[发明专利]用于具有侧流的涡轮压缩机的抗喘振控制的方法及系统

权利要求书

1.一种用于提供压缩机系统的抗喘振控制的方法，所述压缩机系统具有至少上游压缩机级、下游压缩机级和侧流，所述侧流将流带入所述上游压缩机级与所述下游压缩机级之间的流动通路中，所述方法包括：

使用所述上游压缩机级的无量纲性能图估计由所述上游压缩机级输送的流的温度，

基于由所述下游压缩机级输送的流的质量流和流温度以及所述侧流的质量流和流温度估计进入所述下游压缩机级的流的温度；

基于进入所述下游压缩机级的流的温度执行所述下游压缩机级的抗喘振控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无量纲性能图提供所述上游压缩机级的多变效率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无量纲性能图提供所述上游压缩机级的多变效率为随马赫数和越过所述上游压缩机级的无量纲流变化的函数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无量纲流限定为：

其中

D为所述上游压缩机级的入口处的叶轮末梢或叶片末梢处的直径，

Q为所述上游压缩机级的入口处的体积流率，

u为所述叶轮末梢或叶片末梢的速度。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，由所述上游压缩机级输送的流的温度基于所述上游压缩机级的多变效率估计。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

确定所述上游压缩机级在所述上游压缩机级的操作状态下的多变效率；

基于所述气体的压力和温度状态以及所述多变效率确定多变温度指数；

基于所述多变温度指数估计由所述上游压缩机级输送的所述流的温度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多变温度指数确定为：

。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，由所述上游压缩机级输送的所述流的温度计算为：

其中

T_1s为所述上游压缩机级的吸入侧处的温度，

P_2ss为所述侧流的压力，

P_1s为所述上游压缩机级的吸入侧处的压力。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，进入所述下游压缩机级的所述流的温度用于确定所述下游压缩机级的操作点相比于其喘振极限的位置。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，进入所述下游压缩机级的所述流的温度用于计算所述下游压缩机级的吸入侧处的等效压头，且其中所述等效压头用于执行所述下游压缩机级的抗喘振控制。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述等效压头用于确定所述下游压缩机级的操作点相比于其喘振极限的位置。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述等效压头计算为所述下游压缩机级的输送处的压头以及所述下游压缩机级的吸入侧和输送侧处的流压力的函数。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述等效压头计算为所述下游压缩机级的输送处的压头、所述下游压缩机级的吸入侧和输送侧处的流压力以及所述下游压缩机级的输送和吸入侧处的所述气体的压缩性的函数。

14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述上游压缩机级的吸入侧处的流率由所述上游压缩机级的吸入侧处的压力和温度以及由所述下游压缩机级的输送侧处检测的流率确定。

15.一种系统，包括：压缩机，其具有至少上游压缩机级、下游压缩机级和侧流，所述侧流将流带入所述上游压缩机级与所述下游压缩机级之间的流动通路中；以及抗喘振布置；其中，所述抗喘振布置构造成用于执行根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法。