壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算方法、壓縮機(jī)的控制方法，以及執(zhí)行這些方法的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算方法、壓縮機(jī)的控制方法，以及執(zhí)行這些方法的裝置。本發(fā)明依據(jù)2013年6月27日向日本提出申請(qǐng)的日本專利特愿2013-135167號(hào)，主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容引用在此作為參考。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，從保護(hù)壓縮機(jī)和其周邊機(jī)器等的觀點(diǎn)來看，需要避開伴隨壓縮機(jī)內(nèi)的壓力變動(dòng)或逆流而產(chǎn)生的、稱作喘振的震動(dòng)現(xiàn)象。
[0003]該喘振可通過將壓縮機(jī)的實(shí)際壓力控制成比臨界壓力比小來防止。該臨界壓力比是根據(jù)每個(gè)壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)而分別定。該校正轉(zhuǎn)數(shù)是除了根據(jù)壓縮機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)N以夕卜，還根據(jù)吸入氣體的比熱比K、吸入氣體的氣體常數(shù)R、吸入氣體的絕對(duì)溫度T而定的值。因此，該校正轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)吸入氣體的溫度或組成等而變化。即，若吸入氣體的溫度或組成等變化的話，隨之校正轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)變化，其結(jié)果臨界壓力比也會(huì)變化。
[0004]在此，在以下的專利文獻(xiàn)I中公開了一種檢測(cè)吸入氣體的溫度，并求出相應(yīng)于該溫度的校正轉(zhuǎn)數(shù)，從而確定相應(yīng)于該校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比的方法。另外，在該專利文獻(xiàn)I中還公開了一種檢測(cè)吸入氣體的溫度以及密度，并求出相應(yīng)于這些溫度以及密度的校正轉(zhuǎn)數(shù)，從而確定相應(yīng)于該校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比的方法。進(jìn)一步，在該專利文獻(xiàn)I中還公開了在檢測(cè)吸入氣體的溫度的同時(shí)，用氣體層析儀檢測(cè)吸入氣體的組成，并求出相應(yīng)于這些溫度以及組成的校正轉(zhuǎn)數(shù)，從而確定相應(yīng)于該校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比的方法等。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2012/132062號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]要解決的技術(shù)問題
[0009]上述專利文獻(xiàn)I所記載的方法，在被吸入到壓縮機(jī)內(nèi)的吸入氣體的狀態(tài)，例如，溫度或組成等變化的情況下，基本上有效。但是，上述專利文獻(xiàn)I所記載的方法中，在求壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，存在檢測(cè)吸入氣體的溫度或組成等需要花費(fèi)比較長的時(shí)間，且不能完全對(duì)應(yīng)驟變的溫度變化或組成變化的問題。進(jìn)一步，上述專利文獻(xiàn)I所記載的方法中，因?yàn)槭歉鶕?jù)吸入氣體的密度等來推定吸入氣體的熱比熱K以及氣體常數(shù)R，因此還存在不能準(zhǔn)確的求出壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)的問題。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種，能夠在短時(shí)間內(nèi)求出正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)的校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算方法、壓縮機(jī)的控制方法，以及執(zhí)行這些方法的裝置。
[0011]技術(shù)方案
[0012]作為解決上述問題的本發(fā)明所涉及的一個(gè)方式的校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，具備:
[0013]接收部，其接收由轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量儀檢測(cè)出的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，以及由音速儀檢測(cè)出的被吸入到所述壓縮機(jī)內(nèi)的氣體即吸入氣體的音速；校正轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)算部，其利用所述吸入氣體的在基準(zhǔn)狀態(tài)下的基準(zhǔn)比熱比、由基準(zhǔn)氣體常數(shù)以及基準(zhǔn)溫度確定的基準(zhǔn)狀態(tài)量、所述接收部所接收的所述音速，以及，所述接收部所接收的所述轉(zhuǎn)數(shù)，求出所述壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)。
[0014]作為確定校正轉(zhuǎn)數(shù)的參數(shù)，可列舉:吸入氣體的基準(zhǔn)狀態(tài)量、吸入氣體的實(shí)際狀態(tài)量、壓縮機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)。在這些參數(shù)中，吸入氣體的基準(zhǔn)狀態(tài)量為預(yù)先設(shè)定的固定值。另一方面，吸入氣體的實(shí)際狀態(tài)量會(huì)隨著吸入氣體的組成和溫度變化而變化，同樣壓縮機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)也會(huì)隨著壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)的變化而變化。
