JPH01394A - 圧縮機のサ−ジング防止装置 - Google Patents
圧縮機のサ−ジング防止装置Info
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- JPH01394A JPH01394A JP62-154484A JP15448487A JPH01394A JP H01394 A JPH01394 A JP H01394A JP 15448487 A JP15448487 A JP 15448487A JP H01394 A JPH01394 A JP H01394A
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- compressor
- flow rate
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- pressure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガスタービン用あるいは産業用の圧縮機に係り
、特にサージングなど圧縮機の不安定作動域での運転を
避ける必要がある場合に好適な圧縮機のサージング防止
装置に関するものである。
、特にサージングなど圧縮機の不安定作動域での運転を
避ける必要がある場合に好適な圧縮機のサージング防止
装置に関するものである。
軸流形や遠心形などの圧縮機では、その運転条件により
、サージングと呼ばれる不安定作動運転に突入すること
がある。サージング現象は大きな圧力変動や流速変動を
伴うので、翼振動や軸振動を増大させ、はなはだしい時
には翼の破損事故に″送風機と圧縮機”p356〜 2358に述へられている方法を参考に説明する。
、サージングと呼ばれる不安定作動運転に突入すること
がある。サージング現象は大きな圧力変動や流速変動を
伴うので、翼振動や軸振動を増大させ、はなはだしい時
には翼の破損事故に″送風機と圧縮機”p356〜 2358に述へられている方法を参考に説明する。
第2図は通常の圧縮機の一般的特性を示す。第2図にお
いて曲線1,2・・・・・・4は圧縮機回転数一定の場
合の流量と吐出圧力の特性を示し、破線5はサージライ
ンを示す。ターボ圧縮機では破線5の右側が安定作動域
であるが、左側領域ではサージング、旋回失速などを生
じるため圧縮機の安定作動が出来ない。それ故、このよ
うな不安定作動域へ入らぬよう監視制御する圧縮機のサ
ージング防止制御装置が必要となる。
いて曲線1,2・・・・・・4は圧縮機回転数一定の場
合の流量と吐出圧力の特性を示し、破線5はサージライ
ンを示す。ターボ圧縮機では破線5の右側が安定作動域
であるが、左側領域ではサージング、旋回失速などを生
じるため圧縮機の安定作動が出来ない。それ故、このよ
うな不安定作動域へ入らぬよう監視制御する圧縮機のサ
ージング防止制御装置が必要となる。
従来用いられているサージング防止装置をそなえたター
ボ圧縮機の1.育成を第3図に示す。圧縮機6の上流に
は吸込配管7が、下流には吐出配管8、それぞれが接続
されている。吐出配管8は放風弁10を有する分岐管9
に接続されている。第3図の構成において、予め予備試
験で求めた圧縮機6の特性マツプが記憶装置14に記憶
されている。
ボ圧縮機の1.育成を第3図に示す。圧縮機6の上流に
は吸込配管7が、下流には吐出配管8、それぞれが接続
されている。吐出配管8は放風弁10を有する分岐管9
に接続されている。第3図の構成において、予め予備試
験で求めた圧縮機6の特性マツプが記憶装置14に記憶
されている。
圧縮機6の吐出圧検出器11および流量検出器12から
の出力は演算装置13に導かれる。演算装置13からの
出力は放風弁制御装置15に導かれ、圧縮機6の作動点
が前記記憶装置14に記憶されている圧縮機特性マツプ
上、安定域にあるか不安定域にあるかを比較判定する。
の出力は演算装置13に導かれる。演算装置13からの
出力は放風弁制御装置15に導かれ、圧縮機6の作動点
が前記記憶装置14に記憶されている圧縮機特性マツプ
上、安定域にあるか不安定域にあるかを比較判定する。
圧縮機の作動点を変化させつつ使用する場合、圧縮機作
動点が圧縮機の安定域から不安定域に到達すると放風弁
が10を開き、安定作動域内に留まるように制御する。
動点が圧縮機の安定域から不安定域に到達すると放風弁
が10を開き、安定作動域内に留まるように制御する。
このようにしてサージング域への突入を阻止することが
出来る。
出来る。
上述の公知技術に係る方法は、圧縮機の特性マツプが一
定不変の時には有効であるが、特性マツプは経年と共に
変化する場合が多い。すなわち、翼面にダストなどの付
着物が堆積すると、圧縮機の性能が低下し、第4図に実
線で示した「サージライン(性能劣化前)」が破線で示
