JP2001193411A - Valve control device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、コンプレッサに
よって圧縮された流体をプラントに供給し、該流体を用
いてプラントに仕事を行わせ、該仕事を行った流体をエ
キスパンダに供給して動力の回収を行う際、前記コンプ
レッサへの流体入力口と、前記コンプレッサと前記エキ
スパンダとの間をバイパスさせるバイパス弁との開度を
前記プラントの負荷に対応させて制御する弁制御装置に
関し、特にエキスパンダの安全を確保させる弁制御装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of supplying a fluid compressed by a compressor to a plant, causing the plant to perform work using the fluid, and supplying the fluid that has performed the work to an expander to generate power. A valve control device for controlling the opening of a fluid input port to the compressor and a bypass valve for bypassing between the compressor and the expander in accordance with a load of the plant when performing the recovery, and particularly relates to an extractor. The present invention relates to a valve control device for ensuring the safety of a panda.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、コンプレッサとエキスパンダ
とを組み合わせ、化学プラントなどのプラントに対する
動力源としてのエアをコンプレッサから供給し、プラン
トが使用したエアの動力をエキスパンダによって回収す
るプラントシステムがある。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a plant system in which a compressor and an expander are combined, air as a power source for a plant such as a chemical plant is supplied from the compressor, and power of the air used by the plant is recovered by the expander. .
【０００３】たとえば、図５は、従来の弁制御装置を適
用したプラントシステムの概要構成を示す図である。図
５において、コンプレッサ１は、エア流入口としての入
口ガイド翼（ＩＧＶ：Inlet Guide Vane）５を介して流
入するエアを圧縮する。圧縮されたエアは、プラント３
に流入し、プラント３に対する仕事を行わせ、仕事を行
ったエア（オフガス）は、ラジアルタービンであるエキ
スパンダ２に流入され、動力の回収が行われる。For example, FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a plant system to which a conventional valve control device is applied. In FIG. 5, a compressor 1 compresses air flowing through an inlet guide vane (IGV: Inlet Guide Vane) 5 as an air inlet. The compressed air is supplied to the plant 3
The air (off gas) that has performed the work for the plant 3 flows into the expander 2 that is a radial turbine, and the power is recovered.
【０００４】バイパス弁６は、プラントに流入するエア
を分岐し、開度に応じた流量のエアをエキスパンダ２に
流出する。エキスパンダ２は、コンプレッサ１に対する
動力回収を行い、回収されたエアは外部に流出する。こ
の際、バイパス弁６からエキスパンダ２に流入するエア
またはプラント３からエキスパンダ２に流入するオフガ
スは、動力回収とともに、エキスパンダ２のクーリング
エアとしても用いられる。[0004] The bypass valve 6 branches the air flowing into the plant, and flows out air to the expander 2 at a flow rate corresponding to the opening degree. The expander 2 recovers power to the compressor 1 and the recovered air flows out. At this time, the air flowing into the expander 2 from the bypass valve 6 or the off-gas flowing from the plant 3 into the expander 2 is used as cooling air for the expander 2 together with power recovery.
【０００５】制御部Ｃは、コンプレッサ１の起動時に用
いられるモータ４の駆動制御を行うとともに、プラント
３の運転制御を行う。また、制御部Ｃは、弁制御部Ｃ１
０を有し、弁制御部Ｃ１０は、ＩＧＶ５の開度およびバ
イパス弁の開度をプラント３の負荷をもとに制御する。[0005] The control unit C controls the driving of the motor 4 used when the compressor 1 is started, and also controls the operation of the plant 3. Further, the control unit C includes a valve control unit C1.
The valve control unit C10 controls the opening of the IGV 5 and the opening of the bypass valve based on the load of the plant 3.
【０００６】図６は、プラントの負荷値に対するＩＧＶ
５およびバイパス弁６の開度の制御特性を示す図であ
る。図６（ａ）に示すように、ＩＧＶ５の開度特性Ｆ１
は、プラント３からの負荷信号Ｓ５の負荷値が「０」か
ら「０．５」までの間である場合には、３０％一定の最
小開度ＶＩminに制御され、負荷値が「０．５」から
「１」までの間である場合には、負荷値の増大に対応し
てリニアに増大し、３０％から１００％の値に制御され
る。FIG. 6 shows an IGV with respect to a load value of a plant.
FIG. 5 is a diagram showing control characteristics of the opening degree of a bypass valve and a bypass valve. As shown in FIG. 6A, the opening degree characteristic F1 of the IGV5 is obtained.
When the load value of the load signal S5 from the plant 3 is between “0” and “0.5”, the minimum opening VImin is controlled to a constant 30% and the load value is set to “0.5”. If it is between "1" and "1", it increases linearly in response to the increase in the load value, and is controlled to a value of 30% to 100%.
【０００７】一方、図６（ｂ）に示すように、バイパス
弁６の開度特性Ｆ２は、プラント３からの負荷信号Ｓ５
の負荷値が「０」から「０．５」までの間である場合に
は、負荷値の増大に対応してリニアに減少し、１００％
から０％の値に制御され、負荷値が「０．５」から
「１」までの間である場合には、０％一定となり、全閉
状態となる。On the other hand, as shown in FIG. 6B, the opening degree characteristic F2 of the bypass valve 6 is based on the load signal S5 from the plant 3.
Is between “0” and “0.5”, the load value decreases linearly in response to the increase in the load value, and decreases by 100%.
