JPS62359B2 - - Google Patents

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JPS62359B2
JPS62359B2 JP6313577A JP6313577A JPS62359B2 JP S62359 B2 JPS62359 B2 JP S62359B2 JP 6313577 A JP6313577 A JP 6313577A JP 6313577 A JP6313577 A JP 6313577A JP S62359 B2 JPS62359 B2 JP S62359B2
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JP
Japan
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compressor
control
valve
surge
blow
Prior art date
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Expired
Application number
JP6313577A
Other languages
English (en)
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JPS52145803A (en
Inventor
Peitaa Hiraburaanto Hanzu
Hofumaisutaa Borufugaangu
Eebe Kuruto
Deiiteru Kuuberu Kurausu
Aruberusu Rorufu
Tsuisu Ryuiiji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPS52145803A publication Critical patent/JPS52145803A/ja
Publication of JPS62359B2 publication Critical patent/JPS62359B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0284Conjoint control of two or more different functions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は大型ターボ圧縮機の流量及び圧力を
連続的に測定し、サージ現象を避けるために、前
記測定値と基準値とを比較してその制御差値に基
いて、吹出弁を調節する送風圧縮機、特に溶鉱炉
用送風圧縮機の制御方法に関する。
このような制御方法が適用される溶鉱炉の送風
系の1例が第1図に示されており、同図におい
て、送風圧縮機1はこれに結合された送風系内に
所定の圧力で所定の流量の給気を生ずる。圧縮機
1のすぐ下流に吹出弁2が配置され、この吹出弁
2は必要な場合に給気の一部分を大気に排出する
ように作用する。この吹出弁2の次に不還弁3お
よび制御弁4が設けられ、その下流には再生器5
が配設され、図面ではこのような再生器を1つだ
け示してある。次いで給気はリング主管6に流入
し、これから吹上げられて羽口結合部から溶鉱炉
7に入る。次いで溶鉱炉中で発生したのどガスが
のど8から浄化システム9に入り、そこからのど
ガスシステム10に流入する。現今では溶鉱炉7
の背圧はこの浄化システムを経由して極めて頻繁
に制御されている。のどガス系内に存在する圧力
は他の場所においても同様に制御され、したがつ
てこののどガス系は一定圧力の巨大な蓄積器を形
成している。
第2図には溶鉱炉7の低抗の特性曲線と組合わ
された圧縮機1の特性曲線群を示し、この図にお
いて流量QAは横軸に、また吐出圧力PEは縦軸に
示されており、Aは吹出弁2の全開時の抵抗曲
線、B,B′はガイドベーン特性が0%及び100%
の際における圧縮機1の動作点曲線、Cは吹出曲
線、Dは安全曲線、Eはサージ限度曲線をそれぞ
れ示し、吹出曲線Cより右下方の領域は許容領
域、左上方は非許容領域となつている。正常運転
時にはこの圧縮機1は吹出弁2を全開して始動さ
れ、それにより動作点BP1が得られる。吹出弁
2が閉じられると、圧縮機1の動作点は、ガイド
ベーン特性が0%の曲線Bに沿つて、溶鉱炉7の
抵抗特性曲線HO1と交わる動作点BP2まで移動
する。そしてガイドベーンが開かれると、圧縮機
1の動作点はガイドベーン特性が100%の曲線
B′が抵抗曲線HO1と交わるBP3にまで移動す
る。
溶鉱炉7の低抗が特性曲線HO1から特性曲線
HO2に示すような高い抵抗値となると、圧縮機
1の動作点は特性曲線B′に沿つて吹出曲線Cと交