した「サージライン(性能劣化後)」の如く変化して、
安定作動範囲が狭ばまってくる。したがって、圧縮機据
付当初の特性マツプを判定基準に使用する場合には、第
4図に示すように余裕域Aを広く取る必要がある。この
ため、従来の方法では安定作動域がせばめられる上、サ
ージ点予測精度が落ちるという問題があった。また、−
殻内に圧縮機の効率はサージラインに近い領域で最高値
を示すが、上述のごとくサージ余裕域Aを広くとらざる
を得ない従来法では圧縮機効率の低い作動点で運転され
るという問題点もあった。
定不変の時には有効であるが、特性マツプは経年と共に
変化する場合が多い。すなわち、翼面にダストなどの付
着物が堆積すると、圧縮機の性能が低下し、第4図に実
線で示した「サージライン(性能劣化前)」が破線で示
した「サージライン(性能劣化後)」の如く変化して、
安定作動範囲が狭ばまってくる。したがって、圧縮機据
付当初の特性マツプを判定基準に使用する場合には、第
4図に示すように余裕域Aを広く取る必要がある。この
ため、従来の方法では安定作動域がせばめられる上、サ
ージ点予測精度が落ちるという問題があった。また、−
殻内に圧縮機の効率はサージラインに近い領域で最高値
を示すが、上述のごとくサージ余裕域Aを広くとらざる
を得ない従来法では圧縮機効率の低い作動点で運転され
るという問題点もあった。
本発明は上述の事柄に基づき成されたもので、経年によ
る圧縮機の性能劣化と無関係に確度の高いサージ予測制
御を行うとともに、圧縮機の高性能化を達成することを
目的としている。
る圧縮機の性能劣化と無関係に確度の高いサージ予測制
御を行うとともに、圧縮機の高性能化を達成することを
目的としている。
上記問題点は、ケーシングの内側に配列された複数の静
翼列と、静翼列間に配列されて回転する動翼列とを備え
た圧縮機において、(、)圧縮機の入口圧力を検出する
入口圧力検出器と、(b)入口温度を検出する入口温度
検出器と、(c)圧縮機吐出圧力を検出する吐出圧力検
出器と、(d)吐出温度を検出する吐出温度検出器と、
(e)圧縮機吸込流量を検出する吸込流量検出手段と。
翼列と、静翼列間に配列されて回転する動翼列とを備え
た圧縮機において、(、)圧縮機の入口圧力を検出する
入口圧力検出器と、(b)入口温度を検出する入口温度
検出器と、(c)圧縮機吐出圧力を検出する吐出圧力検
出器と、(d)吐出温度を検出する吐出温度検出器と、
(e)圧縮機吸込流量を検出する吸込流量検出手段と。
(f)圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器と
、(g)入口圧力検出器、入口温度検出器。
、(g)入口圧力検出器、入口温度検出器。
吐出圧力検出器、吐出温度検出器、吸込流量検出手段2
回転数検出器からの出力信号を用いて、−定修正回転数
における圧力比もしくは吸込流量に対する動力変化率あ
るいは動力相当量変化率を算出する演算装置と、(h)
圧縮機の動力変化率あるいは動力相当量変化率の限界値
を記憶させた記憶装置とを具備し、(i)演算装置で算
出した動力変化率あるいは動力相当量変化率が限界値内
に留まるよう制御する圧縮機制御装置を設けることによ
って解決される。
回転数検出器からの出力信号を用いて、−定修正回転数
における圧力比もしくは吸込流量に対する動力変化率あ
るいは動力相当量変化率を算出する演算装置と、(h)
圧縮機の動力変化率あるいは動力相当量変化率の限界値
を記憶させた記憶装置とを具備し、(i)演算装置で算
出した動力変化率あるいは動力相当量変化率が限界値内
に留まるよう制御する圧縮機制御装置を設けることによ
って解決される。
また、上記問題点は前記圧縮機において、(a)圧縮機
の入口圧力を検出する入口圧力検出器と、(b)入口温
度を検出する入口温度検出器と、(c)圧縮機吐出圧力
を検出する吐出圧力検出器と、(d)吐出温度を検出す
る吐出温度検出器と。
の入口圧力を検出する入口圧力検出器と、(b)入口温
度を検出する入口温度検出器と、(c)圧縮機吐出圧力
を検出する吐出圧力検出器と、(d)吐出温度を検出す
る吐出温度検出器と。
(e)圧縮機吸込流量を検出する吸込流量検出手段と、
(f)圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器を
設けるとともに、(j)圧縮機入口部と吐出部の間に位
置する1ケ所若しくは複数ケ所の圧縮機分割位置で圧縮
機分割位置における圧力を検出する分割位置圧力検出器
と、(k)分割位置温度を検出する分割位置温度検出器
と、(Q)分割位置流量を検出する分割位置流量検出手
段とを設け、(m)入口圧力検出器、入口温度検出器。
(f)圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器を
設けるとともに、(j)圧縮機入口部と吐出部の間に位