When the load value is between “0.5” and “1”, the load value is constant at 0%, and the fully closed state is set.
【０００８】弁制御部Ｃ１０は、プラントの負荷値が
「０」から「０．５」までの間である場合には、バイパ
ス弁６の開度を変化させ、プラントの負荷値が「０．
５」から「１」までの間である場合には、ＩＧＶ５の開
度を変化させることによって、プラント３に流入するエ
アの供給量を制御する。ここで、負荷値が「０．５」か
ら「１」までの間におけるバイパス弁６を全閉状態とし
ているのは、負荷値が大きい場合、バイパス弁６を介し
てエアをエキスパンダ２にバイパスするのは効率が悪
く、プラント３の運転時では、プラント３からエキスパ
ンダ２に流入するオフガスを動力回収およびクーリング
エアとして用いることができるからである。When the load value of the plant is between "0" and "0.5", the valve control section C10 changes the opening of the bypass valve 6 so that the load value of the plant becomes "0.
When it is between "5" and "1", the supply amount of air flowing into the plant 3 is controlled by changing the opening of the IGV 5. Here, the reason why the bypass valve 6 is fully closed between the load values “0.5” and “1” is that when the load value is large, the air is bypassed to the expander 2 via the bypass valve 6. This is because the efficiency is low, and the off-gas flowing into the expander 2 from the plant 3 can be used as power recovery and cooling air during operation of the plant 3.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ばコンプレッサ起動後においてプラント３が起動されて
も、プラント３の遅延系によって直ちに十分な流量のオ
フガスが発生しておらず、しかも、バイパス弁６は全閉
にされているため、エキスパンダ２に十分なクーリング
エアが供給されず、エキスパンダ２が高温化し、ひいて
はエキスパンダ２の破壊をもたらすという問題点があっ
た。However, even if, for example, the plant 3 is started after the compressor is started, a sufficient flow rate of off-gas is not generated immediately by the delay system of the plant 3, and the bypass valve 6 is completely turned off. Because of the closed state, sufficient cooling air is not supplied to the expander 2, causing a problem that the expander 2 becomes hot and eventually breaks the expander 2.
【００１０】この発明は、上記に鑑みてなされたもの
で、コンプレッサあるいはプラントの起動、停止等のあ
らゆる制御状態であっても、エキスパンダの破壊を防ぐ
ことができる弁制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and has as its object to provide a valve control device capable of preventing the expander from being destroyed in any control state such as starting or stopping the compressor or the plant. Aim.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる弁制御装置は、コンプレッサが圧
縮した流体をプラントに供給し、該プラントが該流体を
用いて仕事を行い、該仕事を行った流体をエキスパンダ
に供給して動力の回収を行わせる際、前記コンプレッサ
への流体入力口と、前記コンプレッサと前記エキスパン
ダとの間をバイパスさせるバイパス弁との開度を前記プ
ラントの負荷に対応させて制御する弁制御装置におい
て、前記プラントから流出する前記仕事を行った流体の
圧力を検出する圧力センサと、前記プラントの負荷が一
定値を超える場合に前記流体入力口の開度を変化させ、
前記プラントの負荷が一定値以下の場合に前記バイパス
弁の開度を変化させることによって前記プラントの負荷
に対応した流体を該プラントに供給させる制御を行うと
ともに、前記圧力センサによる圧力値が所定値以下であ
って前記プラントの負荷が大きい場合に前記バイパス弁
の開度を最小開度に制御し、前記圧力センサによる圧力
値が所定値を超え、かつ前記プラントの負荷が大きい場
合に前記バイパス弁の開度を全閉に制御する弁制御手段
と、を備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a valve control device according to claim 1 supplies a fluid compressed by a compressor to a plant, and the plant performs work using the fluid, and When supplying the worked fluid to the expander to recover the power, the opening degree of the fluid input port to the compressor and the bypass valve for bypassing between the compressor and the expander is controlled by the plant. A pressure sensor for detecting the pressure of the fluid that has performed the work flowing out of the plant, and a valve for opening the fluid input port when the load of the plant exceeds a certain value. Change the degree,
When the load of the plant is equal to or less than a predetermined value, while controlling the supply of the fluid corresponding to the load of the plant to the plant by changing the opening degree of the bypass valve, the pressure value by the pressure sensor is a predetermined value. When the load of the plant is below, the opening of the bypass valve is controlled to the minimum opening when the load of the plant is large, the pressure value by the pressure sensor exceeds a predetermined value, and when the load of the plant is large, the bypass valve is And a valve control means for controlling the opening degree to fully closed.
