RU2019135809A - Способ регулирования многоступенчатого компрессора - Google Patents

Способ регулирования многоступенчатого компрессора Download PDF

Info

Publication number
RU2019135809A
RU2019135809A RU2019135809A RU2019135809A RU2019135809A RU 2019135809 A RU2019135809 A RU 2019135809A RU 2019135809 A RU2019135809 A RU 2019135809A RU 2019135809 A RU2019135809 A RU 2019135809A RU 2019135809 A RU2019135809 A RU 2019135809A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
compressor
inlet
pressure
pipeline
Prior art date
Application number
RU2019135809A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2762473C2 (ru
RU2019135809A3 (ru
Inventor
Марина ДАРРИ
Сирил ЭЛИОТ
Original Assignee
Криостар Сас
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 Криостар Сас filed Critical Криостар Сас
Publication of RU2019135809A publication Critical patent/RU2019135809A/ru
Publication of RU2019135809A3 publication Critical patent/RU2019135809A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2762473C2 publication Critical patent/RU2762473C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F04D17/14—Multi-stage pumps with means for changing the flow-path through the stages, e.g. series-parallel, e.g. side-loads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215—Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0276—Surge control by influencing fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0269—Surge control by changing flow path between different stages or between a plurality of compressors; load distribution between compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/10—Kind or type
    • F05D2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/10—Purpose of the control system to cope with, or avoid, compressor flow instabilities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure
    • F05D2270/3011—Inlet pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301—Pressure
    • F05D2270/3013—Outlet pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/303—Temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Claims (36)

1. Способ регулирования многоступенчатого компрессора, содержащего по меньшей мере первую ступень (10), вторую ступень (20) и первый межступенчатый трубопровод (12), проходящий между первой ступенью (10) и второй ступенью (20), отличающийся тем, что он включает следующие этапы:
а) измерение температуры на входе компрессора,
б) измерение отношения между давлением (Pout) на выходе и давлением (Pin) на входе первой ступени (10) компрессора,
с) вычисление коэффициента (ψ) на основании по меньшей мере значения температуры (Tin) на входе и измеренного отношения (Pout / Pin) давлений,
д) если вычисленный коэффициент (ψ) находится в заданном диапазоне, воздействие на регулирующий клапан (70; 76; 92), установленный в трубопроводе (4; 8), по которому обеспечивается подача на вход первой ступени (10) компрессора, или в трубопроводе (74) рециркуляции газа, который ведет в первый межступенчатый трубопровод (12).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент (ψ), вычисленный на этапе с), вычисляют путем умножения температуры (Tin) на входе в компрессор на логарифм отношения (Pout /Pin) давления на выходе к давлению на входе.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанный коэффициент, вычисленный на этапе с), представляет собой коэффициент напора:
ψ=2⋅Δh/U2,
где:
Δh - изоэнтропическое повышение энтальпии в первой ступени,
U - окружная скорость концов лопаток рабочего колеса,
причем
Δh=R⋅Tin⋅ln(Pout/Pin)/MW,
где:
R - постоянная величина,
Tin - температура газа на входе первой ступени,
Pout - давление на выходе первой ступени,
Pin - давление на входе первой ступени и
MW - молекулярная масса газа, проходящего через компрессор.
4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что на этапе д) с помощью системы (90) регулирования воздействуют на перепускной клапан (70), установленный в рециркуляционном трубопроводе (8) первой ступени (10) компрессора.
5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что на этапе д) с помощью системы (90) регулирования воздействуют на перепускной клапан (76), установленный в рециркуляционном трубопроводе (74), который ведет в первый межступенчатый трубопровод (12).
6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что на этапе д) с помощью системы (90) регулирования воздействуют на регулирующий клапан (92), установленный в главном питающем трубопроводе (4) компрессора.
7. Многоступенчатый компрессор, содержащий:
первую ступень (10),
по меньшей мере дополнительную ступень (20, 30, 40, 50, 60),
первый межступенчатый трубопровод (12), проходящий между первой ступенью (10) и второй ступенью (20),
температурный датчик (78) для измерения температуры (Tin) на входе первой ступени (10),
первый датчик (80) давления для измерения давления (Pin) на входе первой ступени (10),
второй датчик (82) давления для измерения давления (Pout) на выходе первой ступени (10),
отличающийся тем, что он содержит первый рециркуляционный трубопровод (8), проходящий от выхода первой ступени (10) ко входу первой ступени (10) и содержащий перепускной клапан (70), и
средства (88, 90) для осуществления способа по одному из пп. 1-6.
8. Многоступенчатый компрессор по п. 7, отличающийся тем, что он содержит рециркуляционный трубопровод (74), проходящий от выхода n-ой ступени к первому межступенчатому трубопроводу (12) и содержащий перепускной клапан (76).
9. Многоступенчатый компрессор по п. 7 или 8, отличающийся тем, что он содержит регулирующий клапан (92), установленный в главном питающем трубопроводе (4) компрессора.
10. Многоступенчатый компрессор по одному из пп. 7-9, отличающийся тем, что он представляет собой четырехступенчатый компрессор.
11. Многоступенчатый компрессор по одному из пп. 7-10, отличающийся тем, что он представляет собой шестиступенчатый компрессор.
12. Многоступенчатый компрессор по одному из пп. 7-11, отличающийся тем, что каждая ступень содержит рабочее колесо, причем все указанные рабочие колеса механически соединены.
RU2019135809A 2017-04-27 2018-04-05 Способ регулирования многоступенчатого компрессора RU2762473C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17168535.7 2017-04-27
EP17168535.7A EP3396169B1 (en) 2017-04-27 2017-04-27 Method for controlling a plural stage compressor
PCT/EP2018/058704 WO2018197174A1 (en) 2017-04-27 2018-04-05 Method for controlling a plural stage compressor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019135809A true RU2019135809A (ru) 2021-05-27
RU2019135809A3 RU2019135809A3 (ru) 2021-07-16
RU2762473C2 RU2762473C2 (ru) 2021-12-21