置する1ケ所若しくは複数ケ所の圧縮機分割位置で圧縮
機分割位置における圧力を検出する分割位置圧力検出器
と、(k)分割位置温度を検出する分割位置温度検出器
と、(Q)分割位置流量を検出する分割位置流量検出手
段とを設け、(m)入口圧力検出器、入口温度検出器。
吐出圧力検出器、吐出温度検出器、吸込流量検出手段2
回転数検出器9分割位置圧力検出器2分割位置温度検出
器2分割位置流量検出手段からの出力信号を用いて、分
割位置を境界として構成それる複数の分割段圧縮機につ
いて各々の圧力比若しくは吸込流量に対する分割段圧縮
機番々の動力変化率あるいは動力相当量変化率を算出す
る演算器と、(n)分割段圧縮機の各々の動力変化率あ
るいは動力相当量変化率の限界値を記憶させた記憶装置
とを具備し、(o)演算装置で算出した各分割段圧縮機
の動力変化率あるいは動力相当量変化率がすべての分割
段圧縮機について、あるいは少なくとも一つの分割段圧
縮機について各限界値内に留まるよう制御する圧縮機制
御装置を設けることによっても解決される。
回転数検出器9分割位置圧力検出器2分割位置温度検出
器2分割位置流量検出手段からの出力信号を用いて、分
割位置を境界として構成それる複数の分割段圧縮機につ
いて各々の圧力比若しくは吸込流量に対する分割段圧縮
機番々の動力変化率あるいは動力相当量変化率を算出す
る演算器と、(n)分割段圧縮機の各々の動力変化率あ
るいは動力相当量変化率の限界値を記憶させた記憶装置
とを具備し、(o)演算装置で算出した各分割段圧縮機
の動力変化率あるいは動力相当量変化率がすべての分割
段圧縮機について、あるいは少なくとも一つの分割段圧
縮機について各限界値内に留まるよう制御する圧縮機制
御装置を設けることによっても解決される。
通常の圧縮機の特性図を第5図に示す。第5図では前述
の第2図とは異なり、縦軸には圧縮機の圧力比π、横軸
には修正流量で、パラメータの回転数には修正回転数丁
を用いている。圧力比π。
の第2図とは異なり、縦軸には圧縮機の圧力比π、横軸
には修正流量で、パラメータの回転数には修正回転数丁
を用いている。圧力比π。
修正流量−G、修正回転数丁の定義式は以下の通りであ
る。
る。
Ps/P。
ここに、
Pd :圧縮機吐出圧力
P!、:圧縮機入口圧力
Ts :圧縮機入口温度
G :圧縮機流量
n :圧縮機回転数
TO:圧縮機入口基4I温度
Po :圧縮機入口基準圧力
一般に、圧縮機の特性は圧縮機吐出圧力P5゜入口温度
Tsにより影響を受けるが、上述のように圧力比π、修
正流量τ、修正回転数1をパラメータにして特性を整理
すれば圧縮機入口状態の影響は補正される。すなわち第
5図のようなマツプで整理すれば、圧縮機特性は入口状
態の影響を受けない。
Tsにより影響を受けるが、上述のように圧力比π、修
正流量τ、修正回転数1をパラメータにして特性を整理
すれば圧縮機入口状態の影響は補正される。すなわち第
5図のようなマツプで整理すれば、圧縮機特性は入口状
態の影響を受けない。
この圧縮機特性上のサージ点は、犬山による文献゛圧縮
機のサージに関する研究′″ (機械学会論文集44巻
387号、p3810〜3817)によると多段軸流圧
縮機や高圧力比の圧縮機の場合、一定修正回転数の圧縮
機特性上で最大動力を示す点であると述べられている。
機のサージに関する研究′″ (機械学会論文集44巻
387号、p3810〜3817)によると多段軸流圧
縮機や高圧力比の圧縮機の場合、一定修正回転数の圧縮
機特性上で最大動力を示す点であると述べられている。
上記文献では動力の代りに動力相当量である(π−1)
XG−の最大値を用いて(第6図参照)1種々の圧縮機
から実験的に求められたサージ点との比較を行っている
。
XG−の最大値を用いて(第6図参照)1種々の圧縮機
から実験的に求められたサージ点との比較を行っている
。
その結果、両者のサージ点は精度良く一致している。こ
のように一定修正回転数での圧縮機特性上で動力または
動力相当量が最大となる点がサージ点であるとするサー
ジ判定基準は確度の高いものといえる。しかし、最大動
力または最大動力相当量は圧縮機が実際にサージングに
突入しなければ決定することができない。また、これら
の値は経年による翼列性能劣化により変化していくこと
がら、動力または動力相当量の最大値がらサージング判
定を行うことは実用上困鷺である。そこで。
のように一定修正回転数での圧縮機特性上で動力または
動力相当量が最大となる点がサージ点であるとするサー
ジ判定基準は確度の高いものといえる。しかし、最大動
力または最大動力相当量は圧縮機が実際にサージングに
突入しなければ決定することができない。また、これら
の値は経年による翼列性能劣化により変化していくこと
がら、動力または動力相当量の最大値がらサージング判
定を行うことは実用上困鷺である。そこで。
