SU1359603A1 - Method of controlling cryogenic unit modes of operation - Google Patents

Method of controlling cryogenic unit modes of operation Download PDF

Info

Publication number
SU1359603A1
SU1359603A1 SU853996587A SU3996587A SU1359603A1 SU 1359603 A1 SU1359603 A1 SU 1359603A1 SU 853996587 A SU853996587 A SU 853996587A SU 3996587 A SU3996587 A SU 3996587A SU 1359603 A1 SU1359603 A1 SU 1359603A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
expanders
brake
piston
turbines
expander
Prior art date
Application number
SU853996587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Каклюгин
Шалва Исидорович Гагуа
Анатолий Васильевич Носов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники
Priority to SU853996587A priority Critical patent/SU1359603A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1359603A1 publication Critical patent/SU1359603A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Изобретение позвол ет сократить энергозатраты при переменной производительности компрессора, использора- нии детандеров с тормозными ступен ми ., выполнении части детандеров в виде турбин, а одного - поршневым с впускными и выпускными клапанами. Дл  зтого датчиками 31 и 32 т-ры и датчиками 39 и 40 давлени  измер ют т-ру и давление на входах и выходах всех детандеров. Определ ют их КПД и поддерживают их на максимальных значени х воздействием на тормозн ьге ступени турбин и измерением угла отсечки впускного и выпускного клапанов 22 поршневого детандера 21. Измер ют датчиком 42 i -py теплообь енни- ка S, установленного перед .детанде- ро.м 21, и по этой т-ре корректируют хслодопроизводительность последнего путем воздейств1   на ег о тормозную с туп 6 ьи-,. 2 ил. ю Гг. I j I nA I & p ЩЖ Д40 ГТГлД/On Q m iTm I °Щ % III,i,ii F&JLL;; : ЧстройсшВо се( гисо ъектом /1/АМЛи}Г iLuuueK/iii. (КАНАК) W||HAitH И i I t I I I I Щ i| ПЗВ L I 1 Фиг.1 O5 СЛ C «The invention makes it possible to reduce energy consumption at a variable compressor capacity, using expanders with brake stages, making part of the expanders in the form of turbines, and one - piston with intake and exhaust valves. For this purpose, sensors 31 and 32 t-ry and pressure sensors 39 and 40 measure t-ru and pressure at the inlets and outlets of all expanders. Their efficiency is determined and maintained at maximum values by affecting the brake stage of the turbines and measuring the cut-off angle of the intake and exhaust valves 22 of the piston expander 21. Measured by the sensor 42 i -py of the heat exchanger S installed in front of the de- struktro. m 21, and for this t-re corrects the xslow-productivity of the latter by acting on the brake with a stupid 6 yy ,. 2 Il. u Gg. I j I nA I & p SHZH D40 GTGLD / On Qm iTm I & Sch% III, i, ii F &JLL;; : ChstroyshVo se (by a subject / 1 / AMLi} G iLuuueK / iii. (KANAK) W || HAitH AND i I t I I I I Sh I i | ELV I I 1 Figure 1 O5 SL C «

Description

113113

Изобретение относитс  к холодильной технике, в частности к способам управлени  криогенными установ-ками.The invention relates to refrigeration engineering, in particular to methods for controlling cryogenic plants.

Цель изобретени  - сокращение :: . энергозатрат при переменной производительности компрессора, использовании детандеров с .тормозными ступен ми , выполнении части детандеров в виде турбин, а одного - поршневым с впускными и выпускными клапанами.The purpose of the invention is the abbreviation ::. energy consumption at a variable compressor capacity, the use of expanders with brake stages, some of the expanders being made in the form of turbines, and one - piston with inlet and exhaust valves.

На фиг,1 схематично изображена система, реализующа  описываемый способ управлени ; на фиг.2 - Т-З-диа- грамма дл  определени  КПД детандеров .Fig. 1 schematically illustrates a system implementing the described control method; Fig. 2 shows a T-B diagram for determining the efficiency of the expanders.

