JPH02119698A - コンプレッサの流量制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガスパイプラインのコンブレッサステーンヨ
ン、アンモニアプラントのコンプレッサなど、ガスを昇
圧するコンプレッサのサージング現象を防止するための
流量制御装置に関する。

従来の技術 第３図は従来の流量制御装置を示したコンプレッサのプ
ロセスフロー図である。第３図において、参照符号ｌは
コンプレッサ、２は流入ライン、３及び４は配管、５は
還流ライン、６は調節弁、７は流出ライン、８は流量調
節計、９は流量計、１０は駆動機をそれぞれ示している
。

ガスは流入ライン２を介して配管３よりコンプレッサ１
に流入し、昇圧されたガスは配管４を介して流出ライン
７より糸外に流出している。又、配管４と配管３との間
には還流ライン５が設置されており、還流ライン５には
調節弁６が設置されている。さらに、配管３にはガスの
体積流量を検出する流量計９が設置され、この流量が一
定となるように流量調節計８で調節弁６を調節するよう
にしている。この流量制御が、一般に言うサージング防
止制御である。すなわち、サージング現象はコンプレッ
サ１の吸入体積流量が所定量より少なくなると発生する
ため、所定量以下になる恐れがある時は、還流ライン５
の調節弁６を開いてコンプレッサｌへの流量を増加させ
るようにしている。

発明が解決しようとする課題 第４図は、コンプレッサの性能曲線を示し、横軸にコン
プレッサ入口での体積流量を、縦軸にポリトロピックヘ
ッドを、パラメータにコンプレッサ回転数をとっている
。

従来の流量制御装置では、流１ｉｔＪｆＩＪ節計８の設
定値を第２図に示す一点鎖線のように一定値Ｑ８ｏをと
っている。したがって、コンプレッサ流量Ｑｓが設定値
Ｑ８ｏより小さくなる場合は、還流ライン５の調節弁６
を開いてコンプレッサ流量が設定値Ｑｓｏより小さくな
らないようにし、サージング現象が発生するのを防止し
ている。

ところが、設定値Ｑｓｏはコンプレッサ回転数に因らず
一定であるため、コンプレッサは回転数が低いときには
サージングラインから離れたところで、また、回転数が
高いときにはサージングラインの近くで運転することに
なる。

回転数が低いときには、サージングラインから離れて運
転するため、還流ラインの流量を余分に多くしてコンプ
レッサ流量を増しているので、コンプレッサの消費動力
が大きくなっている。逆に、回転数が高いときは、サー
ジングラインの近くでの運転となるため、ややもすれば
、サージングが発生する恐れがある。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、コンプ
レッサ体積流量設定値がどの回転数でもサージングライ
ンからほぼ等しい位置に設定されるようにして、低回転
数時の消費動力の増大や高回転数時のサージング現象発
生の危険を解消した流量制御装置を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 本発明によれば、コンプレッサのガス流入ラインとガス
流出ラインとの間のガス還流ラインに設置された調節弁
と、コンプレッサ流入流量を検出する流量計と、該流量
計の検出値により前記調節弁の開度を調節する流量調節
計とを備えたコンプレッサの流量制御装置において、コ
ンプレッサ流入ガスの圧力を検出する第１の圧力計と、
コンプレッサ流入ガスのガス温度を検出する温度計と、
コンプレッサ流出ガスの圧力を検出する第２の圧力計と
、前記第１の圧力計の検出値Ｐ８と前記第２の圧力計の
検出値Ｐと前記温度計の検出値ＴＳとを入力として算出
式 ％式％） ここに、ａｌ及びａ、は定数 よりポリトロピックヘッドＨを計算するポリトロピック
ヘッド算出器と、前記ポリトロピックヘッドを入力とし
て前記流量調節計の設定値を出力する関数発生器とをさ
らに備えていることを特徴とするコンプレッサの流量制
御装置が提供される。

作用 本発明では、コンプレッサ流入ガスの圧力及び温度とコ
ンプレッサ流出ガスの圧力とを検出して、これら検出値
からポリトロピックヘッドを算出し、これより流量調節
計の設定値をサージングラインと少し離れた平行なうイ
ンに設定するようにしている。

実施例 以下、第１図及び第２図を参照して本発明を詳述する。

第１図は本発明によるコンプレッサの流量制御装置を示
したコンプレッサのプロセスフロー図である。第１図に
よれば、第３図に示した従来の流量制御装置に加えて、
温度計１１、圧力計１２．１３、ポリトロピックヘッド
算出器１４及び関数発生器１５が新たに設置されている
。