動力または動力相当量の代りに圧縮機特性上で動力変化
率または動力相当量変化率をサージ判定j、1準とすれ
ば、これらの変化率がゼロとなる点がす−ジ点となる。
率または動力相当量変化率をサージ判定j、1準とすれ
ば、これらの変化率がゼロとなる点がす−ジ点となる。
このように動力変化率または動力相当量変化率をサージ
ングの判定基準に用いれば、S(列性能劣化に無関係に
確度の高いサージ予測が可能となる。また、不必要に大
きなサージ余裕を設ける必要がないので、効率の高い高
性能圧縮機を構成することができる。
ングの判定基準に用いれば、S(列性能劣化に無関係に
確度の高いサージ予測が可能となる。また、不必要に大
きなサージ余裕を設ける必要がないので、効率の高い高
性能圧縮機を構成することができる。
次に一定修正回転数における圧縮機特性上での動力変化
率の算出法を具体的に説明する。例として圧力比πに対
する動力りの変化率(dL/dπ)をとり上げる。予め
記憶しておいた変化ff1(Δπ)だけ圧力比が変化す
る度に、圧縮機の入口温度T s 。
率の算出法を具体的に説明する。例として圧力比πに対
する動力りの変化率(dL/dπ)をとり上げる。予め
記憶しておいた変化ff1(Δπ)だけ圧力比が変化す
る度に、圧縮機の入口温度T s 。
吐出温度Ta、流量Gを計測し、次式により圧縮機動力
りを算出する。
りを算出する。
L=G−Cp ・(Tt Ts) −
(4)ここで、CP=f (Ts、Ta)は定圧比熱で
ある。
(4)ここで、CP=f (Ts、Ta)は定圧比熱で
ある。
Δπだけ圧力比が変化する前後の圧力比、動力をそれぞ
れ、π0.πおよびLo 、Lとすると変化d π 上記の例では圧力比に対する動力変化率の算出法につい
て述べたが、流量に対する動力変化率(dL/dG)も
流量を計測すれば同様の手順で行える。また、動力相当
量についても同様に圧力比または流量に対する変化率を
求めることが可能である。
れ、π0.πおよびLo 、Lとすると変化d π 上記の例では圧力比に対する動力変化率の算出法につい
て述べたが、流量に対する動力変化率(dL/dG)も
流量を計測すれば同様の手順で行える。また、動力相当
量についても同様に圧力比または流量に対する変化率を
求めることが可能である。
次に第7図に示すごとく、圧力比がΔπだけ変化する間
に修正回転数がττから丁に変わる場合における動力変
化率(dL/dπ)の算出法について述べる。修正回転
数i上の点Pを翼列の速度三角形相似の条件の下に回転
数丁に比例換算した点をRとすると、石τと一〇’ と
の間、及び。
に修正回転数がττから丁に変わる場合における動力変
化率(dL/dπ)の算出法について述べる。修正回転
数i上の点Pを翼列の速度三角形相似の条件の下に回転
数丁に比例換算した点をRとすると、石τと一〇’ と
の間、及び。
π0とπ0′ との間にはそれぞれ以下の関係が成立す
る。
る。
ここに、Kは定圧比熱と定容比熱との比を示す。
式(6) 、 (7)より点Rのてτ′ 、π0′ を
求め、Go’ と式(2)とからGo’ を求めれ
ば(d L/dπ)は以下の式で算出できる。
求め、Go’ と式(2)とからGo’ を求めれ
ば(d L/dπ)は以下の式で算出できる。
ところで上述した圧縮機のサージングは全段−斉に発生
するのではなく、いずれかの段における翼列の失速が直
接原因となって発生すると考えられる。例えば圧縮機の
高速回転域では後段側の翼列からサージングに突入しや
すい傾向がある。また経年による翼列性能低下は、翼面
上にダストなどが堆積しやすい前段側翼列に発生すると
考えられる。したがって、1つの圧縮機を、2つ以上の
分割段圧縮機が直列に連結されていると考えて、各々の
分割段圧縮機について上述したサージング判定基準を用
いれば、より精度の高いサージ予測が可能となる。
するのではなく、いずれかの段における翼列の失速が直
接原因となって発生すると考えられる。例えば圧縮機の
高速回転域では後段側の翼列からサージングに突入しや
すい傾向がある。また経年による翼列性能低下は、翼面
上にダストなどが堆積しやすい前段側翼列に発生すると
考えられる。したがって、1つの圧縮機を、2つ以上の
分割段圧縮機が直列に連結されていると考えて、各々の
分割段圧縮機について上述したサージング判定基準を用
いれば、より精度の高いサージ予測が可能となる。
以下、本発明の一実施例について第1図を参照しつつ詳
しく説明する。第1図は圧縮機を一軸型ガスタービンの
圧縮機として用いた場合の実施例を示す。本実施例では
、ケーシングの内側に配列された複数の静翼列と、該静
翼列間に配列されて回転する動翼列(共に図示せず)と
からなる圧縮機16で加圧された高圧気流は燃焼器27
で高温高圧となり、タービン28で膨張した後、大気へ
排出される。本実施例では、気縮機16.タービン28
