JP5211564B2 - 圧縮機装置及び圧縮機装置の制御方法 - Google Patents
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Description
前記主制御装置は前記末端圧力検出装置の末端圧力の検出値と前記吐出圧力検出装置の吐出圧力の検出値とから前記圧縮ガス吐出口と圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出すると共に、前記圧力損失と予め設定された末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出する演算式を記憶して演算を行う演算部を有し、前記演算部で算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値とし、前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させ、前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させて前記回転数制御式圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置である。
前記主制御装置は前記吐出圧力の検出値及び前記末端圧力検出装置の検出値を全負荷から低負荷まで測定し、予め各吐出流量時の圧縮機の吐出圧力と前記末端の圧力との差である圧力損失を算出する計算式を決めて記憶し、前記ガス流量検出装置からのガス流量の検出値と前記吐出圧力検出装置からの吐出圧力の検出値を基に、前記計算式によって前記圧縮ガス吐出口と前記圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出すると共に、前記圧力損失と予め設定の末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出する演算式を記憶して演算を行う演算部を有し、前記演算部で算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値とし、前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させ、前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させて前記回転数制御式圧縮機を容量制御する構成とする。
前記主制御装置は予め前記回転数制御式圧縮機のロータ回転数と体積効率の関係を求めておき、前記ロータ回転数と体積効率の関係及び前記回転数制御式圧縮機の回転数制御信号により前記回転数制御式圧縮機のガス流量を算出し、前記ベースロード圧縮機それぞれの負荷運転信号を検出することにより運転状態が負荷運転か無負荷運転または停止を確認し、予め前記ベースロード圧縮機の全負荷運転時の吐出風量を設定しておき、前記ベースロード圧縮機の負荷運転状態信号により前記ベースロード圧縮機のガス量を算出し、算出した前記回転数制御式圧縮機のガス流量と前記ベースロード圧縮機のガス量により圧縮機のガス流量を算出すると共に、前記ガス流量と前記吐出圧力の検出値を基に前記圧縮ガス吐出口と前記圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出し、更に
前記圧力損失と予め設定の末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出する演算式を記憶して演算を行う演算部を有し、前記演算部で算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値として前記回転数制御式圧縮機を容量制御する構成とする。
前記圧縮機の吐出口から圧縮ガスが供給される圧縮ガス運用機器側の末端圧力を検出するステップと、
前記検出した末端圧力の検出値と前記圧縮ガス吐出圧力の検出値を基に、前記圧縮機吐出口と圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出するステップと、
前記算出した圧力損失と予め設定された設定目標末端圧力とから目標吐出圧力を求めるステップと、
前記求めた目標吐出圧力を新たな吐出圧力設定目標値とするステップと、
前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させるステップと、
前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させるステップと、を備え、
前記圧縮機を容量制御することを特徴とする。
Pdt=Ppt+ΔPl=Ppt+(Pd−Pp)
このように、圧力損失ΔPlに基づき吐出圧力設定目標値Pdtを自動更新することで調整し、この吐出圧力設定目標値Pdtを新たな目標値として容量制御することによって、末端圧力Ppは設定標末端圧力Pptで一定になるように容量制御されることとなる。
ΔPl∝(Qd)2
よって、全負荷時の圧力損失ΔPlfと吐出流量Qdfを測定し、ある検出した吐出流量Qd時の圧力損失ΔPlは次式により算出できる。
ΔPl=(ΔPlf/(Qdf)2)×(Qd)2
このように、圧縮機と圧縮機設備末端にある需要側の圧縮ガス運用機器9との間の予想圧力損失ΔPlが算出されると、運用機器末端圧力の予想値を算出することができ、運用機器末端圧力予想値が末端圧力目標値Pptと等しくなるように、吐出圧力設定目標値Pdtを自動調整(自動更新)するものである。以上の様に、本発明の第二の実施例は、上述した第一の実施例で用いた末端圧力検出装置32を用いることなく、ガス流量検出装置33を利用してΔPlを算出し(S201)、この算出値に基づいて吐出圧力設定目標値Pdtを自動調整(自動更新)するものである。
Nm=2×60×f×(1−s)/P(S301)
ここで、Pは電動機の極数、sはすべり(スリップ)を示す。よって、例えば極数P=2、すべりs=0.015の電動機18を60Hzで運転した場合には、電動機回転数Nm=3546min−1となる。ロータ回転数Nrlは、電動機18と直結されている場合には電動機回転数と一致し、増速機によって増速している場合には増速ギヤ比に比例して速くなる。そして、図4に示すように、予めロータ回転数Nrlと体積効率ηvの関係を求めておくと、圧縮機の吐出流量Qdは以下の式で算出することができる。
