JP5667239B2 - 制御システム、遠心コンプレッサに安定制御を提供する方法、蒸気圧縮システム - Google Patents
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- コンプレッサの安定的な作動を維持するための制御システムであって、
コンプレッサ内の失速状況又はサージ状況のうちのいずれか一方の状況の検出に応答して、コンプレッサのディフューザーの流れ通路を閉じるように構成された少なくとも1つの第1の制御状態と、
失速状況又はサージ状況が存在しないとの決定に応答して、コンプレッサのディフューザーの流れ通路を開くように構成された第2の制御状態とを備え、
前記少なくとも1つの第1の制御状態が、
前記失速状況の検出に応答して入る失速反応状態と、前記サージ状況の検出に応答して入るサージ反応状態と、
サージ反応状態内で修正されたサージ状況に応答してディフューザーの流れ通路の寸法を維持するように構成されたサージ待機状態とを有し、
前記サージ待機状態における失速状況の発生に応答して失速反応状態に入り、前記失速反応状態における失速状況の修正に応答してサージ待機状態に入ることを特徴とする制御システム。 - 前記サージ反応状態が所定のサージ反応時間期間だけディフューザーの流れ通路を連続的に閉じるように構成され、前記失速反応状態は、検出された失速状況が修正されるか又はサージ状況が検出されるまで、ディフューザーの流れ通路を連続的に閉じるように構成されることを特徴とする請求項1の制御システム。
- 前記サージ待機状態は、所定のサージ待機期間が終了するか、サージ状況が生じるか又は失速状況が生じるまで、ディフューザーの流れ通路の寸法を維持するように構成されることを特徴とする請求項1の制御システム。
- 前記サージ待機状態内でのサージ状況の発生に応答してディフューザーの流れ通路の寸法を維持するように構成された高温ガスオーバーライド状態を更に有することを特徴とする請求項3の制御システム。
- 前記失速反応状態における失速状況の修正又はコンプレッサの始動のうちの一方に応答してディフューザーの流れ通路の寸法を維持するように構成された失速待機状態を更に有することを特徴とする請求項2の制御システム。
- 前記失速待機状態は、所定の失速待機期間が終了するか、予備回転ベーンが所定のしきい量以上に調整されるか、失速状況が生じるか、又はサージ状況が生じるかのいずれか1つまで、ディフューザーの流れ通路の位置を維持するように構成されることを特徴とする請求項5の制御システム。
- 前記第2の制御状態は、失速状況が検出されるか又はサージ状況が検出されるまで、ディフューザーの流れ通路を増分的に開くように構成された探索状態を有することを特徴とする請求項1の制御システム。
- 前記コンプレッサの始動前にディフューザーの流れ通路を完全に開くように構成された始動状態を更に有することを特徴とする請求項1の制御システム。
- コンプレッサの安定的な作動を維持するための制御システムを使用して、遠心コンプレッサに安定制御を提供する方法であって、
前記制御システムが、
コンプレッサ内の失速状況又はサージ状況のうちのいずれか一方の状況の検出に応答して、コンプレッサのディフューザーの流れ通路を閉じるように構成された少なくとも1つの第1の制御状態と、
失速状況又はサージ状況が存在しないとの決定に応答して、コンプレッサのディフューザーの流れ通路を開くように構成された第2の制御状態と、
前記少なくとも1つの第1の制御状態が、前記失速状況の検出に応答して入る失速反応状態と、前記サージ状況の検出に応答して入るサージ反応状態と、
サージ反応状態内で修正されたサージ状況に応答してディフューザーの流れ通路の寸法を維持するように構成されたサージ待機状態と、
前記サージ待機状態における失速状況の発生に応答して失速反応状態に入り、前記失速反応状態における失速状況の修正に応答してサージ待機状態に入る、制御システムであり、
前記遠心コンプレッサに安定制御を提供する方法が、