.負荷29(例えば発電機)は−軸上に配置され、同一
回転数で回転する。負荷29が発電機の場合には、発電
サイクルに個有な一定回転数で運転される。このような
ガスタービンでは、圧縮機16の作動点は燃焼器27へ
入る燃料流量を変えることにより制御される。すなわち
、燃料を増大し、タービン入口のガス温度を上げれば、
タービンへ流入する高温ガスタービンの体積流量が増大
し、圧縮機の圧力比が増大する。一方、燃料流量を減少
すれば、圧力比が下がりサージ点から遠ざかる6本実施
例では、圧縮機の作動点を変化させる圧縮機制御装置2
5として、燃料流量調整弁30の開度制御装置を設けて
いる。圧縮機16の入口部には圧縮機入口圧力検出器1
7.入口温度検出器18.圧縮機出口部には、吐出圧力
検出器19.吐出温度検出器2oが設置されている。
しく説明する。第1図は圧縮機を一軸型ガスタービンの
圧縮機として用いた場合の実施例を示す。本実施例では
、ケーシングの内側に配列された複数の静翼列と、該静
翼列間に配列されて回転する動翼列(共に図示せず)と
からなる圧縮機16で加圧された高圧気流は燃焼器27
で高温高圧となり、タービン28で膨張した後、大気へ
排出される。本実施例では、気縮機16.タービン28
.負荷29(例えば発電機)は−軸上に配置され、同一
回転数で回転する。負荷29が発電機の場合には、発電
サイクルに個有な一定回転数で運転される。このような
ガスタービンでは、圧縮機16の作動点は燃焼器27へ
入る燃料流量を変えることにより制御される。すなわち
、燃料を増大し、タービン入口のガス温度を上げれば、
タービンへ流入する高温ガスタービンの体積流量が増大
し、圧縮機の圧力比が増大する。一方、燃料流量を減少
すれば、圧力比が下がりサージ点から遠ざかる6本実施
例では、圧縮機の作動点を変化させる圧縮機制御装置2
5として、燃料流量調整弁30の開度制御装置を設けて
いる。圧縮機16の入口部には圧縮機入口圧力検出器1
7.入口温度検出器18.圧縮機出口部には、吐出圧力
検出器19.吐出温度検出器2oが設置されている。
また、圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器2
2が、検出に適正な位置に設置されている。
2が、検出に適正な位置に設置されている。
圧縮機入口部には吸込流量検出手段21として、例えば
前記入口圧力検出器17.入口温度検出器18、吐出圧
力検出器191回転数検出器22からの出力信号を用い
、予め定め、た演算式にしたがって吸込流量を演算する
流量演算器が設けである。
前記入口圧力検出器17.入口温度検出器18、吐出圧
力検出器191回転数検出器22からの出力信号を用い
、予め定め、た演算式にしたがって吸込流量を演算する
流量演算器が設けである。
また、前記入口圧力検出器17.入口温度検出器18、
吐出圧力検出器19.吐出温度検出器20゜吸込流量検
出手段21、および回転数検出器22各々からの出力信
号は演算装置23に導かれ、該演算装置23にて圧力比
に対する動力変化率(dL/dπ)の算出を行う。また
、記憶装置24には予め(dL/dπ)の限界値が記憶
されている。この限界値は修正回転数の関数であっても
よく、また修正回転数に依存しない定数でもよい。前記
演算装置23で算出される圧縮機動力変化率(dL/d
π)と前記記憶装置24に記憶された限界値とを比較し
、(dL/dπ)が限界値に達すると、燃゛料調整弁3
0の開度を制御する圧縮機制御装置25により、燃焼器
27に入る燃料流量の流入を制限し、サージング領域へ
の突入を未然に防止することができる。また、本実施例
ではこのようなサージ領域へ近づいたことを報知する警
報発生装置26が設けられている。ベルやランプなどの
警報発生装置26により、ガスタービン運転員は圧縮機
がサージ限界に近づいたことを認知することができる。
吐出圧力検出器19.吐出温度検出器20゜吸込流量検
出手段21、および回転数検出器22各々からの出力信
号は演算装置23に導かれ、該演算装置23にて圧力比
に対する動力変化率(dL/dπ)の算出を行う。また
、記憶装置24には予め(dL/dπ)の限界値が記憶
されている。この限界値は修正回転数の関数であっても
よく、また修正回転数に依存しない定数でもよい。前記
演算装置23で算出される圧縮機動力変化率(dL/d
π)と前記記憶装置24に記憶された限界値とを比較し
、(dL/dπ)が限界値に達すると、燃゛料調整弁3
0の開度を制御する圧縮機制御装置25により、燃焼器
27に入る燃料流量の流入を制限し、サージング領域へ
の突入を未然に防止することができる。また、本実施例
ではこのようなサージ領域へ近づいたことを報知する警
報発生装置26が設けられている。ベルやランプなどの
警報発生装置26により、ガスタービン運転員は圧縮機