Qdl=ηv×Vth×Nrl×f/fmax(S302)
ここで、Vthは設計ロータ形状によって決まる理論押し除け量、fmaxは全負荷時のインバータ指令周波数を示す。
Qd2=Qd2a×ma+Qd2b×mb+…Qd2i×mi
ここで、mは、各ベースロード機となる圧縮機の負荷運転状態を示し、負荷運転時はm=1、無負荷運転時または停止時はm=0とする。
Qd=Qd1+Qd2
このように、第三の実施例では、容量調整機となるインバータ駆動圧縮機1のインバータ指令周波数信号fとベースロード圧縮機2a、2bの負荷運転信号を検出することによって吐出流量Qdを算出し、この算出値に基づいて吐出圧力設定目標値Pdtを自動調整(自動更新)するものである。
Claims (7)
- 集合配管またはガス貯槽に設置し圧縮機の圧縮ガス吐出圧力を検出する吐出圧力検出装置と、この検出装置の吐出圧力の検出値に基づいて回転数制御式圧縮機の電動機回転数を制御して前記吐出圧力の検出値が予め設定の吐出圧力設定目標値と一致するように容量制御する前記回転数制御式圧縮機と、負荷運転と無負荷運転を繰返して容量制御するベースロード圧縮機と、圧縮ガス運用機器側に設けられた末端圧力検出装置と、前記各圧縮機の吐出口のガス配管に取り付けられている圧縮機個別設置吐出圧力検出装置を具備し、前記各圧縮機がそれぞれ単独運転する際には前記圧縮機個別設置吐出圧力検出装置で検出した圧力値を基に容量制御運転を行い、上記各圧縮機を同時に制御する主制御装置を備えた圧縮機装置であって、
前記主制御装置は前記末端圧力検出装置の末端圧力の検出値と前記吐出圧力検出装置の吐出圧力の検出値とから前記圧縮ガス吐出口と圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出すると共に、前記圧力損失と予め設定された末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出する演算式を記憶して演算を行う演算部を有し、前記演算部で算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値とし、前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させ、前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させて前記回転数制御式圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置。 - 集合配管またはガス貯槽に設置し圧縮機の圧縮ガス吐出圧力を検出する吐出圧力検出装置と、圧縮機の圧縮ガス流量を検出するガス流量検出装置と、前記吐出圧力検出装置の吐出圧力の検出値に基づいて回転数制御式圧縮機の電動機回転数を制御して前記吐出圧力の検出値が予め設定の吐出圧力設定目標値と一致するように容量制御する前記回転数制御式圧縮機と、負荷運転と無負荷運転を繰返して容量制御するベースロード圧縮機と、圧縮ガス運用機器側に設けられた末端圧力検出装置と、前記各圧縮機の吐出口のガス配管に取り付けられている圧縮機個別設置吐出圧力検出装置を具備し、前記各圧縮機がそれぞれ単独運転する際には前記圧縮機個別設置吐出圧力検出装置で検出した圧力値を基に容量制御運転を行い、上記各圧縮機を同時に制御する主制御装置を備えた圧縮機装置であって、
前記主制御装置は前記吐出圧力の検出値及び前記末端圧力検出装置の検出値を全負荷から低負荷まで測定し、予め各吐出流量時の圧縮機の吐出圧力と前記末端の圧力との差である圧力損失を算出する計算式を決めて記憶し、前記ガス流量検出装置からのガス流量の検出値と前記吐出圧力検出装置からの吐出圧力の検出値を基に、前記計算式によって前記圧縮ガス吐出口と前記圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出すると共に、前記圧力損失と予め設定の末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出する演算式を記憶して演算を行う演算部を有し、前記演算部で算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値とし、前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させ、前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させて前記回転数制御式圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置。 - 集合配管またはガス貯槽に設置し圧縮機の圧縮ガス吐出圧力を検出する吐出圧力検出装置と、この検出装置の吐出圧力の検出値に基づいて回転数制御式圧縮機の電動機回転数を制御して前記吐出圧力の検出値が予め設定の吐出圧力設定目標値と一致するように容量制御する前記回転数制御式圧縮機と、負荷運転と無負荷運転を繰返して容量制御するベースロード圧縮機と、圧縮ガス運用機器側に設けられた末端圧力検出装置と、前記各圧縮機の吐出口のガス配管に取り付けられている圧縮機個別設置吐出圧力検出装置を具備し、前記各圧縮機がそれぞれ単独運転する際には前記圧縮機個別設置吐出圧力検出装置で検出した圧力値を基に容量制御運転を行い、上記各圧縮機を同時に制御する主制御装置を備えた圧縮機装置であって、