Система содержит регулируемый компрессор с тиристорным блоком 2, измен ющим ироизводительность компрессора 1, теплообменникзг 3-8, через которые проход т турбодетандернр й поток 9, основной поток 10 и обратный поток 11, регулируемые турбодетандеР Л 12-14 с маслораспределител ми 15- 17 и датчиками 18-20 оборотов соответственно , поршневой детандер 21 с клапанами 22 впуска и выпуска и электромагнитной муфтой-тормозом 23, регулируемый дроссель 24, датчики 25-3 теьшературы, установленные на входах и зы.ходах детандеров, датчики 33-40 давлени , микроэвм 41 и термометр 42 установленный на тегшооб мелнике 8. Датчик 43 уровн  измер ет уров,ень в сборнике 44 жидкого гели , газг оль- дер 45 предназначен дл  сбора газообразного гели .The system contains an adjustable compressor with a thyristor unit 2, which changes the capacity of compressor 1, heat exchanger 3-8 through which turboexhaust flow 9 passes, main flow 10 and reverse flow 11, adjustable turbo expander L 12-14 and oil distribution valves 15-17 and sensors 18–20 rpm, respectively, piston expander 21 with intake and exhaust valves 22 and electromagnetic clutch brake 23, adjustable throttle 24, temperature sensors 25–3 installed at the inputs and backs of the expanders, 33–40 pressure sensors, micro computers 41 and t rmometr 42 mounted on tegshoob 8. Melnik level sensor 43 measures the urs, Shade 44 in the collection liquid gels gazg ol- der 45 is designed for collecting the helium gas.

Т - S-диаграмме давлени  и о значени м темпераопредел ют исходные газа на входах и вы- , по которым расчитыров ,T is the S-diagram of pressure and the values of the temperature that determine the source gas at the inlets and out, according to which the calculation,

5tJ 7-- j5tJ 7-- j

те шературы хладагента на входе и выходе детандера по-- ответственно давлени  хладагента на входе и выходе детандера; соответственно j энтальпии иа входе и выходе детандера, соответственно,those refrigerant sherathures at the inlet and outlet of the expander are consistent with the pressure of the refrigerant at the inlet and outlet of the expander; respectively, j enthalpy and input and output expander, respectively,

oo

Энтальпи  1 при изоэнтропийном процессе расширени  хладагента определ етс  проведением из точки с коор- ., Р„ изоэнтропы до перед1Н1атами j сечени  сThe enthalpy 1 during the isentropic process of expanding the refrigerant is determined by conducting from the point with the coordinate P of the isentropic to the front of the j1 of the j section of the

ВхBh

изобарой Рisobar P

ВЦ/.VC /.

30thirty

Система,реализующа  способ управ- лели  криогенной установкой с переменным режимом, работает следующим образом.The system implementing the method of controlling a variable mode cryogenic plant operates as follows.

Компрессор 1 сжимает пары гели , ноступаю Ц е из газгольдера 45 и обратного потока 11, и направл ет в линию пр мого -потока, где гелий под .. /давлением .распредел етс  на два потока - детандерный 9 и основной 10. Производительность компрессора 1 задаетс  тиристориым блоком 2. Детандерный поток.9 проходит через теплообменник 3 и расшир етс  в турбод е- тандере 12, Измер ютс  температура. датчиками 25 и 26 и давление датчиками 33 и 34 на входе и выходе соот- ветстве пю турбодетандера 12, и по значени м этих параметров микро- ЭВМ 41 рассчитывает энтальпии по Т- Б-днаграмме, приведенной на фиг.2, и определ ет КПД турбодетандера 12, который приводитс  к максимальному значе-нию, например, м-етодом последо- в дтельного приближени  путем воздействи  на тормозную ступень, а именно мас.ггораспределнтель 15 турбодетандера 12. Прием осущест2 л етс  слеЗ :- д чоп им . .Измен ют расход масла через маслор.аспределителъ 15, определ ют ij, сравнивают с t , определенным на предьщущем этапе, вёгби- рают максимальное значение j , затемCompressor 1 compresses helium vapors, coming from the gas tank 45 and reverse flow 11, and directs the forward flow where the helium under pressure / pressure is distributed to two streams — the expander 9 and the main 10. Compressor capacity 1 set by the thyristor unit 2. The expander flow 9 passes through the heat exchanger 3 and expands in the turbine e-thunder 12. The temperature is measured. sensors 25 and 26 and pressure sensors 33 and 34 at the inlet and outlet according to the output of turboexpander 12, and using the values of these parameters, microcomputer 41 calculates the enthalpy by T-B-diagram, shown in Fig. 2, and determines the efficiency turboexpander 12, which is brought to its maximum value, for example, by the m-method of sequential approximation by acting on the braking stage, namely, the mass distribution of the turboexpander 12. Reception is carried: . Change the oil consumption through the oil distributor 15, determine ij, compare it with t determined in the previous step, burn the maximum value j, then