[0015]在此，吸入氣體的狀態(tài)量是根據(jù)吸入氣體的比熱比、氣體常數(shù)以及溫度而設(shè)定的量，是該吸入氣體的音速本身。因此，通過檢測(cè)吸入氣體的音速，能夠獲得吸入氣體的實(shí)際狀態(tài)量。
[0016]其中，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，再用來確定校正轉(zhuǎn)數(shù)的參數(shù)當(dāng)中，作為變化的參數(shù)之一的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)由轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量儀獲得，剩余的作為變化的參數(shù)的吸入氣體的狀態(tài)量由音速儀獲得。而且，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，利用預(yù)先設(shè)定的吸入氣體的基準(zhǔn)狀態(tài)量、由轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量儀檢測(cè)出的轉(zhuǎn)數(shù)、由音速儀檢測(cè)出的音速(=狀態(tài)量)，來求校正轉(zhuǎn)數(shù)。
[0017]因此，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，與根據(jù)吸入氣體的溫度等來推定吸入氣體的實(shí)際狀態(tài)量的情況相比，能夠求出更加正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)。
[0018]另外，音速儀以及轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量儀兩者對(duì)檢測(cè)對(duì)象的變化的應(yīng)答延遲時(shí)間極短。因此，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，與用溫度計(jì)或氣體層析儀等來檢測(cè)用來確定校正轉(zhuǎn)數(shù)的一個(gè)參數(shù)，且基于該參數(shù)來求出校正轉(zhuǎn)數(shù)相比，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)求出校正轉(zhuǎn)數(shù)。
[0019]在此，在所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置中，也可具備所述轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量儀以及所述音速儀。
[0020]在這種情況下，在所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置中，所述音速儀可被安裝在所述吸入氣體流動(dòng)的導(dǎo)管上，且具有在垂直于所述導(dǎo)管軸的方向上，相對(duì)向而配置的聲波發(fā)射元件以及聲波接收元件。而且，這里所說的導(dǎo)管是指，形成吸入氣體流動(dòng)的流路的構(gòu)件，不僅包括截面為環(huán)狀的鋼管等導(dǎo)管，還包括將薄板形成為矩形的管道之類。
[0021]該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置中，音速儀的聲波發(fā)射元件以及聲波接收元件，在垂直于吸入氣體流動(dòng)的導(dǎo)管軸的方向上，相對(duì)向而配置。因此，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，可獲得關(guān)于導(dǎo)管截面的各位置上的吸入氣體的音速的平均值。另外，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，當(dāng)吸入氣體的組成發(fā)生了變化時(shí)，可獲得導(dǎo)管的軸向，即導(dǎo)管中吸入氣體的流動(dòng)方向上的僅在特定位置上的吸入氣體的音速。因此，該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，與將聲波發(fā)射元件以及聲波接收元件在導(dǎo)管的軸向上相對(duì)向而配置情況相比，能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)出伴隨吸入氣體的組成變化而產(chǎn)生的音速變化。
[0022]另外，在以上的任意一個(gè)所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置中，可具備輸出所述校正轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)算部求出的所述校正轉(zhuǎn)數(shù)的輸出部。
[0023]該校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，通過輸出校正轉(zhuǎn)數(shù)，能使壓縮機(jī)的操作人員等認(rèn)識(shí)壓縮機(jī)的狀態(tài)。
[0024]另外，作為用于解決上述問題的本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)的壓縮機(jī)的控制裝置，其特征在于，
[0025]具備以上的任意一個(gè)所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，以及控制用來防止所述壓縮機(jī)喘振的操作端的喘振控制部，其中，
[0026]所述接收部至少接收由壓力計(jì)檢測(cè)出的所述壓縮機(jī)的吐出壓力，所述喘振控制部利用預(yù)先設(shè)定的校正轉(zhuǎn)數(shù)，以及所述壓縮機(jī)的臨界壓力比或者相比所述臨界壓力比僅小預(yù)先設(shè)定的部分的壓力比的臨界前壓力比之間的關(guān)系，確定相對(duì)于由所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置求出的所述校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比或者臨界前壓力比，且比較所述臨界壓力比或者所述臨界前壓力比和由所述接收部接收且根據(jù)所述吐出壓力而定的所述壓縮機(jī)的實(shí)際壓力比，并根據(jù)比較結(jié)果控制所述操作端。