がサージ限界に近づいたことを認知することができる。
上記実施例ではサージング判定を圧力比に対する動力変
化率(dL/dπ)で行う場合について説明したが、こ
れの代りに流量に対する動力変化率(dL/dτ)であ
ってもよい。また、動力変化率の代りに、以下に示す動
力相当量の変化率をサージング判定基準として同等の効
果が得られる。
化率(dL/dπ)で行う場合について説明したが、こ
れの代りに流量に対する動力変化率(dL/dτ)であ
ってもよい。また、動力変化率の代りに、以下に示す動
力相当量の変化率をサージング判定基準として同等の効
果が得られる。
(1) (π−1) XG
=・(10)(2) HadX G
−(11)ここに、Had:断熱ヘッド 上記実施例(第1図)では圧縮機制御装置25として、
燃料調整弁30の開度制御装置を5没けた′ が、その
代りに第8図に示すごとく、油気段を設けた圧縮機にお
いて、抽気流を外部へ排出する抽気配管31に設けた油
気弁32の開度制御装置であってもよい。圧縮機制御装
置が前記抽気弁32の開度制御装置である場合、例えば
動力変化率が限界値に達すると、抽気弁32を開放して
油気気流を圧縮機外へ排出すれば、サージング領域への
突入を未然に防止することができる。
=・(10)(2) HadX G
−(11)ここに、Had:断熱ヘッド 上記実施例(第1図)では圧縮機制御装置25として、
燃料調整弁30の開度制御装置を5没けた′ が、その
代りに第8図に示すごとく、油気段を設けた圧縮機にお
いて、抽気流を外部へ排出する抽気配管31に設けた油
気弁32の開度制御装置であってもよい。圧縮機制御装
置が前記抽気弁32の開度制御装置である場合、例えば
動力変化率が限界値に達すると、抽気弁32を開放して
油気気流を圧縮機外へ排出すれば、サージング領域への
突入を未然に防止することができる。
また上記実施例(第1図)における吸込流量検出手段2
1は、圧縮機16人口部での全圧と静圧との差圧を検出
する差圧検出器(図示せず)と。
1は、圧縮機16人口部での全圧と静圧との差圧を検出
する差圧検出器(図示せず)と。
該差圧検出器からの出力信号と予め定めた補正係数とに
より吸込流量を算出する差圧型流量演算器であってもよ
い。
より吸込流量を算出する差圧型流量演算器であってもよ
い。
本発明の他の実施例を第9図にしたがって説明する。第
9図は前記実施例と同様に圧縮機16を一軸ガスタービ
ンの圧縮機として用いた場合の実施例を示しており、第
1図と同一の図面参照番号を付した構成部分については
その説明を省略する。
9図は前記実施例と同様に圧縮機16を一軸ガスタービ
ンの圧縮機として用いた場合の実施例を示しており、第
1図と同一の図面参照番号を付した構成部分については
その説明を省略する。
第2図において圧縮機入口部Bと吐出部りとの間に位置
する油気段のごとき圧縮機分割位置Cには、分割段位置
圧力検出器332分割段位置温度検出器349分割段位
置流量検出手段(例えばオリフィス流量計など)35が
設置されている。該分割段位置圧力検出器332分割段
位置温度検出器34、分割段位置流量検出手段35から
の各々の出力信号、並びに、前記入口圧力検出器17.
入口温度検出器18.吐出圧力検出器19.吐出温度検
出器20.吸込流量検出手段212回転数検出器22か
らの各々の出力信号は前記演算装置23に導かれ、該演
算装置23にて各々の分割段圧縮機について圧力比πに
対する動力変化率(d L/ d π)B−C、(d
L/ d 7C)C−Dの算出を行う。また、前記記憶
装置24には予め、分割段圧縮機各々の(dL/dπ)
の限界値が記憶されている。この限界値は修正回転数の
関数であっても定数であってもどちらでもよい。前記演
算装置23から出力される分割段圧縮機動力変化率(d
L/ d π)a−c 、(d L/ d z)c−
oと、前記記憶装置24に記憶されている限界値とを比
較し、(dL/dπ)が限界値に達すると、燃料調整弁
30の開度を制御する圧縮機制御装置25により、燃焼
器27に入る燃料流量の流入を制限し、サージング領域
への突入を未然に防止することができる。この際分割段
圧縮機の動力変化率がすべての分割段圧縮機について、
あるいは少なくとも一つの分割段圧縮機について、各限
界値内に留まるよう制御すればよい。このように分割段
圧縮機各々についであるいは少なくとも一つの分割段圧
縮機についてサージング不突入制御を行えば、高精度サ
ージ防止制御が可能となる。
する油気段のごとき圧縮機分割位置Cには、分割段位置
圧力検出器332分割段位置温度検出器349分割段位
置流量検出手段(例えばオリフィス流量計など)35が
設置されている。該分割段位置圧力検出器332分割段
位置温度検出器34、分割段位置流量検出手段35から
の各々の出力信号、並びに、前記入口圧力検出器17.