повтор ют многократно данную операцию и наход т .,, после чего прекращают воздействие на маслораспре- делитель 15. Аналогично рассчитываютс  .и привод т; к максимальному зна4Б чению КПД остальных турбодетандеров 13 и 14 воздействием на их масло- распределители 1би I 7 соответственно. this operation is repeated many times and is found, after which the effect on the oil dispenser 15 is stopped. In a similar way, they are calculated and given; To the maximum, the efficiency of the remaining turboexpanders 13 and 14 is affected by their distribution on the oil distributors 1bi I 7, respectively.

Основной поток 10 проходит через геплообменники и подаетс  в порш5Q невый детандер 21 . Оптимизаци  раб о- ты детандера 2. осуществл етс  путем измерени  температур датчиками 31 и 32 на входе и выходе, а также дйв- лений датчиками 39 и 40 соответствен55 но, и по значени м этих параметров .микроэвм 41 рассчитывает по Т - S- диаграмме энтальпии,определ ет КПД поршневого детандера 21,который ngH- водитс  к максимальному методом пОследовательнот о приближени  воздействием на кла аны 22 впуска и выпуска. Измер ют температуру датчиком 42 последнего теплообменника 8 перед поршневым детандером 21 и по значению этой температуры корректируют холо- допроизводительность поршневого детандера 21 путем воздействи  на электромагнитную муфту 23. Кроме того, по датчику 43 уровн  ос,тцествл ют коррекцию дроссельного потока воздействием на дроссель 24.The main stream 10 passes through the headen exchangers and the new expander 21 is fed to the piston Q. The optimization of the operation of expander 2 is carried out by measuring the temperatures of the sensors 31 and 32 at the inlet and the output, as well as the powerings of the sensors 39 and 40, respectively, but calculates using the values of these parameters. T-S-diagram enthalpy, determines the efficiency of the piston expander 21, which ngH- is led to the maximum by the method of approximation by the action on the inlet and outlet clamps 22. The temperature is measured by sensor 42 of the last heat exchanger 8 in front of the piston expander 21, and the cooling capacity of the piston expander 21 is corrected by the value of this temperature. In addition, by the sensor 43 of the os level, the correction of the throttle flow is influenced by the throttle 24.

Производительность установ.ки может измен тьс  по желанию потребител  жидкого гели , при этом потреби- тель устанавливает заданную производительность компрессора 1 воздействием на тиристорный блок 2, а микро- ЭВМ 41 рассчитывает по известным зависимост м производительность установки и индицирует на дисплее режимные показатели установки. По датчикам 18The capacity of the installation can be changed at the request of the consumer of liquid gels, while the consumer sets the specified compressor 1 performance by affecting the thyristor unit 2, and the microcomputer 41 calculates the performance of the installation from known dependencies and displays the operating parameters of the installation on the display. Sensor 18