[0027]關(guān)于壓縮機(jī)喘振的校正轉(zhuǎn)數(shù)與臨界壓力比或者臨界前壓力比，具有一定的關(guān)系。因此，通過獲得校正轉(zhuǎn)數(shù)，能夠獲得該校正轉(zhuǎn)數(shù)的臨界壓力比或者臨界前壓力比。
[0028]該控制裝置具有所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，因此對(duì)于吸入氣體的組成等變化，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)獲得正確的校正轉(zhuǎn)數(shù)。因此，該壓縮機(jī)的控制裝置中，對(duì)于吸入氣體的組成等變化，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)獲得正確的臨界壓力比或者臨界前壓力比。因此，該控制裝置，對(duì)于吸入氣體的組成等變化，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)將正確的臨界壓力比或者臨界前壓力比和壓縮機(jī)的實(shí)際壓縮機(jī)進(jìn)行比較。
[0029]從而，該控制裝置，即使是在燃?xì)獾臓顟B(tài)量發(fā)生變化，從而燃?xì)鈮嚎s機(jī)發(fā)生喘振的可能性升高的情況下，也能夠正確的把握該可能性，且能夠在發(fā)生喘振之前，執(zhí)行對(duì)應(yīng)該喘振的控制處理。
[0030]在此，在所述壓縮機(jī)的控制裝置中，所述操作端可具有用來調(diào)節(jié)所述吸入氣體的流量的吸入量調(diào)節(jié)器，且所述喘振控制部可根據(jù)所述比較結(jié)果，對(duì)所述吸入量調(diào)節(jié)器輸出增加所述吸入氣體的流量的指令。
[0031]另外，在以上的任意一個(gè)所述壓縮機(jī)的控制裝置中，所述操作端可具有再循環(huán)量調(diào)節(jié)器，其是用來調(diào)節(jié)從所述壓縮機(jī)吐出的所述氣體中，要送回至所述壓縮機(jī)的吸入側(cè)的所述氣體的流量，所述喘振控制部可根據(jù)所述比較結(jié)果，對(duì)所述再循環(huán)量調(diào)節(jié)器輸出增加返回到所述吸入側(cè)的所述氣體的流量的指令。
[0032]另外，在以上的任意一個(gè)所述壓縮機(jī)的控制裝置中，所述操作端可具有抽氣量調(diào)節(jié)器，其是用來調(diào)節(jié)從所述壓縮機(jī)抽出的所述氣體的流量，所述喘振控制部可根據(jù)所述比較結(jié)果，對(duì)所述抽氣量調(diào)節(jié)器輸出增加要抽出的所述氣體的流量的指令。
[0033]另外，在以上的任意一個(gè)所述壓縮機(jī)的控制裝置中，所述操作端可具有使所述壓縮機(jī)停止的松開(trip)操作端，所述喘振控制部可根據(jù)所述比較結(jié)果，對(duì)所述松開操作端輸出執(zhí)行停止所述壓縮機(jī)動(dòng)作的指令。
[0034]另外，在以上的任意一個(gè)所述壓縮機(jī)的控制裝置中，所述喘振控制部可確定相對(duì)于由所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置求出的所述校正轉(zhuǎn)數(shù)的所述臨界前壓力比，若所述實(shí)際壓力比變成所述臨界前壓力比以上的話，對(duì)所述操作端輸出指令。
[0035]另外，在以上的任意一個(gè)所述壓縮機(jī)的控制裝置中，可具備:效率計(jì)算部，其利用預(yù)先設(shè)定的校正轉(zhuǎn)數(shù)和壓力比和所述壓縮機(jī)效率之間的關(guān)系，根據(jù)由所述校正轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)算部求出的所述校正轉(zhuǎn)數(shù)，以及由所述接收部接收且根據(jù)所述吐出壓力而定的所述壓縮機(jī)的實(shí)際壓力比，計(jì)算所述壓縮機(jī)的效率；以及，輸出部，其輸出由所述效率計(jì)算部計(jì)算的所述效率。
[0036]該控制裝置中，通過比較從輸出部輸出的效率與壓縮機(jī)的實(shí)際效率，能夠認(rèn)識(shí)壓縮機(jī)性能的劣化程度。
[0037]另外，作為用于解決上述問題的本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)的壓縮設(shè)備，
[0038]其特征在于，具備以上的任意一個(gè)所述壓縮機(jī)的控制裝置、所述壓縮機(jī)，以及所述操作端。
[0039]在此，在所述壓縮設(shè)備中，所述壓縮機(jī)可將由燃燒器燃燒的燃料氣體作為所述氣體而壓縮。
[0040]另外，作為解決上述問題的本發(fā)明所涉及的一個(gè)方式的校正轉(zhuǎn)計(jì)算方法，
[0041]其特征在于，執(zhí)行以下工序:音速檢測(cè)工序，其檢測(cè)被吸入到所述壓縮機(jī)內(nèi)的氣體即吸入氣體的音速，以及，校正轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)算工序，其利用根據(jù)所述吸入氣體的在基準(zhǔn)狀態(tài)下的基準(zhǔn)比熱比、基準(zhǔn)氣體常數(shù)以及基準(zhǔn)溫度而定的基準(zhǔn)狀態(tài)量，和在所述音速檢測(cè)工序中檢測(cè)出的所述音速，以及，在所述轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)工序中檢測(cè)出的所述轉(zhuǎn)數(shù)，求出所述壓縮機(jī)的校正轉(zhuǎn)數(shù)。
[0042]另外，作為用于解決上述問題的本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)的壓縮機(jī)的控制方法，
[0043]其特征在于，在執(zhí)行所述校正轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算方法的同時(shí)，執(zhí)行檢測(cè)所述壓縮機(jī)的吐出壓力的吐出壓力檢測(cè)工序，以及，控制防止