主体に説明する。
【００１７】図１は実施例の全体構成系統図である。同
図に示すように本実施例では、圧縮機１の入口圧力Ｐｓ
を検出するため入口部に第１の圧力検出器１２が設けら
れ、また、圧縮機１の入口温度Ｔｓを検出するため入口
部に温度検出器２３が設けられ、また圧縮機１の入口流
量ｑを検出するため入口部に流量検出器１０が設けら
れ、また圧縮機１の回転数ｎを検出するため回転数検出
器２２が設けられ、また圧縮機１の出口圧力Ｐｄを検出
するため出口部に第２の圧力検出器２１が設けられ、そ
れぞれの検出器１２，２３，１０，２２，２１の出力
は、それぞれの変化速度演算器２４，２５，２６，２
７，２８へ送られる。それぞれの変化速度演算器２４，
２５，２６，２７，２８の出力はそれぞれの関数発生器
２９，３０，３１，３２，３２へ送られる。それぞれの
関数発生器２９，３０，３１，３２，３３の出力は、そ
れぞれの変化率制限器３４，３５，３６，３７，３８へ
送られる。それぞれの変化率制限器３４，３５，３６，
３７，３８の出力は、すべて最大値選択演算器３９へ送
られる。また流量調節計１１の出力ｆｅも最大値選択演
算器３９へ送られる。最大値選択演算器３９では、入力
された信号の中で最大値を選択し、選択した信号が配管
７に設置された調節弁６へ送られる。
図に示すように本実施例では、圧縮機１の入口圧力Ｐｓ
を検出するため入口部に第１の圧力検出器１２が設けら
れ、また、圧縮機１の入口温度Ｔｓを検出するため入口
部に温度検出器２３が設けられ、また圧縮機１の入口流
量ｑを検出するため入口部に流量検出器１０が設けら
れ、また圧縮機１の回転数ｎを検出するため回転数検出
器２２が設けられ、また圧縮機１の出口圧力Ｐｄを検出
するため出口部に第２の圧力検出器２１が設けられ、そ
れぞれの検出器１２，２３，１０，２２，２１の出力
は、それぞれの変化速度演算器２４，２５，２６，２
７，２８へ送られる。それぞれの変化速度演算器２４，
２５，２６，２７，２８の出力はそれぞれの関数発生器
２９，３０，３１，３２，３２へ送られる。それぞれの
関数発生器２９，３０，３１，３２，３３の出力は、そ
れぞれの変化率制限器３４，３５，３６，３７，３８へ
送られる。それぞれの変化率制限器３４，３５，３６，
３７，３８の出力は、すべて最大値選択演算器３９へ送
られる。また流量調節計１１の出力ｆｅも最大値選択演
算器３９へ送られる。最大値選択演算器３９では、入力
された信号の中で最大値を選択し、選択した信号が配管
７に設置された調節弁６へ送られる。
【００１８】以上の構成において、第１の圧力検出器１
２で圧縮機１の入口圧力Ｐｓが検出され、変化速度演算
器２４へ送られる。変化速度演算器２４で入口圧力の変
化速度Ｐｓ′が演算され、関数発生器２９へ送られる。
関数発生器２９で入口圧力のサージングへの変化方向に
ついてのみ入口圧力の変化速度成分を演算し、変化率制
限器３４へ送られる。変化率制限器３４で入口圧力の変
化速度の下降時のみ変化率を制限するように演算し、最
大値選択演算器３９へ送られる。
２で圧縮機１の入口圧力Ｐｓが検出され、変化速度演算
器２４へ送られる。変化速度演算器２４で入口圧力の変
化速度Ｐｓ′が演算され、関数発生器２９へ送られる。
関数発生器２９で入口圧力のサージングへの変化方向に
ついてのみ入口圧力の変化速度成分を演算し、変化率制
限器３４へ送られる。変化率制限器３４で入口圧力の変
化速度の下降時のみ変化率を制限するように演算し、最
大値選択演算器３９へ送られる。
【００１９】また、温度検出器２３で圧縮機１の入口温
度Ｔｓが検出され、変化速度演算器２５へ送られる。変
化速度演算器２５で入口温度Ｔｓの変化速度Ｔｓ′が演
算され、関数発生器３０へ送られる。関数発生器３０で
入口温度Ｔｓのサージングへの変化方向についてのみ変
化速度成分を演算し、変化率制限器３５へ送られる。変
化率制限器３５で入口温度の変化速度の下降時のみ変化
率を制限するように演算し、最大値選択演算器３９へ送
られる。
度Ｔｓが検出され、変化速度演算器２５へ送られる。変
化速度演算器２５で入口温度Ｔｓの変化速度Ｔｓ′が演
算され、関数発生器３０へ送られる。関数発生器３０で
入口温度Ｔｓのサージングへの変化方向についてのみ変
化速度成分を演算し、変化率制限器３５へ送られる。変
化率制限器３５で入口温度の変化速度の下降時のみ変化