遠心コンプレッサの作動中にサージ状況を繰り返し検出する工程と、
遠心コンプレッサの作動中に失速状況を繰り返し検出する工程と、
遠心コンプレッサにおけるサージ状況又は失速状況の検出に応答して、遠心コンプレッサのディフューザーの流れ通路を閉じる工程と、
失速状況又はサージ状況の不存在の決定に応答して、遠心コンプレッサのディフューザーの流れ通路を開く工程と、を有することを特徴とする、前記方法。 - 前記ディフューザーの流れ通路を開く工程は、失速状況が検出されるか又はサージ状況が検出されるまで、遠心コンプレッサのディフューザーの流れ通路を増分的に開く工程を有することを特徴とする請求項9の方法。
- 所定のサージ待機期間が終了するか、サージ状況が検出されるか、失速状況が検出されるかまで、サージ状況の修正に応答してディフューザーの流れ通路の寸法を維持する工程を更に有することを特徴とする請求項9の方法。
- 始動前に、前記遠心コンプレッサの失速に応答してディフューザーの流れ通路を完全に開く工程を更に有することを特徴とする請求項9の方法。
- 所定の失速待機期間が終了するか、予備回転ベーンが所定のしきい量以上に移動するか、失速状況が検出されるか、又はサージ状況が検出されるかのいずれかの1つまで、遠心コンプレッサの失速状況の修正又は遠心コンプレッサの始動に応答してディフューザーの流れ通路の位置を維持する工程を更に有することを特徴とする請求項9の方法。
- 蒸気圧縮システムであって、
閉ループに接続されたコンプレッサ、第1の熱交換器、及び第2の熱交換器、並びに制御システムを有し、
コンプレッサが、未圧縮の蒸気を受け取るための入口と、圧縮された蒸気を排出するための出口と、出口の近傍に位置するディフューザーと、を有し、
ディフューザーが、出口への圧縮された蒸気の流れを許容するように構成された通路と、通路を通る圧縮された蒸気の流れを制御するために通路の寸法を変更するように通路内に調整自在に位置するリングと、
コンプレッサの安定的な作動を維持するための制御システムとを有し、
前記制御システムが、
コンプレッサ内の失速状況又はサージ状況のうちのいずれか一方の状況の検出に応答して、コンプレッサのディフューザーの流れ通路を閉じるように構成された少なくとも1つの第1の制御状態と、
失速状況又はサージ状況が存在しないとの決定に応答して、コンプレッサのディフューザーの流れ通路を開くように構成された第2の制御状態と、
前記少なくとも1つの第1の制御状態が、前記失速状況の検出に応答して入る失速反応状態と、前記サージ状況の検出に応答して入るサージ反応状態と、
サージ反応状態内で修正されたサージ状況に応答してディフューザーの流れ通路の寸法を維持するように構成されたサージ待機状態と、
前記サージ待機状態における失速状況の発生に応答して失速反応状態に入り、前記失速反応状態における失速状況の修正に応答してサージ待機状態に入る、制御システムであり、
前記制御システムがコンプレッサの失速状況及びサージ状況のうちの1つの存在、又はコンプレッサの失速状況及びサージ状況の不存在に応答して通路内のリングの位置を調整することを特徴とする蒸気圧縮システム。 - 前記制御システムがサージ状況又は失速状況の存在に応答して通路内へリングを伸長させることを特徴とする請求項14の蒸気圧縮システム。
- 前記制御システムがサージ状況の検出に応答して所定のサージ反応時間期間だけ通路内へリングを連続的に伸長させ、検出された失速状況が修正されるか又はサージ状況が検出されるまで、失速状況の検出に応答して通路内へリングを連続的に伸長させることを特徴とする請求項15の蒸気圧縮システム。
- 前記出口と入口との間で接続され、出口から入口への圧縮された冷媒蒸気の一部の流れを許容するように構成された高温ガスバイパス弁を更に有し、制御システムが高温ガスバイパス弁の閉鎖に応答して通路内でリングを適所に維持することを特徴とする請求項14の蒸気圧縮システム。
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