入口温度検出器18.吐出圧力検出器19.吐出温度検
出器20.吸込流量検出手段212回転数検出器22か
らの各々の出力信号は前記演算装置23に導かれ、該演
算装置23にて各々の分割段圧縮機について圧力比πに
対する動力変化率(d L/ d π)B−C、(d
L/ d 7C)C−Dの算出を行う。また、前記記憶
装置24には予め、分割段圧縮機各々の(dL/dπ)
の限界値が記憶されている。この限界値は修正回転数の
関数であっても定数であってもどちらでもよい。前記演
算装置23から出力される分割段圧縮機動力変化率(d
L/ d π)a−c 、(d L/ d z)c−
oと、前記記憶装置24に記憶されている限界値とを比
較し、(dL/dπ)が限界値に達すると、燃料調整弁
30の開度を制御する圧縮機制御装置25により、燃焼
器27に入る燃料流量の流入を制限し、サージング領域
への突入を未然に防止することができる。この際分割段
圧縮機の動力変化率がすべての分割段圧縮機について、
あるいは少なくとも一つの分割段圧縮機について、各限
界値内に留まるよう制御すればよい。このように分割段
圧縮機各々についであるいは少なくとも一つの分割段圧
縮機についてサージング不突入制御を行えば、高精度サ
ージ防止制御が可能となる。
第9図では圧縮機分割位置が1ケ所の場合について説明
を行ったが、2つ以上の分割段位置を設ければよい効果
的なサージ不突入制御が可能となる。これら圧縮機分割
位置は抽気段位置であっても良いし、抽気段位置でなく
ともよい。抽気段位置でない場合には分割位置流量検出
手段35を省略することができる。
を行ったが、2つ以上の分割段位置を設ければよい効果
的なサージ不突入制御が可能となる。これら圧縮機分割
位置は抽気段位置であっても良いし、抽気段位置でなく
ともよい。抽気段位置でない場合には分割位置流量検出
手段35を省略することができる。
また、上記圧縮機制御装置は第8図に示した油気弁32
の開度制御装置であっても同様の効果が得られる。
の開度制御装置であっても同様の効果が得られる。
また、上記実施例ではサージング判定を圧力比に対する
分割段圧縮機動力変化率(dL/dπ)について説明し
たが、これに代って流量に対する分割段圧縮機動力変化
率(dr、/dG)、また(π−1)XG、H口×τの
ごとき分割段圧縮機動力相当量の圧力比もしくは流量に
対する変化率を採用しても同様の効果が得られる。
分割段圧縮機動力変化率(dL/dπ)について説明し
たが、これに代って流量に対する分割段圧縮機動力変化
率(dr、/dG)、また(π−1)XG、H口×τの
ごとき分割段圧縮機動力相当量の圧力比もしくは流量に
対する変化率を採用しても同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたごとく、この発明では従来のサージング防止
装置と異なり、一定修正回転数における圧力比も<シ<
吸込流量に対する動力変化率あるいは動力相当量変化率
により圧縮機全段あるいは分割段圧縮機のサージング判
定を行う、このため、経年による圧縮機の性能劣化があ
っても、精度良くサージ予測を行うことができるという
優れた実用的効果を奏する。
装置と異なり、一定修正回転数における圧力比も<シ<
吸込流量に対する動力変化率あるいは動力相当量変化率
により圧縮機全段あるいは分割段圧縮機のサージング判
定を行う、このため、経年による圧縮機の性能劣化があ
っても、精度良くサージ予測を行うことができるという
優れた実用的効果を奏する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す系統図、第2図、
第3図は従来技術の説明図、第4図〜第7図は圧縮機特
性を示す図表、第8図は圧縮機制御装置の説明図、第9
図は本発明の第2の実施例を示す系統図である。 16・・・圧縮機、17・・・入口圧力検出器、18・
・入口温度検出器、19・・・吐出圧力検出器、20・
・・吐出温度検出器、23・・・演算装置、24・・・
記憶装置、25・・・圧縮機制御装置、33・・・分割
段位置圧力検出器、34・・・分割段位置温度検出器、
35・・・分割段位置流量検出手段。
第3図は従来技術の説明図、第4図〜第7図は圧縮機特
性を示す図表、第8図は圧縮機制御装置の説明図、第9
図は本発明の第2の実施例を示す系統図である。 16・・・圧縮機、17・・・入口圧力検出器、18・
・入口温度検出器、19・・・吐出圧力検出器、20・
・・吐出温度検出器、23・・・演算装置、24・・・
記憶装置、25・・・圧縮機制御装置、33・・・分割
段位置圧力検出器、34・・・分割段位置温度検出器、
35・・・分割段位置流量検出手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ケーシングの内側に配列された複数の静翼列と、該
静翼列の間に配列されて回転する動翼列とを有する圧縮
機において、 (a)圧縮機の入口圧力を検出する入口圧力検出器と、 (b)圧縮機の入口温度を検出する入口温度検出器と、 (c)圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出器と、 (d)圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出器と、 (e)圧縮機の吸入流量を検出する流量検出手段と、 (f)圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器と
を設けるとともに、 (g)上記の各検出器及び検出手段の出力信号を用いて
、(イ)一定修正回転数における圧力比若しくは吸込流
量に対する動力変化率および、(ロ)一定修正回転数に
おける圧力比若しくは吸込流量に対する動力相当量変化
率の、少なくとも何れか一方を算出する演算装置を設け
、かつ、 (h)前記動力変化率の限界値、及び、動力相当量変化
率の限界値の少なくとも何れか一方を記憶させる記憶装
置を設けるとともに、 (i)前記動力変化率及び動力相当量変化率の少なくと
も何れか一方が限界値を越えないように、前記圧縮機の
作動状態を制御する圧縮機制御装置を設けたことを特徴
とする、圧縮機のサージング防止装置。 2、前記の吸込流量検出手段は、前記入口圧力検出器・
入口温度検出器・吐出圧力検出器・回転数検出器の出力
信号を用い、予め定めた演算式に従つて吸込流量を算出
する流量演算器であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載した圧縮機のサージング防止装置。 3、前記の吸込流量検出手段は、圧縮機入口での「全圧
と静圧との差圧を検出する差圧変換器」を設けるととも
に、「上記差圧変換器の出力信号と、予め定めた補正係
数とによつて吸込流量を演算する差圧型流量演算器」を
設けたものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載した圧縮機のサージング防止装置。 4、前記の圧縮機制御装置は、動力変化率及び動力相当
量変化率の内の少なくとも何れか一方が限界値に接近し