【００１２】この発明によれば、弁制御手段は、プラン
トの負荷が一定値を超える場合にコンプレッサの流体入
力口の開度を変化させ、前記プラントの負荷が一定値以
下の場合に前記コンプレッサとエキスパンダとの間をバ
イパスさせるバイパス弁の開度を変化させることによっ
て前記プラントの負荷に対応した流体を該プラントに供
給させる制御を行うとともに、前記プラントから流出し
た流体の圧力を検出する圧力センサによる圧力値が所定
値以下であって前記プラントの負荷が大きい場合に前記
バイパス弁の開度を最小開度に制御し、該最小開度に対
応した流体を該バイパス弁を介して前記エキスパンダに
供給し、一方前記圧力センサによる圧力値が所定値を超
え、かつ前記プラントの負荷が大きい場合に前記バイパ
ス弁の開度を全閉に制御し、該バイパス弁を全閉とする
ことによって効率よく該プラントの負荷に応え、該プラ
ントから流出する流体を前記エキスパンダに供給するよ
うにし、コンプレッサおよびプラントの起動、停止、運
転の状態にかかわらず、前記エキスパンダには常に流体
が供給され、該流体によってエキスパンダが常にクーリ
ングされるようにしている。According to the present invention, the valve control means changes the opening of the fluid input port of the compressor when the load on the plant exceeds a certain value, and connects the compressor with the compressor when the load on the plant is less than the certain value. A pressure sensor that controls the supply of a fluid corresponding to the load of the plant to the plant by changing the opening of a bypass valve that bypasses the expander and detects the pressure of the fluid flowing out of the plant. When the pressure value is less than or equal to a predetermined value and the load on the plant is large, the opening of the bypass valve is controlled to the minimum opening, and the fluid corresponding to the minimum opening is expanded via the bypass valve to the expander. When the pressure value by the pressure sensor exceeds a predetermined value and the load on the plant is large, the opening of the bypass valve is fully closed. Control, by fully closing the bypass valve, efficiently respond to the load of the plant, supply the fluid flowing out of the plant to the expander, and start, stop, and operate the compressor and the plant. Regardless, a fluid is always supplied to the expander, and the expander is always cooled by the fluid.
【００１３】また、請求項２にかかる弁制御装置は、上
記の発明において、前記弁制御手段は、前記プラントの
負荷が一定値以下である場合に前記負荷の増大に伴って
前記バイパス弁の開度を全開から最小開度に減少させ、
前記プラントの負荷が一定値を超えた場合に前記最小開
度一定に保持させる第１の特性情報と、前記プラントの
負荷が一定値以下である場合に前記負荷の増大に伴って
前記バイパス弁の開度を全開から全閉に減少させ、前記
プラントの負荷が一定値を超えた場合に前記全閉を保持
させる第２の特性情報と、を備え、前記弁制御手段は、
前記圧力センサによる圧力値が所定値以下である場合に
前記第１の特性情報をもとに前記バイパス弁の開度制御
を行い、前記圧力センサによる圧力値が所定値を超える
場合に前記第２の特性情報をもとに前記バイパス弁の開
度制御を行うことを特徴とする。[0013] In the valve control device according to the second aspect of the present invention, when the load of the plant is equal to or less than a predetermined value, the valve control means may open the bypass valve with an increase in the load. Degree is reduced from the full opening to the minimum opening,
The first characteristic information for keeping the minimum opening constant when the load of the plant exceeds a certain value, and the bypass valve with the increase of the load when the load of the plant is below a certain value. Second characteristic information for reducing the opening degree from fully open to fully closed, and maintaining the fully closed state when the load of the plant exceeds a certain value, the valve control means comprises:
When the pressure value of the pressure sensor is equal to or less than a predetermined value, the opening degree control of the bypass valve is performed based on the first characteristic information. When the pressure value of the pressure sensor exceeds a predetermined value, the second control is performed. The opening degree control of the bypass valve is performed based on the above characteristic information.
【００１４】この発明によれば、弁制御手段は、プラン
トの負荷が一定値以下である場合に前記負荷の増大に伴
ってバイパス弁の開度を全開から最小開度に減少させ、
前記プラントの負荷が一定値を超えた場合に前記最小開
度一定に保持させる第１の特性情報と、前記プラントの
負荷が一定値以下である場合に前記負荷の増大に伴って
前記バイパス弁の開度を全開から全閉に減少させ、前記
プラントの負荷が一定値を超えた場合に前記全閉を保持
させる第２の特性情報とを有し、前記弁制御手段は、圧
力センサによる圧力値が所定値以下である場合に前記第
１の特性情報をもとに前記バイパス弁の開度制御を行
い、前記圧力センサによる圧力値が所定値を超える場合
に前記第２の特性情報をもとに前記バイパス弁の開度制
御を行うという切替制御を行うようにしている。According to the present invention, when the load on the plant is equal to or less than a predetermined value, the valve control means reduces the opening of the bypass valve from a full opening to a minimum opening with an increase in the load,
The first characteristic information for keeping the minimum opening constant when the load of the plant exceeds a certain value, and the bypass valve with the increase of the load when the load of the plant is below a certain value. Second characteristic information for reducing the opening degree from fully open to fully closed, and maintaining the fully closed state when the load of the plant exceeds a certain value, wherein the valve control means includes a pressure value by a pressure sensor. When the pressure value is equal to or less than a predetermined value, the opening degree control of the bypass valve is performed based on the first characteristic information, and when the pressure value obtained by the pressure sensor exceeds a predetermined value, the second characteristic information is used. Then, the switching control of performing the opening degree control of the bypass valve is performed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明にかかる弁制御装置の好適な実施の形態を説明す
る。なお、この実施の形態によって、この発明が限定さ
れるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a valve control device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited by the embodiment.
【００１６】図１は、この発明の実施の形態である弁制
御装置を適用したプラントシステムの概要構成を示す図
である。図１に示す弁制御装置は、図５に示した弁制御
装置に対してプラント３のオフガスの圧力を検出する圧
力センサ７をさらに有し、この圧力センサ７の圧力値を
も含めてＩＧＶ５およびバイパス弁６の開度を制御する
点が異なり、その他の構成は図５に示した弁制御装置と
同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a plant system to which a valve control device according to an embodiment of the present invention is applied. The valve control device shown in FIG. 1 further has a pressure sensor 7 for detecting the pressure of the off-gas of the plant 3 with respect to the valve control device shown in FIG. 5, and includes the IGV 5 The difference is that the opening degree of the bypass valve 6 is controlled, and the other configuration is the same as the valve control device shown in FIG. 5, and the same components are denoted by the same reference numerals.