率を制限するように演算し、最大値選択演算器３９へ送
られる。
【００２０】また、流量検出器１０で圧縮機１の入口流
量ｑが検出され、変化速度演算器２６へ送られる。変化
速度演算器２６で入口流量の変化速度ｑ′が演算され、
関数発生器３１へ送られる。関数発生器３１で入口流量
のサージングへの変化方向だけの入口流量の変化速度成
分を演算し、変化率制限器３６へ送られる。変化率制限
器３６で入口流量の変化速度の下降時のみ変化率を制限
するように演算し、最大値選択演算器３９へ送られる。
量ｑが検出され、変化速度演算器２６へ送られる。変化
速度演算器２６で入口流量の変化速度ｑ′が演算され、
関数発生器３１へ送られる。関数発生器３１で入口流量
のサージングへの変化方向だけの入口流量の変化速度成
分を演算し、変化率制限器３６へ送られる。変化率制限
器３６で入口流量の変化速度の下降時のみ変化率を制限
するように演算し、最大値選択演算器３９へ送られる。
【００２１】また、回転数検出器２２で圧縮機１の回転
数ｎが検出され、変化速度演算器２７へ送られる。変化
速度演算器２７で回転数ｎの変化速度ｎ′が演算され、
関数発生器３２へ送られる。関数発生器３２で回転数ｎ
のサージングへの変化方向だけの回転数の変化速度成分
を演算し、変化率制限器３７へ送られる。変化率制限器
３７で回転数ｎの変化速度の下降時のみ変化率を制限す
るように演算し、最大値選択演算器３９へ送られる。
数ｎが検出され、変化速度演算器２７へ送られる。変化
速度演算器２７で回転数ｎの変化速度ｎ′が演算され、
関数発生器３２へ送られる。関数発生器３２で回転数ｎ
のサージングへの変化方向だけの回転数の変化速度成分
を演算し、変化率制限器３７へ送られる。変化率制限器
３７で回転数ｎの変化速度の下降時のみ変化率を制限す
るように演算し、最大値選択演算器３９へ送られる。
【００２２】また、第２の圧力検出器２１で圧縮機１の
出口圧力Ｐｄが検出され、変化速度演算器２８へ送られ
る。変化速度演算器２８で出口圧力の変化速度Ｐｄ′が
演算され、関数発生器３３へ送られる。関数発生器３３
で出口圧力のサージングへの変化方向だけの出口圧力の
変化速度成分を演算し、変化率制限器３８へ送られる。
変化率制限器３８で出口圧力の変化速度の下降時のみ変
化率を制限するように演算し、最大値選択演算器３９へ
送られる。
出口圧力Ｐｄが検出され、変化速度演算器２８へ送られ
る。変化速度演算器２８で出口圧力の変化速度Ｐｄ′が
演算され、関数発生器３３へ送られる。関数発生器３３
で出口圧力のサージングへの変化方向だけの出口圧力の
変化速度成分を演算し、変化率制限器３８へ送られる。
変化率制限器３８で出口圧力の変化速度の下降時のみ変
化率を制限するように演算し、最大値選択演算器３９へ
送られる。
【００２３】また、流量調節計１１の出力ｆｃは、最大
値選択演算器３９へ送られる。最大値選択演算器３９
で、入力された信号の中で最大値を選択することによ
り、急速なサージングへの変化にも対応し、サージング
領域に入らずに運転するような操作信号を出力し、その
信号は調節弁６へ送られる。調節弁６は入力に応じて弁
開度を調節する。
値選択演算器３９へ送られる。最大値選択演算器３９
で、入力された信号の中で最大値を選択することによ
り、急速なサージングへの変化にも対応し、サージング
領域に入らずに運転するような操作信号を出力し、その
信号は調節弁６へ送られる。調節弁６は入力に応じて弁
開度を調節する。
【００２４】図２に示すように変化速度演算器２４，２
５，２６，２７，２８はフィルタと微分演算器で構成さ
れている。また関数発生器２９，３０，３１，３２，３
３は図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す特性を
有している。
５，２６，２７，２８はフィルタと微分演算器で構成さ
れている。また関数発生器２９，３０，３１，３２，３
３は図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す特性を
有している。
【００２５】関数発生器２９，３０，３１，３２，３３
の出力は各状態量の変化速度の方向が、サージング発生
に向かう方向のときのみ、１を出力する。つまり、入口
圧力Ｐｓを例にとると、サージング領域に近づくことは
昇圧比（＝出口圧力／入口圧力）が大きくなることを意