る動作点BP4に移動する。そしてここで吹出弁
2が開き始めて、たとえ圧縮機1が圧力を維持し
ても、溶鉱炉7に不要な給気は大気に排出される
こととなる。
このように吹出曲線Cに到達したとき吹出弁2
の確実な開口を行うために、従来から第3図に示
すような電気回路を用いた制御器による制御方法
が行われている。
この制御器において、圧縮機1の流量QA及び
圧力PEの測定値は電気信号に変換され、即ち圧
力PEの測定値は関数発生器30によつて変換さ
れる。信号の差値が通例の方式で比較器32で形
成され、この差値が制御差値としてサージ限度制
御器34に加えられ、次いでこの制御器34は吹
出弁2を制御するための信号yを提供する。なお
11は電磁制御弁を示す。
ところでこのような制御方法においては、制御
が手動でなされ、また大圧力変動を伴う状態で
は、圧縮機のサージ現象が発生するという欠点が
ある。たまに起るサージ現象は従来許し得るもの
と考えられてきたが、最近では避けなければなら
ないものと考えられている。
最近の研究では約25MW程度の性能をもつ大型
送風圧縮機の場合には、サージ現象が起る都度、
羽根に弾性限界を超える大きさの応力がかかつ
て、羽根の損傷が起ることが判明した。現在の炉
用送風圧縮機は効率の観点から、各圧縮機が単一
の溶鉱炉に供給するように設計され、特に混乱又
は破壊時に大圧給変動が起り、従つてサージ現象
の発生を防ぐことは困難である。
従つてこの発明の目的は、前記従来の制御方法
のもたらす欠点を排除し、ターボ圧縮機、特に大
型ターボ圧縮機におけるサージ現象を防止するこ
とのできる制御方法を提供するにある。
この発明によれば、上記の目的は圧力及び流量
の実測量と基準値との制御差値を非線形的に増大
する方法により、制御差値が負となつて圧縮機の
動作点が吹出曲線を越えて非許容領域内に移動す
れば、制御差値が増加するような方法で達成され
ることとなる。
第4図ないし第6図にこの発明の実施例が示さ
れ、以下これを参照しつつこの発明を詳細に述べ
る。なお第3図のものと同一部分については同一
の符号を付した。
第4図から判るように非線形伝達要素40がサ
ージ限度制御器34の入力側に接続される。比較
器32において形成される制御差値XDが許容領
域内にある場合は正を、また非許容領域内にある
場合は負をあらわすようになつている。すなわち
サージ限度制御器34に対する制御差値が正の場
合は、圧縮機1の動作点が吹出曲線Cの右下側に
おける許容領域にあり、制御差値が場合には吹出
曲線の左上側の非許容領域にあることを意味す
る。
非線形伝達要素40の利得特性は、少くとも2
つの傾斜増加型の直線で形成される。非許容領域
内に入るために特性曲線が中断し、この場合ノイ
ズ信号によつて起る小さい負制御差値は、あらか
じめ定めた大きさのものでない限り消去される。
大きくて非許容領域における制御差値は、例えば
入力対出力の比が1:5となるような高い利得が
えられるようにし、これによつてサージ限度制御
器34の干渉を増大させ、この結果吹出弁2を急
速に開かせて圧縮機1の動作点を許容領域に戻す
こととなる。
さらに比較器32に形成された制御差値XD
は、限度制御器42で第2図の安全曲線Dにおけ
る限度値と比較され、図から判るようにこの安全
曲線Dはサージ限度曲線Eと吹出曲線Cとの中間
にあつて吹出曲線Cとの距離の方が大きく、この
距離は不適当な制御動作によつてもたらされる制
御システムの故障の場合にのみ到達するような距
離となつている。もし制御差値XDが前記限度値
を超えると、吹出弁2は全開される。
始動段階において、一方では正常な運転状態が
出来る限り速かに達せられ、他方では通常のサー
ジ限度制御器34の使用によつて引起され、サー
ジ作用を生じさせるおそれのある高度の行過ぎ状
態が、可能な限り除去されなければならない。
このための実施例が第5図に示されており、制
御可能な積分器50を含む始動回路が用いられ、
この回路は次の様に作動する。
圧縮機1の始動中に吹出弁2は制御によつて開
かれている。この制御指令が続いている間、積分
器50にはある大きさの可変因子が設定され、こ
の大きさは制御器の開口指令の発生を確実に行う
ことができる大きさである。この積分器50の出
力電圧は許容制御差値に対して反対の極性をもつ
ている。このようにして非許容制御差値がサージ
限度制御器34にシミユレートされ、この制御器
はこれに対応して応答する。圧縮機1の始動が完
了すると吹出弁2はじよじよに閉じられ、これは
圧縮機1の動作点が吹出線Cに達するまで実施さ
れる。積分器50はクリアされ、それに含まれた
内容は調節可能な速度比率で放出され、その出力
信号は最初の値からゼロになる。このようにして
真の制御差値は、サージ機度制御器34内で効果
を発揮するから、この制御器は圧縮機1の動作点
が吹出線Cに達する程度まで吹出弁2をじよじよ