20 мальных значени х воздействием на тормозные ступени турбин и изменени ем угла отсечки впускного и выпускн го клапанов поршневого детандера, кроме того, измер ют температуру те20 maximum values by the impact on turbine brake stages and by changing the cut-off angle of the intake and exhaust valves of the piston expander, in addition, measure the temperature of

20 оборотов осуществл етс  защита20 turns protected

турбодетандеров от превышени  аварий- 25лообменника, установленного передturbine expanders from exceeding the fault of the exchanger installed before

ного числа оборотов.поршневым детандером, и по ней корФормула изобретени ректируют холодопроизводительностьof a high number of revolutions. The piston expander, and according to it the formula of the invention, recites the cooling capacity.

Способ управлени  режимами работыпоследнего путем воздействи  на егоThe method of controlling the modes of operation of the latter by influencing

криогенной установки с компрессором,тормозную ступень.cryogenic unit with compressor, brake stage.

регулируемыми детандерами, теплообменниками на пр мых и обратном потоках , дросселем и сборником жидкогоadjustable expander, direct and reverse heat exchangers, choke and liquid collector

хладагента путем воздеГгстни  на расход обратного потока после л оссел  по уровню жидкого хладагента в сборнике , о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с « целью сокращени  энергозат рат при переменной производительности компрессора, использовании детандеров с тормозными ступен ми, выпол- ненрп-1 части детандеров в виде турбин, а одного - поршневьгм с впускными иof refrigerant by raising the flow rate of the return flow after l ossel according to the level of liquid refrigerant in the collector, with the fact that, in order to reduce energy consumption at a variable compressor capacity, the use of expander with brake stages, the NRP-1 part of the expander in the form of turbines, and one - the piston with intake and

выпус кными клапанами, дополнительно измер ют температуру и давление на входах и выходах всех детандеров, определ ют их коэффициенты полезного действи  и поддерживают их на максимальных значени х воздействием на тормозные ступени турбин и изменением угла отсечки впускного и выпускного клапанов поршневого детандера, кроме того, измер ют температуру тепexhaust valves, additionally measure the temperature and pressure at the inlets and outlets of all expanders, determine their efficiencies and maintain them at maximum values by affecting the turbine brake stages and changing the cut-off angle of the inlet and outlet valves of the piston expander, in addition, heat up

/Иг/ Ig

Л«L "

Фир.гFIR.

Составитель E.BiniorpaAOBCompiled by E.BiniorpaAOB

Редактор Л.ОгарEditor L. Ogar

Техред М.ХоданичTehred M. Khodanych

Заказ 6142/41 , Тираж 476ПодписноеOrder 6142/41, Circulation 476 Subscription

ВНИШШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, J ocKBa, Ж-35, Рау1иска  наб. , д.4/5VNISh of the USSR State Committee for Inventions and Discoveries 113035, J ocKBa, Ж-35, Rau1isk nab. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

Корректор.П.КорольProof.P.Korol

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ управления режимами работы криогенной установки с компрессором, регулируемыми детандерами, теплообменниками на прямых и обратном потоках, дросселем и сборником жидкого хладагента путем воздействия на расход обратного потока после дросселя по уровню жидкого хладагента в сборнике, отличающи й с я . тем, что, с. целью сокращения энергозатрат при переменной производительности компрессора, использовании детандеров с тормозными ступенями, выполнении части детандеров в виде турбин, а одного - поршневым с впускными и выпускными клапанами, дополнительно измеряют температуру и давление на входах и выходах всех детандеров, определяют их коэффициенты полезного действия и поддерживают их на максимальных значениях воздействием на тормозные ступени турбин и изменением угла отсечки впускного и выпускного клапанов поршневого детандера, кроме того, измеряют температуру теплообменника, установленного перед поршневым детандером, и по ней корректируют холодопроизводительность последнего путем воздействия на его тормозную ступень.A method for controlling the operating modes of a cryogenic installation with a compressor, adjustable expanders, direct and return heat exchangers, a throttle and a liquid refrigerant collector by influencing the return flow after the throttle according to the level of liquid refrigerant in the collector, which differs from the fact that, with. the purpose of reducing energy consumption with variable compressor performance, using expanders with brake stages, performing part of the expanders in the form of turbines, and one piston with inlet and outlet valves, additionally measure the temperature and pressure at the inlets and outlets of all expanders, determine their efficiency and support them at maximum values by acting on the brake stages of turbines and changing the cutoff angle of the inlet and outlet valves of the piston expander, in addition, The temperature of the heat exchanger installed in front of the piston expander is determined, and the cooling capacity of the latter is adjusted by it by acting on its brake stage.
SU853996587A 1985-12-25 1985-12-25 Method of controlling cryogenic unit modes of operation SU1359603A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853996587A SU1359603A1 (en) 1985-12-25 1985-12-25 Method of controlling cryogenic unit modes of operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853996587A SU1359603A1 (en) 1985-12-25 1985-12-25 Method of controlling cryogenic unit modes of operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1359603A1 true SU1359603A1 (en) 1987-12-15