味する。出口圧力が一定であるとすると、入口圧力が小
さくなると、サージング領域に近づく。つまり、入口圧
力の変化速度Ｐｓ′が負の方向へ向いたときにサージン
グ領域に近づくことから、関数発生器２９は、変化速度
Ｐｓ′が負になったときに１を出力する。
の出力は各状態量の変化速度の方向が、サージング発生
に向かう方向のときのみ、１を出力する。つまり、入口
圧力Ｐｓを例にとると、サージング領域に近づくことは
昇圧比（＝出口圧力／入口圧力）が大きくなることを意
味する。出口圧力が一定であるとすると、入口圧力が小
さくなると、サージング領域に近づく。つまり、入口圧
力の変化速度Ｐｓ′が負の方向へ向いたときにサージン
グ領域に近づくことから、関数発生器２９は、変化速度
Ｐｓ′が負になったときに１を出力する。
【００２６】他の状態量も同様で、入口温度Ｔｓの場合
は、入口温度変化速度Ｔｓ′が上昇する方向、入口流量
の場合は、入口流量変化速度ｑ′が減少する方向、回転
数の場合は、回転数変化速度ｎ′が下降する方向、出口
圧力Ｐｄの場合は、出口圧力変化速度Ｐｄ′が上昇する
方向でそれぞれの関数発生器３０，３１，３２，３３は
１を出力する。
は、入口温度変化速度Ｔｓ′が上昇する方向、入口流量
の場合は、入口流量変化速度ｑ′が減少する方向、回転
数の場合は、回転数変化速度ｎ′が下降する方向、出口
圧力Ｐｄの場合は、出口圧力変化速度Ｐｄ′が上昇する
方向でそれぞれの関数発生器３０，３１，３２，３３は
１を出力する。
【００２７】図４に変化率制限器３４，３５，３６，３
７，，３８の例を示す。変化率制限器は、入力信号であ
る関数発生器２９，３０，３１，３２，３３の出力信号
ｙの変化率、すなわち入力信号ｙの微係数ｙ′が負の方
向で変化率の既定値以上になったとき既定値相当分を減
算した値をｚとして出力するものである。即ち、次式
（１）（２）の関係で出力ｚが決る。
７，，３８の例を示す。変化率制限器は、入力信号であ
る関数発生器２９，３０，３１，３２，３３の出力信号
ｙの変化率、すなわち入力信号ｙの微係数ｙ′が負の方
向で変化率の既定値以上になったとき既定値相当分を減
算した値をｚとして出力するものである。即ち、次式
（１）（２）の関係で出力ｚが決る。
【００２８】
【数１】
【００２９】ここで、図５，図６を参照して、圧縮機１
の運転がサージング方向に変化したときの挙動について
説明する。
の運転がサージング方向に変化したときの挙動について
説明する。
【００３０】まず、横軸に時間、縦軸に状態量（圧力、
流量など）を示す図６を基に説明する。
流量など）を示す図６を基に説明する。
【００３１】圧縮機１は運転中であり、Ａ点に至るまで
は入口圧力、出口圧力、流量、及び回転数は定格にあ
る。このとき、コンプレッサ流量は設定値よりも大きい
ので、調節弁６の開度は全閉となっている。
は入口圧力、出口圧力、流量、及び回転数は定格にあ
る。このとき、コンプレッサ流量は設定値よりも大きい
ので、調節弁６の開度は全閉となっている。
【００３２】Ａ点において圧縮機１の出口圧力が急速に
上昇したとする。この原因としては、圧縮機１の下流側
のプロセスが停止したために、プロセスの消費流量が急
速に減少したにもかかわらず、圧縮機１の回転数が定格
一定であるために出口圧力が急速に上昇した、などが挙
げられる。
上昇したとする。この原因としては、圧縮機１の下流側
のプロセスが停止したために、プロセスの消費流量が急
速に減少したにもかかわらず、圧縮機１の回転数が定格
一定であるために出口圧力が急速に上昇した、などが挙
げられる。
【００３３】その後、出口圧力は急速に上昇し、流量は
急速に減少する。Ｅ点では、出口圧力の急速な上昇に伴
い、出口圧力の変化速度演算器２８によって出口圧力の
上昇方向への変化速度が出力され、関数発生器３３によ
って正方向変化速度であるため、変化速度に合う信号が
出力され、更に変化率制限器３８によって信号の変化速
度方向が正方向（上昇方向）であるため、関数発生器３
３の出力信号そのままが出力され、最大値選択演算器３
９に入力される。
急速に減少する。Ｅ点では、出口圧力の急速な上昇に伴
い、出口圧力の変化速度演算器２８によって出口圧力の
上昇方向への変化速度が出力され、関数発生器３３によ
って正方向変化速度であるため、変化速度に合う信号が
出力され、更に変化率制限器３８によって信号の変化速