たときに作動せしめる警報手段を備えたものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載した圧縮機の
サージング防止装置。 5、ケーシングの内側に配列された複数の静翼列と、該
静翼列の間に配列されて回転する動翼列とを有する圧縮
機において、 (a)圧縮機の入口圧力を検出する入口圧力検出器と、 (b)圧縮機の入口温度を検出する入口温度検出器と、 (c)圧縮機の吐出圧力を検出する吐出圧力検出器と、 (d)圧縮機の吐出温度を検出する吐出温度検出器と、 (e)圧縮機の吸入流量を検出する流量検出手段と、 (f)圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器と
を設けるとともに、 (j)圧縮機入口部と吐出部との間に設定した圧縮機分
割位置の圧力を検出する分割位置圧力検出器と、 (k)該圧縮機分割位置の温度を検出する分割位置温度
検出器と、 (l)該圧縮機分割位置の流量を検出する分割位置流量
検出手段とを設けるとともに、 (m)上記の各検出器及び検出手段の出力信号を用いて
、圧縮機分割位置を境界として構成される複数の分割段
圧縮機のそれぞれについて、「各々の圧力比及び吸込流
量の少なくとも何れか一方」に対する「分割段圧縮機そ
れぞれの動力変化率及び動力相当量変化率の少なくとも
何れか一方」を算出する演算装置を設け、かつ、 (n)前記分割段圧縮機それぞれの動力変化率の限界値
及び動力相当量変化率の限界値の少なくとも何れか一方
を記憶させる記憶装置を設けるとともに、 (o)各分割段圧縮機の動力変化率及び動力相当量変化
率の少なくとも何れか一方が、少なくとも一つの分割段
圧縮機についてそれぞれの限界値を越えないように制御
する圧縮機制御装置を設けたことを特徴とする圧縮機の
サージング防止装置。 6、前記の吸込流量検出手段は、前記入口圧力検出器・
入口温度検出器・吐出圧力検出器・回転数検出器の出力
信号を用い、予め定めた演算式に従つて吸込流量を算出
する流量演算器であることを特徴とする特許請求の範囲
第5項に記載した圧縮機のサージング防止装置。 7、前記の吸込流量検出手段は、圧縮機入口での「全圧
と静圧との差圧を検出する差圧変換器」を設けるととも
に、「上記差圧変換器の出力信号と、予め定めた補正係
数とによつて吸込流量を演算する差圧型流量演算器」を
設けたものであることを特徴とする特許請求の範囲第5
項に記載した圧縮機のサージング防止装置。 8、前記の圧縮制御装置は、動力変化率及び動力相当量
変化率の内の少なくとも何れか一方が限界値に接近した
ときに作動せしめる警報手段を備えたものであることを
特徴とする特許請求の範囲第5項に記載した圧縮機のサ
ージング防止装置。 9、前記圧縮機分割位置は、当該圧縮機の抽気位置であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載した圧
縮機のサージング防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154484A JPH0816479B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154484A JPH0816479B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS64394A JPS64394A (en) | 1989-01-05 |
| JPH01394A true JPH01394A (ja) | 1989-01-05 |
| JPH0816479B2 JPH0816479B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15585253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62154484A Expired - Lifetime JPH0816479B2 (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816479B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0291487A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-30 | Aisin Seiki Co Ltd | オイルポンプ |
| JPH03100398A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | ターボコンプレツサのサージング防止装置 |
| FI125258B (fi) * | 2010-07-19 | 2015-08-14 | Runtech Systems Oy | Menetelmä pyörimisnopeussäädetyn alipainekeskipakopuhaltimen ohjaamiseksi |
| WO2012132062A1 (ja) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 三菱重工業株式会社 | ガス圧縮機の運転方法及びガス圧縮機を備えるガスタービン |
| JP5871157B2 (ja) | 2011-10-03 | 2016-03-01 | 株式会社Ihi | 遠心圧縮設備のサージング防止方法 |
| US10539353B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-01-21 | Daikin Applied Americas Inc. | Refrigerating apparatus and control device for refrigerating machine |
| JP6134616B2 (ja) * | 2013-09-06 | 2017-05-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 2軸ガスタービン |
| CN114542501B (zh) * | 2020-11-24 | 2024-08-16 | 麦克维尔空调制冷(武汉)有限公司 | 压缩机的控制方法、控制装置和换热系统 |
| CN114198921B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-04-28 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 用于控制冷媒循环系统的方法、装置及冷媒循环系统 |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP62154484A patent/JPH0816479B2/ja not_active Expired - Lifetime
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