【００１７】すなわち、コンプレッサ１は、エア流入口
としてのＩＧＶ５を介して流入するエアを圧縮する。圧
縮されたエアは、プラント３に流入し、プラント３に対
する仕事を行わせ、仕事を行ったエアであるオフガス
は、ラジアルタービンであるエキスパンダ２に流入さ
れ、動力の回収が行われる。バイパス弁６は、プラント
３に流入するエアを分岐し、開度に応じた流量のエアを
エキスパンダ２に流出する。That is, the compressor 1 compresses the air flowing through the IGV 5 serving as an air inlet. The compressed air flows into the plant 3 and causes the plant 3 to perform work. The off-gas that has performed the work flows into the expander 2 that is a radial turbine to recover power. The bypass valve 6 branches the air flowing into the plant 3 and flows out the air having a flow rate corresponding to the opening degree to the expander 2.
【００１８】この際、プラント３とエキスパンダ２との
間に圧力センサ７が設けられ、圧力センサ７によって検
出された圧力値は、制御部Ｃの弁制御部Ｃ１に送出され
る。エキスパンダ２は、コンプレッサ１に対する動力回
収を行い、回収されたエアは外部に流出する。この際、
バイパス弁６からエキスパンダ２に流入するエアまたは
プラント３からエキスパンダ２に流入するオフガスは、
動力回収とともに、エキスパンダ２のクーリングエアと
しても用いられる。At this time, a pressure sensor 7 is provided between the plant 3 and the expander 2, and a pressure value detected by the pressure sensor 7 is sent to a valve control unit C1 of the control unit C. The expander 2 recovers power to the compressor 1 and the recovered air flows out. On this occasion,
The air flowing into the expander 2 from the bypass valve 6 or the off-gas flowing into the expander 2 from the plant 3 is as follows:
It is used as cooling air for the expander 2 together with power recovery.
【００１９】制御部Ｃは、コンプレッサ１の起動時に用
いられるモータ４の駆動制御を行うとともに、プラント
３の運転制御を行う。また、制御部Ｃは、弁制御部Ｃ１
を有し、弁制御部Ｃ１は、圧力センサ７から送られるオ
フガスの圧力値およびプラント３から送られる負荷値を
もとに、ＩＧＶ５の開度およびバイパス弁の開度を制御
する。なお、モータ４の容量は約４０００ｋＷであり、
エキスパンダ２の出力は約１０００ｋＷである。The control unit C controls the driving of the motor 4 used when the compressor 1 is started, and also controls the operation of the plant 3. Further, the control unit C includes a valve control unit C1.
The valve control unit C1 controls the opening of the IGV 5 and the opening of the bypass valve based on the pressure value of the off-gas sent from the pressure sensor 7 and the load value sent from the plant 3. The capacity of the motor 4 is about 4000 kW,
The output of the expander 2 is about 1000 kW.
【００２０】図２は、プラントの負荷値に対するＩＧＶ
５およびバイパス弁６の開度の制御特性を示す図であ
る。図２（ａ）に示すように、ＩＧＶ５の開度特性Ｆ１
は、図６（ａ）に示したＩＧＶ５の開度特性と同じであ
り、プラント３からの負荷信号Ｓ５の負荷値が「０」か
ら「０．５」までの間である場合には、３０％一定に制
御され、負荷値が「０．５」から「１」までの間である
場合には、負荷値の増大に対応してリニアに増大し、３
０％から１００％の値に制御される。FIG. 2 shows the IGV against the load value of the plant.
FIG. 5 is a diagram showing control characteristics of the opening degree of a bypass valve and a bypass valve. As shown in FIG. 2A, the opening degree characteristic F1 of the IGV5 is obtained.
Is the same as the opening characteristic of the IGV 5 shown in FIG. 6A, and when the load value of the load signal S5 from the plant 3 is between “0” and “0.5”, 30 %, And when the load value is between “0.5” and “1”, the load value increases linearly in response to the increase in the load value.
It is controlled from 0% to 100%.
【００２１】一方、図２（ｂ）に示すバイパス弁６の開
度特性Ｆ２，Ｆ３のうち、バイパス弁Ｆ２は、図６
（ｂ）に示したバイパス弁の開度特性Ｆ２と同じであ
り、バイパス弁６の開度特性Ｆ２は、プラント３からの
負荷信号Ｓ５の負荷値が「０」から「０．５」までの間
である場合には、負荷値の増大に対応してリニアに減少
し、１００％から０％の値に制御され、負荷値が「０．
５」から「１」までの間である場合には、全閉状態とな
る。On the other hand, of the opening degree characteristics F2 and F3 of the bypass valve 6 shown in FIG.
The opening degree characteristic F2 of the bypass valve 6 is the same as the opening degree characteristic F2 of the bypass valve shown in (b), and the load value of the load signal S5 from the plant 3 is from “0” to “0.5”. If the load value is within the range, the load value decreases linearly in response to the increase in the load value and is controlled from 100% to 0%.
If it is between "5" and "1", it will be in the fully closed state.