度方向が正方向（上昇方向）であるため、関数発生器３
３の出力信号そのままが出力され、最大値選択演算器３
９に入力される。
【００３４】最大値選択演算器３９では、変化率制限器
３４，３５，３６，３７，３８の出力と、流量調節計１
１の出力から最大値が選択される。このとき、流量調節
計１１の出力は、ゲインが小さいために小さく、最大値
選択演算器３９では、変化率制限器３８の出力が選択さ
れ、調節弁６の開度を調節する。調節弁６は、このため
急速に開度が大きくなる。これにより、出口圧力は、急
速に下降し、流量は急速に増大する。
３４，３５，３６，３７，３８の出力と、流量調節計１
１の出力から最大値が選択される。このとき、流量調節
計１１の出力は、ゲインが小さいために小さく、最大値
選択演算器３９では、変化率制限器３８の出力が選択さ
れ、調節弁６の開度を調節する。調節弁６は、このため
急速に開度が大きくなる。これにより、出口圧力は、急
速に下降し、流量は急速に増大する。
【００３５】Ｆ点では、出口圧力の変化速度が変化速度
演算器２８によって出口圧力の下降方向への変化速度が
出力され、関数発生器３３によって下降方向への変化の
ため、ゼロが出力される。変化率制限器３８では、関数
発生器３３の出力信号を入力とするが、入力信号はゼロ
であるため、既定の変化率だけ減少した信号を最大値選
択演算器３９に出力する。
演算器２８によって出口圧力の下降方向への変化速度が
出力され、関数発生器３３によって下降方向への変化の
ため、ゼロが出力される。変化率制限器３８では、関数
発生器３３の出力信号を入力とするが、入力信号はゼロ
であるため、既定の変化率だけ減少した信号を最大値選
択演算器３９に出力する。
【００３６】最大値選択演算器３９では、流量調節計１
１の出力が小さいため、変化率制限器３８の出力信号が
選択されて調節弁６に出力される。このため、調節弁６
は、開度が徐々に小さくなっていく。これに伴い、出口
圧力も徐々に上昇し、また流量も徐々に減少する。
１の出力が小さいため、変化率制限器３８の出力信号が
選択されて調節弁６に出力される。このため、調節弁６
は、開度が徐々に小さくなっていく。これに伴い、出口
圧力も徐々に上昇し、また流量も徐々に減少する。
【００３７】Ｇ点では、流量が設定値よりも小さくな
る。しかし、流量調節計１１の出力信号は、変化率制限
器３８の出力信号よりも依然として小さいため、出口圧
力は徐々に上昇し、流量は徐々に減少し続ける。
る。しかし、流量調節計１１の出力信号は、変化率制限
器３８の出力信号よりも依然として小さいため、出口圧
力は徐々に上昇し、流量は徐々に減少し続ける。
【００３８】Ｈ点では、流量調節計１１の出力信号が変
化率制限器３８の出力信号よりも大きくなるために、最
大値選択演算器３９では、流量調節計１１の出力信号が
選択され、調節弁６の開度は再び大きくなる。
化率制限器３８の出力信号よりも大きくなるために、最
大値選択演算器３９では、流量調節計１１の出力信号が
選択され、調節弁６の開度は再び大きくなる。
【００３９】Ｉ点では、流量調節計１１の出力信号によ
り流量が設定値に保持されるように、調節弁６の開度を
調節している状態である。
り流量が設定値に保持されるように、調節弁６の開度を
調節している状態である。
【００４０】Ａ点からＩ点に致る圧縮機１の運転状態を
圧縮機の性能曲線上に示したのが図５である。図５か
ら、圧縮機１は急速な出口圧力の上昇変化にもかかわら
ず、サージング領域を避けて運転されていることがわか
る。
圧縮機の性能曲線上に示したのが図５である。図５か
ら、圧縮機１は急速な出口圧力の上昇変化にもかかわら
ず、サージング領域を避けて運転されていることがわか
る。
【００４１】なお上記実施例では調節計として流量ｑを
示す信号が入力される流量調節計を用いたが、その代り
に、入口圧力Ｐｓや、昇圧比（出口圧力Ｐｄ／入口圧力
Ｐｓ）や、回転数ｎや、昇圧比／流量を示す信号が入力
される調節計を用いてもよい。
示す信号が入力される流量調節計を用いたが、その代り
に、入口圧力Ｐｓや、昇圧比（出口圧力Ｐｄ／入口圧力
Ｐｓ）や、回転数ｎや、昇圧比／流量を示す信号が入力
される調節計を用いてもよい。
【００４２】また最大値選択演算器３９には、変化率制
限器３４，３５，３６，３７，３８の全ての信号が入力
されなくても、そのうちの一部を入力するようにしても