Family

ID=21212382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853996587A SU1359603A1 (en) 1985-12-25 1985-12-25 Method of controlling cryogenic unit modes of operation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1359603A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458295C2 (en) * 2007-07-12 2012-08-10 Сименс Акциенгезелльшафт Method applied for uninterrupted operation of gas liquefaction plant
RU2490565C2 (en) * 2007-10-17 2013-08-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Control method and device for cooling agent compressor, and their use in hydrocarbon flow cooling method
RU2498176C1 (en) * 2012-03-23 2013-11-10 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Method of cold generation in cryogenic compressor-expander unit for air separation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 802744, кл. F 25 В 49/00, 1979. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458295C2 (en) * 2007-07-12 2012-08-10 Сименс Акциенгезелльшафт Method applied for uninterrupted operation of gas liquefaction plant
RU2490565C2 (en) * 2007-10-17 2013-08-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Control method and device for cooling agent compressor, and their use in hydrocarbon flow cooling method
RU2498176C1 (en) * 2012-03-23 2013-11-10 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Method of cold generation in cryogenic compressor-expander unit for air separation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3222127B2 (en) Uniaxial pressurized fluidized bed combined plant and operation method thereof
US5784888A (en) Method and apparatus of conversion of a reheat steam turbine power plant to a no-reheat combined cycle power plant
CN1268837C (en) Method for recovering energy of gas expansion and recovery device for carrying out said method
RU2009389C1 (en) Gas-distributing station with power plant
JPH0734900A (en) Exhaust recirculation type combined plant
JPH0621572B2 (en) Gas turbine plant starting method and gas turbine plant
EP2582925A2 (en) Turbine inlet condition controlled organic rankine cycle
CA2416663A1 (en) Gas turbine combined plant and method of operating the same
RU2062332C1 (en) Combined-cycle plant
SU1359603A1 (en) Method of controlling cryogenic unit modes of operation
RU2167325C2 (en) Method of and device for control of power of supercharged internal combustion engine
US5937633A (en) High-pressure intercooled gas turbine
CN107532526A (en) The control device of pressure charging system
WO2009096028A1 (en) Motive power supply system for plant, method for operating the same, and method for modifying the same
JP2954754B2 (en) Operation control device for gas turbine system and pressurized fluidized bed boiler power plant
CN111433439B (en) Heat engine
JPH0445739B2 (en)
JP2002106305A (en) Starting controller of combined cycle power generation plant
Kim et al. Comparative analysis of the off design performance for gas turbine cogeneration systems
JPS57171031A (en) System for retrieving energy of blast furnace excess gas
SU1038499A2 (en) Process of operation of power-and-heat generation wet-steam turbine
JPH10103078A (en) Gas turbine cycle
JPS63272923A (en) Control method for output of gas turbine
RU2192551C2 (en) Gas turbine engine with regeneration of heat
SU1052681A1 (en) Power-and-heat generating steam turbine with developed consensing section