【００２２】また、図２（ｂ）に示すバイパス弁の開度
特性Ｆ３は、プラント３からの負荷信号Ｓ５の負荷値が
「０」から「０．５」までの間である場合には、負荷値
の増大に対応してリニアに減少し、１００％から１５％
の値に制御され、負荷値が「０．５」から「１」までの
間である場合には、１５％一定となり、最小開度ＶＢmi
nを保持する。このバイパス弁の開度特性Ｆ２，Ｆ３に
よるバイパス弁６の開度制御は、圧力センサ７の圧力値
によって切り替えられる。The opening characteristic F3 of the bypass valve shown in FIG. 2B indicates that the load value of the load signal S5 from the plant 3 is between "0" and "0.5". Linearly decreases with increasing load value, from 100% to 15%
, And when the load value is between “0.5” and “1”, it is constant at 15%, and the minimum opening degree VBmi
Hold n. The opening degree control of the bypass valve 6 based on the opening degree characteristics F2 and F3 of the bypass valve is switched by the pressure value of the pressure sensor 7.
【００２３】弁制御部Ｃ１は、プラントの負荷値が
「０」から「０．５」までの間である場合には、バイパ
ス弁６の開度を変化させ、プラントの負荷値が「０．
５」から「１」までの間である場合には、ＩＧＶ５の開
度を変化させることによって、プラント３に流入するエ
アの供給量を制御する。When the load value of the plant is between "0" and "0.5", the valve control section C1 changes the opening of the bypass valve 6 so that the load value of the plant becomes "0.
When it is between "5" and "1", the supply amount of air flowing into the plant 3 is controlled by changing the opening of the IGV 5.
【００２４】ここで、図３および図４に示すフローチャ
ートを参照して、弁制御部Ｃ１によるＩＧＶ５およびバ
イパス弁の開度制御処理手順について説明する。まず、
図３において、ＩＧＶ５は、初期状態として全閉状態と
なっている（ステップＳ１０１）。その後、コンプレッ
サ１の起動指令が入力されたか否かを判断する（ステッ
プＳ１０２）。The procedure of controlling the opening of the IGV 5 and the bypass valve by the valve controller C1 will now be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First,
In FIG. 3, the IGV 5 is in a fully closed state as an initial state (step S101). Thereafter, it is determined whether or not a start command for the compressor 1 has been input (step S102).
【００２５】コンプレッサ１の起動指令が入力された場
合（ステップＳ１０２，ＹＥＳ）には、図２（ａ）に示
したように、プラント３から入力される負荷信号Ｓ５の
負荷値に対応するＩＧＶ５の開度特性Ｆ１をもとに、Ｉ
ＧＶ５の開度制御を行う（ステップＳ１０３）。すなわ
ち、負荷値が「０」から「０．５」の場合には、ＩＧＶ
５の開度を３０％一定の最小開度ＶＩminに制御し、負
荷値が「０．５」から「１」の場合には、負荷値の増加
に対してＩＧＶ５の開度を３０％から１００％にリニア
に増加させる制御を行う。When the start command of the compressor 1 is input (step S102, YES), as shown in FIG. 2A, the IGV 5 corresponding to the load value of the load signal S5 input from the plant 3 is output. Based on the opening characteristic F1, I
The opening degree control of the GV5 is performed (step S103). That is, when the load value is “0” to “0.5”, the IGV
5 is controlled to a constant minimum opening VImin of 30%, and when the load value is from "0.5" to "1", the opening of the IGV 5 is increased from 30% to 100 with respect to an increase in the load value. Control to increase linearly to%.
【００２６】その後、コンプレッサ１の停止指令が入力
されたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。コンプ
レッサ１の停止指令が入力されない場合（ステップＳ１
０４，Ｎ０）には、ステップＳ１０３に移行し、ＩＧＶ
５の開度特性Ｆ１によってＩＧＶ５の開度を制御する処
理を繰り返し、コンプレッサ１の停止指令が入力された
場合（ステップＳ１０４，ＹＥＳ）には、ステップＳ１
０１に移行し、ＩＧＶ５を全閉状態に移行させ、上述し
た処理を繰り返す。このＩＧＶ５の開度制御処理は、図
５および図６に示した従来の処理と全く同じである。Thereafter, it is determined whether or not a stop command for the compressor 1 has been input (step S104). When a stop command for the compressor 1 is not input (step S1
04, N0), the process proceeds to step S103 and the IGV
The process of controlling the opening of the IGV 5 based on the opening characteristic F1 of the compressor 5 is repeated.
01, the IGV 5 is shifted to the fully closed state, and the above-described processing is repeated. The opening control process of the IGV 5 is exactly the same as the conventional process shown in FIGS.
【００２７】つぎに、バイパス弁の開度制御処理手順に
ついて説明する。図４において、バイパス弁６は、初期
状態として全開状態となっている（ステップＳ２０
１）。その後、コンプレッサ１の起動指令が入力された
か否かを判断する（ステップＳ２０２）。コンプレッサ
１の起動指令が入力された場合（ステップＳ２０２，Ｙ
ＥＳ）には、図２（ｂ）に示したバイパス弁の開度特性
Ｆ３を用い、プラント３から入力される負荷信号Ｓ５の
負荷値に対応するバイパス弁６の開度制御を行う（ステ
ップＳ２０３）。Next, the procedure for controlling the opening degree of the bypass valve will be described. In FIG. 4, the bypass valve 6 is fully opened as an initial state (step S20).