よい。そのときには使用しない信号の系に当る各検出
器、変化速度演算器、関数発生器、変化率制限器は省略
してよい。
限器３４，３５，３６，３７，３８の全ての信号が入力
されなくても、そのうちの一部を入力するようにしても
よい。そのときには使用しない信号の系に当る各検出
器、変化速度演算器、関数発生器、変化率制限器は省略
してよい。
【００４３】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、急速に出口圧力が上昇してもサージ
ング領域に入ることなく圧縮機を運転することができ
る。
に本発明によれば、急速に出口圧力が上昇してもサージ
ング領域に入ることなく圧縮機を運転することができ
る。
【図１】本発明の実施例の全体構成を示すブロック図。
【図２】実施例の変化速度演算器を示すブロック図。
【図３】実施例の関数発生器の評価関数を示す特性図。
【図４】実施例の変化率制限器を示す説明図。
【図５】実施例の圧縮機の性能曲線と運転軌跡を示す特
性図。
性図。
【図６】実施例の状態量の時間変化を示す特性図。
【図７】従来技術の全体構成を示すブロック図。
【図８】従来の圧縮機の性能曲線と運転軌跡を示す特性
図。
図。
【図９】従来の状態量の時間変化を示す特性図。
１ 圧縮機 ２ 駆動機 ３ 配管 ４ 配管 ５ サクションドラム ６ 流量調節弁 ７ 配管 １０ 流量検出器 １１ 流量調節計 １２ 第１の圧力検出器 ２１ 第２の圧力検出器 ２２ 回転数検出器 ２３ 温度検出器 ２４，２５，２５，２７，２８ 変化速度演算器 ２９，３０，３１，３２，３３ 関数発生器 ３４，３５，３６，３７，３８ 変化率制限器 ３９ 最大値選択演算器 Ｐｓ 入口圧力 Ｔｓ 入口空気温度 ｑ 入口空気流量 ｎ 回転速度 Ｐｄ 出口圧力 ｆｃ 調節計出力
Claims (3)
- 【請求項１】 入口側から吸入したガスを昇圧して出口
側から吐出する圧縮機と、圧縮機の出口側から入口側に
ガスを環流する配管に介装されており入力される操作信
号に応じて開度が変わる調節弁とを有するプロセス装置
の制御装置において、 圧縮機の入口圧力を検出する第１の圧力検出器と、同検
出器の出力信号を入力してこの出力信号の変化速度を示
す信号を出力する第１の変化速度演算器と、同変化速度
演算器の出力信号を入力して変化速度の方向がサージン
グ発生に向う方向のときにのみ変化成分を演算して出力
する第１の関数発生器と、同関数発生器の出力信号を入
力して入口圧力の変化速度の下降時のみ変化率を制限す
る第１の変化率制限器と、 前記圧縮機の入口温度を検出する温度検出器と、同検出
器の出力信号を入力してこの出力信号の変化速度を示す
信号を出力する第２の変化速度演算器と、同変化速度演
算器の出力信号を入力して変化速度の方向がサージング
発生に向う方向のときにのみ変化成分を演算して出力す
る第２の関数発生器と、同関数発生器の出力信号を入力
して入口温度の変化速度の下降時のみ変化率を制限する
第２の変化率制限器と、 前記圧縮機への吸入流量を検出する流量検出器と、同検
出器の出力信号を入力してこの信号の変化速度を示す信
号を出力する第３の変化速度演算器と、同変化速度演算
器の出力信号を入力して変化速度の方向がサージング発
生に向う方向のときにのみ変化成分を演算して出力する
第３の関数発生器と、同関数発生器の出力信号を入力し
て吸入流量の変化速度の下降時のみ変化率を制限する第
３の変化率制限器と、 前記圧縮機の回転数を検出する回転数検出器と、同回転
数検出器の出力信号を入力してこの出力信号の変化速度
を示す信号を出力する第４の変化速度演算器と、同変化
速度演算器の出力信号を入力して変化速度の方向がサー
ジング発生に向う方向のときにのみ変化成分を演算して
出力する第４の関数発生器と、同関数発生器の出力信号
を入力して回転数の変化速度の下降時のみ変化率を制限
する第４の変化率制限器と、 前記圧縮機の出口圧力を検出する第２の圧力検出器と、
同検出器の出力信号を入力してこの出力信号の変化速度
を示す信号を出力する第５の変化速度演算器と、同変化
速度演算器の出力信号を入力して変化速度の方向がサー
ジング発生に向う方向のときにのみ変化成分を演算して
出力する第５の関数発生器と、同関数発生器の出力信号
を入力して出口圧力の変化速度の下降時のみ変化率を制
限する第５の変化率制限器と、 前記流量検出器の出力信号を入力してこの信号に応じた