Family

ID=58638798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019135809A RU2762473C2 (ru) 2017-04-27 2018-04-05 Способ регулирования многоступенчатого компрессора

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11268524B2 (ru)
EP (1) EP3396169B1 (ru)
JP (1) JP2020518765A (ru)
KR (1) KR102541859B1 (ru)
CN (1) CN110546387B (ru)
ES (1) ES2905429T3 (ru)
RU (1) RU2762473C2 (ru)
SG (1) SG11201909179VA (ru)
WO (1) WO2018197174A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2778827T3 (es) * 2017-10-31 2020-08-12 Cryostar Sas Método para controlar la presión de salida de un compresor
IT201900005554A1 (it) * 2019-04-10 2020-10-10 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Sistema di compressione e metodo per il controllo di un sistema di compressione
CN111322265B (zh) * 2020-04-27 2022-02-11 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种离心式压缩机的防喘振系统及控制方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4526513A (en) 1980-07-18 1985-07-02 Acco Industries Inc. Method and apparatus for control of pipeline compressors
US4464720A (en) * 1982-02-12 1984-08-07 The Babcock & Wilcox Company Centrifugal compressor surge control system
US5002459A (en) * 1988-07-28 1991-03-26 Rotoflow Corporation Surge control system
US4949276A (en) * 1988-10-26 1990-08-14 Compressor Controls Corp. Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor
US5743715A (en) * 1995-10-20 1998-04-28 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for load balancing among multiple compressors
US6332336B1 (en) * 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
JP2012504723A (ja) * 2008-07-29 2012-02-23 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 圧縮機の制御方法及び装置、並びに炭化水素流の冷却方法
DE102008058799B4 (de) * 2008-11-24 2012-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines mehrstufigen Verdichters
US9316228B2 (en) * 2009-03-24 2016-04-19 Concepts Nrec, Llc High-flow-capacity centrifugal hydrogen gas compression systems, methods and components therefor
DE102010040503B4 (de) * 2010-09-09 2012-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Verdichters
RU2468257C2 (ru) * 2010-11-11 2012-11-27 Открытое акционерное общество "СТАР" Способ управления газотурбинным двигателем
CN102434480A (zh) * 2011-12-23 2012-05-02 连云港杰瑞深软科技有限公司 基于国产cpu的离心鼓风机防喘振控制装置
US9074606B1 (en) * 2012-03-02 2015-07-07 Rmoore Controls L.L.C. Compressor surge control
ITFI20130064A1 (it) * 2013-03-26 2014-09-27 Nuovo Pignone Srl "methods and systems for controlling turbocompressors"
CN106062374B (zh) * 2014-03-03 2019-09-10 诺沃皮尼奥内股份有限公司 用于运行带有侧流的背靠背的压缩机的方法和系统
DE102014010102A1 (de) * 2014-07-08 2016-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Druck- und Temperaturreglung eines Fluids in einer Serie von kryogenen Verdichtern
