[发明专利]压缩机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩机的控制方法，所述压缩机具有一个或更多个压缩机单元，各压缩机单元均配备有入口和出口，由此使得该压缩机能够连接到使用压缩气体的负载。

更具体地，本发明的目的是在从满负荷或部分负荷到零负荷的过渡期间或者在相反的过程期间节约能量，由此压缩机包括控制单元，所述控制单元将一个上述压缩机单元或多个上述压缩机单元的速度控制在额定速度或控制在某额定速度范围内。

背景技术

在很多情况下，例如在压缩机为压力网供给压缩气体的情况下，期望压缩机出口处的压缩气体的流量在一定程度上是能被控制的。在这种情况下，优选根据压力网中的消耗量对所供给的气体流量进行调节。

如果属于压缩机的压缩机单元中的至少一个是螺旋式的，则可以在基本上不损失效率的情况下，以已知的方式对所供给的气体流量进行控制。

在这种情况下，压缩机单元的入口压力通常以恒定速度降低（但如果压缩机单元按照涡轮式进行构造，则入口压力并不是以恒定速度降低的）。

如果压缩机是涡轮式的，则所述压缩机优选在大体上恒定的流量下运行，由此涡轮压缩机在额定速度下运转。在额定速度下，压缩机在满负荷下运行，从而压缩机在其最佳运行工况运行。

通过改变压缩机的速度或借助入口导叶和/或扩散器导叶，出口流量能以高能效的方式在有限的程度内变化。

当所需的流量进一步减少时，采用其它方法来控制出口流量。

传统上，利用放气活门将压缩机出口处的压缩气体的剩余部分排放掉。

另一已知方法包括有规律地排放压缩机出口处的全部流体，或者使压缩机出口处的所述全部流体再循环直至压力网中的压力降至低于一定值，而在所述压力降至低于一定值以后，压缩机再次供给所述全部流体。

这样，涡轮压缩机总是可以将所供给的流量调节至所需的流量。

已知的方法的重要的缺陷是这些方法是耗能的。

另外，能效更高地减少所供给的流量的方式是安装可调的入口导叶或可选地安装可调的扩散器导叶，由此每当流动速率（分别在压缩机级的入口和出口处）变化时，流体入射的角度将被调整。这种方式的缺陷是：随之带来的相对较高的复杂性和相对较高的制造成本。

在所描述的全部方法中，当从负荷状态进入无负荷状态或从无负荷状态进入负荷状态时，压缩机的速度保持不变。

对于速度受控的离心压缩机，进一步减少所供给的流量的另一种方式是降低其速度，由此出口压力借助放气活门首先或同时降低，从而可以获得较低的无负荷功率。压缩机继而不向压力网供给任何流体。

然而，这种方式的缺陷是：由于离心压缩机的功率并不十分依赖于最终压力，因此在负荷状态到无负荷状态之间的过渡期间或者在相反的过程期间产生了巨大的损失。

发明内容

本发明的目的是：通过提供一种用于控制压缩机的方法而为一种或更多种前述缺陷和/或其它缺陷提供一种解决方案，所述压缩机具有一个或更多个压缩机单元，各压缩机单元均具有入口和出口，由此使得在从满负荷或部分负荷到零负荷的过渡期间，至少第一压缩机单元经历了过程A，所述过程A包括以下步骤：

－至少暂时地降低该第一压缩机单元的入口压力；以及

－随后或同时或部分同时且部分随后地将该第一压缩机单元的速度和/或驱动转矩降低至较低值或降低为零，

以及/或由此在从零负荷到部分负荷或满负荷的过渡期间，至少第一压缩机单元经历了过程B，所述过程B包括以下步骤：

－将第一压缩机单元的速度和/或驱动转矩增加到额定值或额定值范围内；以及

－随后或同时或部分同时且部分随后地使所涉及的第一压缩机单元的入口压力受控地增加。

“入口压力受控地增加”的含义是：通过借助例如控制单元对缩机的某些部件（例如阀、压缩机单元或类似部件）进行控制而主动增加该入口压力。

优选地，在降低第一压缩机单元的入口压力之前，过程A还包括例如通过打开在该第一压缩机单元的压力侧的放气活门而降低出口压力的步骤。

根据本发明优选的方面，在使第一压缩机单元的入口压力达到合适的水平后，过程B还包括例如通过关闭在该第一压缩机单元的压力侧的放气活门而增加出口压力的步骤。

本发明的方法的优点是：在满负荷到部分负荷或零负荷之间的过渡期间或在相反的过程期间内，与现有的压缩机单元速度的控制方法相比，本发明的方法的能量损失是有限的。