1). Thereafter, it is determined whether a start command for the compressor 1 has been input (step S202). When a start command for the compressor 1 is input (step S202, Y
ES), the opening degree control of the bypass valve 6 corresponding to the load value of the load signal S5 input from the plant 3 is performed using the opening degree characteristic F3 of the bypass valve shown in FIG. 2B (step S203). ).
【００２８】すなわち、負荷値が「０」から「０．５」
の場合には、負荷値の増加に対してバイパス弁６の開度
を１００％から１５％にリニアに減少させる制御を行
い、負荷値が「０．５」から「１」の場合には、１５％
一定の最小開度ＶＢminに制御する。That is, the load value changes from "0" to "0.5".
In the case of, control is performed to linearly decrease the opening of the bypass valve 6 from 100% to 15% with respect to an increase in the load value. When the load value is from "0.5" to "1", 15%
Control is performed to a fixed minimum opening degree VBmin.
【００２９】その後、コンプレッサ１の停止指令が入力
されたか否かを判断する（ステップＳ２０４）。コンプ
レッサ１の停止指令が入力された場合（ステップＳ２０
４，ＹＥＳ）には、ステップ２０１に移行し、バイパス
弁６を全開状態に移行させ、上述した処理を繰り返す。Thereafter, it is determined whether or not a stop command for the compressor 1 has been input (step S204). When a stop command for the compressor 1 is input (step S20)
(4, YES), the process proceeds to step 201, the bypass valve 6 is moved to the fully open state, and the above-described processing is repeated.
【００３０】コンプレッサ１の停止指令が入力されない
場合（ステップＳ２０４，Ｎ０）には、さらに、圧力セ
ンサ７が通知する圧力値をもとに、オフガスの圧力値が
所定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ２０
５）。この所定値とは、エキスパンダ２のクーリングも
十分に行える圧力値である。オフガスの圧力値が所定値
を超えない場合（ステップＳ２０５，ＮＯ）には、ステ
ップＳ２０３に移行し、バイパス弁の開度特性Ｆ３に対
応した開度制御を行う。If the stop command of the compressor 1 is not input (step S204, NO), it is further determined whether or not the pressure value of the off-gas exceeds a predetermined value based on the pressure value notified by the pressure sensor 7. (Step S20)
5). The predetermined value is a pressure value at which the cooling of the expander 2 can be sufficiently performed. If the pressure value of the off gas does not exceed the predetermined value (step S205, NO), the process proceeds to step S203, and the opening control corresponding to the opening characteristic F3 of the bypass valve is performed.
【００３１】一方、オフガスの圧力値が所定値を超えた
場合（ステップＳ２０５，ＹＥＳ）には、図２（ｂ）に
示したバイパス弁の開度特性Ｆ２を用い、プラント３か
ら入力される負荷信号Ｓ５の負荷値に対応するバイパス
弁６の開度制御を行う（ステップＳ２０６）。すなわ
ち、負荷値が「０」から「０．５」の場合には、負荷値
の増加に対してバイパス弁６の開度を１００％から０％
にリニアに減少させる制御を行い、負荷値が「０．５」
〜「１」の場合には、０％すなわち全閉状態に保持させ
る。その後、ステップＳ２０５に移行し、オフガスの圧
力が所定値を超えたか否かを判断し、上述した処理を繰
り返す。On the other hand, when the pressure value of the off-gas exceeds a predetermined value (step S205, YES), the load input from the plant 3 is obtained by using the opening characteristic F2 of the bypass valve shown in FIG. The opening degree control of the bypass valve 6 corresponding to the load value of the signal S5 is performed (step S206). That is, when the load value is from “0” to “0.5”, the opening of the bypass valve 6 is changed from 100% to 0% with respect to the increase in the load value.
Control to linearly decrease the load value to "0.5"
In the case of 「1’, 0%, that is, the fully closed state is maintained. Thereafter, the process proceeds to step S205, in which it is determined whether or not the pressure of the off-gas exceeds a predetermined value, and the above-described processing is repeated.
【００３２】この実施の形態によれば、オフガスが十分
に発生しないとき、バイパス弁６は最小開度ＶＢmin以
上の開度を保持し、エキスパンダ２をクーリングするこ
とができ、オフガスが十分発生しているとき、このオフ
ガスを用いてエキスパンダ２をクーリングすることがで
きる。この結果、システム全体の状態がどのような状態
であっても、エキスパンダ２に対するクーリングエアを
確実に流入させることができ、エキスパンダ２の破壊を
未然に防止することができる。According to this embodiment, when off-gas is not sufficiently generated, the bypass valve 6 can maintain the opening degree equal to or larger than the minimum opening degree VBmin to cool the expander 2, and sufficient off-gas is generated. In this case, the expander 2 can be cooled using the off-gas. As a result, no matter what the state of the entire system is, the cooling air can reliably flow into the expander 2 and the expander 2 can be prevented from being broken.