前記主制御装置は予め前記回転数制御式圧縮機のロータ回転数と体積効率の関係を求めておき、前記ロータ回転数と体積効率の関係及び前記回転数制御式圧縮機の回転数制御信号により前記回転数制御式圧縮機のガス流量を算出し、前記ベースロード圧縮機それぞれの負荷運転信号を検出することにより運転状態が負荷運転か無負荷運転または停止を確認し、予め前記ベースロード圧縮機の全負荷運転時の吐出風量を設定しておき、前記ベースロード圧縮機の負荷運転状態信号により前記ベースロード圧縮機のガス量を算出し、算出した前記回転数制御式圧縮機のガス流量と前記ベースロード圧縮機のガス量により圧縮機のガス流量を算出すると共に、前記ガス流量と前記吐出圧力の検出値を基に前記圧縮ガス吐出口と前記圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出し、更に前記圧力損失と予め設定の末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出する演算式を記憶して演算を行う演算部を有し、前記演算部で算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値として前記回転数制御式圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置。 - 前記主制御装置は前記末端圧力検出装置からの末端圧力を定期的に検出し、当該検出値と予め設定の末端圧力設定目標値を比較し、比較結果に基づいて前記演算部に記憶された演算式を補正することを特徴とする請求項2または3に記載の圧縮機装置。
- 集合配管またはガス貯槽に設置した吐出圧力検出装置が検出する吐出圧力の検出値に基づいて回転数制御式圧縮機の電動機回転数を制御して前記吐出圧力の検出値が予め設定の吐出圧力設定目標値と一致するように前記回転数制御式圧縮機を容量制御すると共に、ベースロード圧縮機を負荷運転と無負荷運転とを繰返して容量制御することによって前記回転数制御式圧縮機と前記ベースロード圧縮機を同時に制御する制御方法であって、
前記圧縮機の吐出口から圧縮ガスが供給される圧縮ガス運用機器側の末端圧力を検出するステップと、
前記検出した末端圧力の検出値と前記圧縮ガス吐出圧力の検出値を基に、前記圧縮機吐出口と圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出するステップと、
前記算出した圧力損失と予め設定された設定目標末端圧力とから目標吐出圧力を求めるステップと、
前記求めた目標吐出圧力を新たな吐出圧力設定目標値とするステップと、
前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させるステップと、
前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させるステップと、を備え、
前記圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置の制御方法。 - 集合配管またはガス貯槽に設置した吐出圧力検出装置が検出する吐出圧力の検出値に基づいて回転数制御式圧縮機の電動機回転数を制御して前記吐出圧力の検出値が予め設定の吐出圧力設定目標値と一致するように前記回転数制御式圧縮機を容量制御すると共に、ベースロード圧縮機を負荷運転と無負荷運転とを繰返して容量制御することによって前記回転数制御式圧縮機と前記ベースロード圧縮機を同時に制御する制御方法であって、
前記圧縮機の吐出口に設けられた流量検出装置によりガス流量を検出するステップと、
前記検出した吐出流量と前記圧縮ガス吐出圧力の検出値を基に、予め前記吐出圧力の検出値及び前記末端圧力検出装置の検出値を全負荷から低負荷まで測定し、各吐出流量時の圧縮機の吐出圧力と前記末端の圧力との差である圧力損失を算出するために記憶された計算式によって前記圧縮機吐出口と前記圧縮ガスが供給される圧縮ガス運用機器の間の圧力損失を算出するステップと、
前記算出した圧力損失と、前記圧縮ガス運用機器側の予め設定の末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出するステップと、
前記回転数制御式圧縮機が全負荷運転状態で運転していて、前記吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して低くなっていき、吐出圧力設定下限値以下となったとき、停止中または無負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を全負荷運転させるステップと、
前記回転数制御式圧縮機が無負荷運転状態で運転していて、前記圧縮機吐出圧力の検出値が前記吐出圧力設定目標値に対して高くなっていき、吐出圧力設定上限値以上となったとき、全負荷運転中の前記ベースロード圧縮機を1台無負荷運転または停止させるステップと、を備え、
前記算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値として前記圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置の制御方法。 - 集合配管またはガス貯槽に設置した吐出圧力検出装置が検出する吐出圧力の検出値に基づいて回転数制御式圧縮機の電動機回転数を制御して前記吐出圧力の検出値が予め設定の吐出圧力設定目標値と一致するように前記回転数制御式圧縮機を容量制御すると共に、ベースロード圧縮機を負荷運転と無負荷運転とを繰返して容量制御することによって前記回転数制御式圧縮機と前記ベースロード圧縮機を同時に制御する制御方法であって、
予め求めていた前記回転数制御式圧縮機のロータ回転数と体積効率の関係及び前記回転数制御式圧縮機の回転数制御信号により前記回転数制御式圧縮機のガス流量を算出するステップと、
前記ベースロード圧縮機それぞれの負荷運転信号を検出することにより運転状態が負荷運転か無負荷運転または停止を確認するステップと、
予め前記ベースロード圧縮機の全負荷運転時の吐出風量を設定しておくステップと、
前記ベースロード圧縮機の負荷運転状態信号に基づいて前記ベースロード圧縮機のガス量を算出するステップと、
前記回転数制御式圧縮機の算出したガス流量と前記ベースロード圧縮機の算出したガス量により圧縮機のガス流量を算出するステップと、
前記算出した吐出流量と前記圧縮ガス吐出圧力の検出値とを基に、圧縮機吐出口と圧縮ガスが供給される圧縮ガス運用機器との間の圧力損失を算出するステップと、
前記算出した圧力損失と前記圧縮ガス運用機器側の予め設定の末端圧力設定目標値とから吐出圧力目標値を算出するステップと、を備え、
前記算出した吐出圧力目標値を新たな吐出圧力設定目標値として前記圧縮機を容量制御することを特徴とする圧縮機装置の制御方法。
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