US10254719B2 (en) * 2015-09-18 2019-04-09 Statistics & Control, Inc. Method and apparatus for surge prevention control of multistage compressor having one surge valve and at least one flow measuring device
CN105673543B (zh) * 2015-12-31 2017-09-12 联合汽车电子有限公司 一种防止涡轮增压器喘振的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020518765A (ja) 2020-06-25
EP3396169A1 (en) 2018-10-31
KR102541859B1 (ko) 2023-06-08
KR20200002841A (ko) 2020-01-08
CN110546387A (zh) 2019-12-06
RU2762473C2 (ru) 2021-12-21
ES2905429T3 (es) 2022-04-08
EP3396169B1 (en) 2022-01-12
US20210285452A1 (en) 2021-09-16
WO2018197174A1 (en) 2018-11-01
RU2019135809A3 (ru) 2021-07-16
SG11201909179VA (en) 2019-11-28
CN110546387B (zh) 2021-11-30
US11268524B2 (en) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2019135809A (ru) Способ регулирования многоступенчатого компрессора
Šavar et al. Improving centrifugal pump efficiency by impeller trimming
JP6431896B2 (ja) 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
KR101858648B1 (ko) 다단 압축 시스템의 서지 제어 방법
US9074606B1 (en) Compressor surge control
US20160237910A1 (en) Temperature control device, gas turbine, temperature control method, and program
US20160047392A1 (en) Methods and systems for controlling turbocompressors
EP3108188B1 (en) Vapour compression system
RU2020112851A (ru) Способ регулирования выходного давления компрессора
Al-Busaidi et al. A new method for reliable performance prediction of multi-stage industrial centrifugal compressors based on stage stacking technique: Part I–existing models evaluation
Al-Busaidi et al. A new method for reliable performance prediction of multi-stage industrial centrifugal compressors based on stage stacking technique: Part II–New integrated model verification
JPS62195492A (ja) タ−ボ圧縮機のサ−ジング防止装置
KR20170063839A (ko) 진공-발생 펌핑 시스템 및 이 펌핑 시스템을 사용한 펌핑 방법
KR20190026794A (ko) 적응형 서지 방지 제어 시스템 및 방법
Hayami Research and Development of a Transonic Turbo Compressor Hiroshi Hayami
JPH0816479B2 (ja) 圧縮機のサ−ジング防止装置
Yagi et al. Effects of return channel with splitter vanes on performance of multistage centrifugal compressor
CN107076158B (zh) 用于调节串联连接的低温压缩机的转速的方法
Navai et al. A Novel Method for Developing Compressor’s Characteristic Curves Due to the Guide Vane Stagger Angle Variation
SU1765533A1 (ru) Устройство дл защиты компрессора от помпажа
RU2713782C1 (ru) Способ защиты центробежного нагнетателя от помпажа
RU173928U1 (ru) Двухъярусный лопаточный диффузор центробежного компрессора
RU2017101454A (ru) Способ защиты центробежного нагнетателя от помпажа
Cherdieu et al. Data reduction problems using a 3-hole directional pressure probe to investigate mean flow characteristics in the vaneless gap between impeller and diffuser radial pump
Kundu et al. Validation of a 1D transient simulation model of a multistage axial compressor