【００３３】なお、上述した実施の形態では、化学プラ
ントに対するプラントシステムを例にあげて説明した
が、プラント起動後、直ちにオフガスを発生することが
できない遅延系を有するプラントシステムが弁制御の対
象である場合に特に有効である。In the above-described embodiment, a plant system for a chemical plant has been described as an example. However, a plant system having a delay system that cannot generate off-gas immediately after starting the plant is a target of valve control. This is particularly effective in some cases.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
弁制御装置（請求項１）によれば、弁制御手段は、プラ
ントの負荷が一定値を超える場合にコンプレッサの流体
入力口の開度を変化させ、前記プラントの負荷が一定値
以下の場合に前記コンプレッサとエキスパンダとの間を
バイパスさせるバイパス弁の開度を変化させることによ
って前記プラントの負荷に対応した流体を該プラントに
供給させる制御を行うとともに、前記プラントから流出
した流体の圧力を検出する圧力センサによる圧力値が所
定値以下であって前記プラントの負荷が大きい場合に前
記バイパス弁の開度を最小開度に制御し、該最小開度に
対応した流体を該バイパス弁を介して前記エキスパンダ
に供給し、一方、前記圧力センサによる圧力値が所定値
を超え、かつ前記プラントの負荷が大きい場合に前記バ
イパス弁の開度を全閉に制御し、該バイパス弁を全閉と
することによって効率よく該プラントの負荷に応え、該
プラントから流出する流体を前記エキスパンダに供給す
るようにし、コンプレッサおよびプラントの起動、停
止、運転の状態にかかわらず、前記エキスパンダには常
に流体が供給され、該流体によってエキスパンダが常に
クーリングされるようにしているので、特にプラント運
転開始直後およびプラント運転終了後におけるプラント
からエキスパンダに流入する流体不足による該エキスパ
ンダの高温化による該エキスパンダの破壊を確実に防ぐ
ことができるという効果を奏する。As described above, according to the valve control device of the present invention (claim 1), when the load of the plant exceeds a certain value, the valve control means opens the fluid input port of the compressor. And changing the opening of a bypass valve that bypasses between the compressor and the expander when the load of the plant is equal to or less than a predetermined value, thereby supplying a fluid corresponding to the load of the plant to the plant. While performing control, when the pressure value of the pressure sensor that detects the pressure of the fluid flowing out of the plant is equal to or less than a predetermined value and the load on the plant is large, the opening of the bypass valve is controlled to the minimum opening, A fluid corresponding to the minimum opening is supplied to the expander through the bypass valve, while a pressure value by the pressure sensor exceeds a predetermined value, and When the load of the runt is large, the opening degree of the bypass valve is controlled to be fully closed, and the bypass valve is fully closed to efficiently respond to the load of the plant, and the fluid flowing out of the plant is supplied to the expander. In particular, since the expander is always supplied with a fluid and the expander is always cooled by the fluid irrespective of the start, stop, and operation states of the compressor and the plant, the plant operation is particularly performed. Immediately after the start and after the end of the plant operation, there is an effect that the destruction of the expander due to the high temperature of the expander due to a shortage of fluid flowing into the expander from the plant can be surely prevented.
【００３５】また、この発明にかかる弁制御装置（請求
項２）によれば、弁制御手段は、プラントの負荷が一定
値以下である場合に前記負荷の増大に伴ってバイパス弁
の開度を全開から最小開度に減少させ、前記プラントの
負荷が一定値を超えた場合に前記最小開度一定に保持さ
せる第１の特性情報と、前記プラントの負荷が一定値以
下である場合に前記負荷の増大に伴って前記バイパス弁
の開度を全開から全閉に減少させ、前記プラントの負荷
が一定値を超えた場合に前記全閉を保持させる第２の特
性情報とを有し、前記弁制御手段は、圧力センサによる
圧力値が所定値以下である場合に前記第１の特性情報を
もとに前記バイパス弁の開度制御を行い、前記圧力セン
サによる圧力値が所定値を超える場合に前記第２の特性
情報をもとに前記バイパス弁の開度制御を行うという切
替制御を行うようにしているので、簡易な構成によって
エキスパンダの安全を確保することができるという効果
を奏する。Further, according to the valve control device of the present invention (claim 2), when the load on the plant is equal to or less than a predetermined value, the valve control means adjusts the opening degree of the bypass valve with an increase in the load. First characteristic information for decreasing the full opening from the minimum opening to the minimum opening and maintaining the minimum opening constant when the load of the plant exceeds a certain value, and the load when the load of the plant is equal to or less than a certain value. The second characteristic information for reducing the opening degree of the bypass valve from fully open to fully closed with an increase in the valve and maintaining the fully closed state when the load on the plant exceeds a certain value, The control means controls the opening of the bypass valve based on the first characteristic information when the pressure value from the pressure sensor is equal to or less than a predetermined value, and when the pressure value from the pressure sensor exceeds the predetermined value. Based on the second characteristic information, Since to perform the switching control of performing opening control of the bypass valve, there is an effect that it is possible to ensure the safety of the expander with a simple structure.
【図１】この発明の実施の形態である弁制御装置を適用
したプラントシステムの概要構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a plant system to which a valve control device according to an embodiment of the present invention is applied.
【図２】この発明の実施の形態である弁制御装置のＩＧ
Ｖおよびバイパス弁の開度特性を示す図である。FIG. 2 is an IG of the valve control device according to the embodiment of the present invention;
It is a figure which shows the opening characteristic of V and a bypass valve.
【図３】この発明の実施の形態である弁制御装置による
ＩＧＶの開度制御処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of an IGV opening control process by the valve control device according to the embodiment of the present invention;
【図４】この発明の実施の形態である弁制御装置による
バイパス弁の開度制御処理手順を示すフローチャートで
ある。FIG. 4 is a flowchart showing a bypass valve opening control process performed by the valve control device according to the embodiment of the present invention;
【図５】従来における弁制御装置を適用したプラントシ
ステムの概要構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a plant system to which a conventional valve control device is applied.
【図６】従来における弁制御装置のＩＧＶおよびバイパ
ス弁の開度特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the opening degree characteristics of an IGV and a bypass valve of a conventional valve control device.