温度計１１は配管３に設けられてコンプレッサ流入ガス
のガス温度Ｔｓを検出する。圧力計１２は配管３に設け
られてコンプレッサ流入ガス温度の圧力Ｐｓを検出し、
圧力計１３は配管４に設けられてコンプレッサ流出ガス
の圧力ＰＤを検出する。これらの検出値Ｔｓ、Ｐｓ、Ｐ
Ｄはポリトロピックヘッド算出器１４に入力されて、ポ
リトロピックヘッドＨが次式に従って計算される。

Ｈ＝ａＩ−Ｔｓ・（（Ｐｏ　／　Ｐｓ）”　　Ｉ　）・
・・・（１）ａｌ・定数１ ａ、　定数２ （１）式は基本式 ・　・　・　・　・（２） ：　圧縮性係数 絶対ガス定数 二　重力加速度 平均分子量 比熱比 ポリトロープ効率 において、コンプレッサを流れるガス成分が変化しない
とすると、ガス物性である圧縮性係数Ｚ、平均分子ｆｉ
１Ｍ、比熱比には【スぼ一定と考えられ、又、ポリトロ
ープ効率もほぼ一定と考えると、の如く定数と考えるこ
とができる。したがって、ポリトロピックヘッド算出器
１４にはあらかじめａ　＋　＋ａ、を定数として設定し
ておけばよい。

次に、ポリトロピックヘッド算出器１４の出力値である
ポリトロピックヘッドＨを関数発生器１５に入力して流
量調節計８の設定流量を算出する。関数発生器１５の関
数ｆ（Ｈ）は第２図に示す一点鎖線のように、サージン
グラインと平行に設定する。

サージングラインそのものを関数ｆ（Ｈ）とすることも
できるが、調節弁６の作動遅れや流量計９などの検出遅
れを考えると、ある程度の安全率を見込んで、サージン
グラインから少し離れてサージングラインに平行なうイ
ンを関数ｆ（Ｈ）とするのがよい。

さらに、関数発生器１５の出力値、すなわち第２図の一
点鎖線の流量を設定値として流量調節計８に与え、流量
調節計８では流量計９の検出値を制御量として還流ライ
ン５にある調節弁６を操作する。

発明の効果 本発明の流量制御装置によれば、コンプレッサ流量設定
値は第２図の一点鎖線で示されるようにサージングライ
ンに平行な値を保つことができるので、本来のサージン
グ現象防止機能が果たされると共に、従来装置のような
回転数の低いときの過大流量による消費動力の増大及び
回転数の高いときのサージング現象発生の危険は解消さ
れることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流量制御装置を示すプロセスフロ
ー図、第２図はコンプレッサ性能曲線及び本発明装置の
設定流量を示す図、第３図は従来装置を示すプロセスフ
ロー図、第４図はコンプレッサ性能曲線及び従来装置の
設定流量を示す図である。 ■・・コンプレッサ、２・・流入ライン、３゜４・・配
管、５・・還流ライン、６・・調節弁、７・・流出ライ
ン、８・・流ｆｌ調節計、９・・流量計、１０・・駆動
器、１１・・温度計、１２．１３・・圧力計、１４・・
ポリトロピックヘッド算出器、１５・・関数発生器。 第 図 第 図 コンブし９−リ°Ｘ口でめイネＪ１シ六ヨｒａ。 第 図 第 ヰ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コンプレッサのガス流入ラインとガス流出ラインとの間
   のガス還流ラインに設置された調節弁と、コンプレッサ
   流入流量を検出する流量計と、該流量計の検出値により
   前記調節弁の開度を調節する流量調節計とを備えたコン
   プレッサの流量制御装置において、コンプレッサ流入ガ
   スの圧力を検出する第１の圧力計と、コンプレッサ流入
   ガスのガス温度を検出する温度計と、コンプレッサ流出
   ガスの圧力を検出する第２の圧力計と、前記第１の圧力
   計の検出値Ｐ＿Ｓと前記第２の圧力計の検出値Ｐ＿Ｄと
   前記温度計の検出値Ｔ＿Ｓとを入力として算出式Ｈ＝ａ
   ＿１・Ｔ＿Ｓ・｛（Ｐ＿Ｄ／Ｐ＿Ｓ）＾ａ＿２−１｝こ
   こに、ａ＿１及びａ＿２は定数 よりポリトロピックヘッドＨを計算するポリトロピック
   ヘッド算出器と、前記ポリトロピックヘッドを入力とし
   て前記流量調節計の設定値を出力する関数発生器とをさ
   らに備えていることを特徴とするコンプレッサの流量制
   御装置。