信号を出力する調節計と、 第１の変化率制限器の出力信号と第２の変化率制限器の
出力信号と第３の変化率制限器の出力信号と第４の変化
率制限器の出力信号と第５の変化率制限器の出力信号の
うち１つあるいは複数の出力信号と、前記調節計の出力
信号を入力し、そのうち最大の信号を基に求めた操作信
号を前記調節弁に出力する最大値選択演算器と、を備え
て成ることを特徴とする圧縮機の制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記調節計には、流
量検出器の出力信号の代りに、出力圧力を示す信号か、
出口圧力を入口圧力で除算した昇圧比を示す信号か、圧
縮機の回転数を示す信号か、昇圧比を流量で除算した値
を示す信号のいずれかの信号が入力されることを特徴と
する圧縮機の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１において、第１から第５の変化
率制限器の出力信号のうち最大値選択演算器に入力され
ない信号に関する各検出器、変化速度演算器、関数発生
器及び変化率制限器が省略されていることを特徴とする
圧縮機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21254492A JP2948421B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 圧縮機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21254492A JP2948421B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 圧縮機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658295A true JPH0658295A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2948421B2 JP2948421B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=16624443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21254492A Expired - Lifetime JP2948421B2 (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 圧縮機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948421B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005201243A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Caterpillar Inc | 機関ターボ過給機の制御管理システム |
| JP2010159741A (ja) * | 2009-01-12 | 2010-07-22 | Man Turbo Ag | ターボ圧縮機複合体の制御法及び制御システム |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP21254492A patent/JP2948421B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005201243A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Caterpillar Inc | 機関ターボ過給機の制御管理システム |
| JP2010159741A (ja) * | 2009-01-12 | 2010-07-22 | Man Turbo Ag | ターボ圧縮機複合体の制御法及び制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2948421B2 (ja) | 1999-09-13 |
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