１ コンプレッサ ２ エキスパンダ ３ プラント ４ モータ ５ ＩＧＶ ６ バイパス弁 ７ 圧力センサ Ｆ１ ＩＧＶの開度特性 Ｆ２，Ｆ３ バイパス弁の開度特性 Ｃ 制御部 Ｃ１ 弁制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Expander 3 Plant 4 Motor 5 IGV 6 Bypass valve 7 Pressure sensor F1 Opening characteristic of IGV F2, F3 Opening characteristic of bypass valve C control unit C1 valve control unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G071 AA02 AB06 BA22 DA11 DA16 EA02 EA05 FA03 HA00 JA02 3H045 AA06 AA09 AA12 AA26 AA31 BA02 BA19 BA20 BA41 CA03 DA13 DA19 DA48 EA04 EA13 EA26 EA37 EA43 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G071 AA02 AB06 BA22 DA11 DA16 EA02 EA05 FA03 HA00 JA02 3H045 AA06 AA09 AA12 AA26 AA31 BA02 BA19 BA20 BA41 CA03 DA13 DA19 DA48 EA04 EA13 EA26 EA37 EA43
Claims (2)
に供給し、該プラントが該流体を用いて仕事を行い、該
仕事を行った流体をエキスパンダに供給して動力の回収
を行わせる際、前記コンプレッサへの流体入力口と、前
記コンプレッサと前記エキスパンダとの間をバイパスさ
せるバイパス弁との開度を前記プラントの負荷に対応さ
せて制御する弁制御装置において、 前記プラントから流出する前記仕事を行った流体の圧力
を検出する圧力センサと、 前記プラントの負荷が一定値を超える場合に前記流体入
力口の開度を変化させ、前記プラントの負荷が一定値以
下の場合に前記バイパス弁の開度を変化させることによ
って前記プラントの負荷に対応した流体を該プラントに
供給させる制御を行うとともに、前記圧力センサによる
圧力値が所定値以下であって前記プラントの負荷が大き
い場合に前記バイパス弁の開度を最小開度に制御し、前
記圧力センサによる圧力値が所定値を超え、かつ前記プ
ラントの負荷が大きい場合に前記バイパス弁の開度を全
閉に制御する弁制御手段と、 を備えたことを特徴とする弁制御装置。When the compressor supplies a compressed fluid to a plant, the plant performs work using the fluid, and supplies the fluid that has performed the work to an expander to recover power. A valve control device that controls an opening degree of a fluid input port to a compressor and a bypass valve that bypasses a path between the compressor and the expander in accordance with a load of the plant, wherein the work flowing out of the plant is controlled. A pressure sensor for detecting the pressure of the performed fluid, and changing the opening of the fluid input port when the load of the plant exceeds a certain value, and opening the bypass valve when the load of the plant is less than a certain value. By controlling the supply of the fluid corresponding to the load of the plant to the plant by changing the degree, the pressure value by the pressure sensor is adjusted to a desired value. When the load of the plant is less than or equal to the value, the opening of the bypass valve is controlled to the minimum opening, and when the pressure value by the pressure sensor exceeds a predetermined value and the load of the plant is large, the bypass is controlled. A valve control device, comprising: valve control means for controlling an opening degree of a valve to be fully closed.
の増大に伴って前記バイパス弁の開度を全開から最小開
度に減少させ、前記プラントの負荷が一定値を超えた場
合に前記最小開度一定に保持させる第１の特性情報と、 前記プラントの負荷が一定値以下である場合に前記負荷
の増大に伴って前記バイパス弁の開度を全開から全閉に
減少させ、前記プラントの負荷が一定値を超えた場合に
前記全閉を保持させる第２の特性情報と、 を備え、 前記弁制御手段は、前記圧力センサによる圧力値が所定
値以下である場合に前記第１の特性情報をもとに前記バ
イパス弁の開度制御を行い、前記圧力センサによる圧力
値が所定値を超える場合に前記第２の特性情報をもとに
前記バイパス弁の開度制御を行うことを特徴とする請求
項１に記載の弁制御装置。2. The valve control unit according to claim 1, wherein, when the load of the plant is equal to or less than a predetermined value, the opening of the bypass valve is reduced from a full opening to a minimum opening with an increase in the load. When the load exceeds a certain value, the first characteristic information for keeping the minimum opening constant, and when the load on the plant is equal to or less than a certain value, the opening of the bypass valve is fully opened with an increase in the load. And the second characteristic information for maintaining the fully closed state when the load of the plant exceeds a predetermined value, wherein the valve control means adjusts the pressure value by the pressure sensor to a predetermined value. The opening degree control of the bypass valve is performed based on the first characteristic information when the following is true, and when the pressure value by the pressure sensor exceeds a predetermined value, the bypass control is performed based on the second characteristic information. To control the opening of the valve. The valve control device according to claim 1, symptoms.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008095A JP2001193411A (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Valve control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000008095A JP2001193411A (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Valve control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193411A true JP2001193411A (en) | 2001-07-17 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001193411A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10208758B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-02-19 | Industrial Technology Research Institute | Internal hot gas bypass device coupled with inlet guide vane for centrifugal compressor |
-
2000
- 2000-01-17 JP JP2000008095A patent/JP2001193411A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10208758B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-02-19 | Industrial Technology Research Institute | Internal hot gas bypass device coupled with inlet guide vane for centrifugal compressor |
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