に閉じる。積分器50のクリア速度を適切に選択
することによつて、始動階段において圧縮機1の
動作点は吹出線Cを越えないことが保証される。
前記第3図示の制御方法において、サージ限度
制御器34は連続電気信号及び出力信号の形の手
動制御指令を発することが知られ、この出力信号
は吹出弁2を調節する調整駆動装置を制御するの
に役立つ。この場合吹出弁2はさらに手動で開口
されてもよいが、サージ限度制御器34によつて
指令された以上には閉じられないことが保証され
る。しかしこのシステムは開から閉への手動制御
信号が極端に急速に変化すると、第5図に示す始
動回路を伴わない場合に生ずるのと類似した行過
ぎ状態を生じる欠点をもつている。
この現象を避けるために、手動制御信号は、第
6図に示す比較器60においてサージ限度制御器
34の出力信号と比較される。この差値及び比較
器32における制御差値は最少値選択のために回
路62に送られる。この回路62の出力信号は制
御差値の代りにサージ限度制御器34に加えられ
る。このようにして、吹出弁2はさらに進んだ程
度まで手動で開くことができるが、圧縮機1の動
作点が吹出曲線Cを越えるようにまでは閉じられ
ないことを保証する。しかしサージ限度制御器3
4の出力信号は常に吹出弁2の実際の位置に対応
するから上記の行過ぎ状態が起ることはない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法を適用した溶鉱炉用給
気システムのブロツク線図、第2図は同上の溶鉱
炉特性と圧縮機特性との典型的組合せグラフ、第
3図は従来の制御方法に用いられる典型的な電気
回路図、第4,5,6図はこの発明の第1,2,
3実施例の回路図である。 1……圧縮機、2……吹出器、7……溶鉱炉、
30……関数発生器、32……比較器、34……
サージ限度制御器、40……非線形伝達要素、4
2……限度制御器、50……積分器、60……比
較器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ターボ圧縮機による送気の流量及び圧力を連
    続的に測定し、サージ現象の発生を防ぐために、
    前記測定値と基準値との制御差値に基きサージ限
    度制御によつて吹出弁を調節するターボ圧縮機の
    制御方法において、前記制御差値を非線形伝達要
    素により非線形的に増大し、もし制御差値が負と
    なつて圧縮機の動作点が吹出線を越えてサージ限
    度曲線の方に移行すれば、利得が増大してサージ
    限度制御器に伝達されるようになつていることを
    特徴とするターボ圧縮機の制御方法。
JP6313577A 1976-05-28 1977-05-28 Controlling method of turboocompressors Granted JPS52145803A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762623899 DE2623899C3 (de) 1976-05-28 1976-05-28 Verfahren zum Betreiben von Turboverdichtern in der Nähe der Pumpgrenze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS52145803A JPS52145803A (en) 1977-12-05
JPS62359B2 true JPS62359B2 (ja) 1987-01-07

Family

ID=5979196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6313577A Granted JPS52145803A (en) 1976-05-28 1977-05-28 Controlling method of turboocompressors

Country Status (7)

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JP (1) JPS52145803A (ja)
AT (1) AT350704B (ja)
CH (1) CH621855A5 (ja)
DE (1) DE2623899C3 (ja)
FR (1) FR2352970A1 (ja)
GB (1) GB1578936A (ja)
IT (1) IT1086338B (ja)

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Also Published As

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