[发明专利]用于压缩机系统的加载/卸载控制方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及对旋转式压缩机的加载/卸载控制，具体地涉及估计压缩机的操作状态。

背景技术

加载/卸载控制方案可以用于控制各种各样的应用。例如，加载/卸载控制非常适合于压缩机被连接至大的压力容器的布置。在加载/卸载控制方案下，以恒定速度操作的压缩机被依次控制成加载模式或卸载模式。

在加载模式下，压缩机产生质流，从而增大压力容器中的压力。当压力容器中的压力达到设定的最大限度时，压缩机被设定成卸载模式。

在卸载模式下，压缩机仍然运行，但不产生质流。可以使用各种策略来使压缩机卸载。例如，可以通过控制压缩机的入口阀将压缩机控制成加载模式或卸载模式。由于不产生质流，所以压力容器中的压力开始减小。在卸载模式下，压缩机可能仅使用加载模式期间的功率消耗的一部分。减小的速率可以取决于输出需求。当压力下降到设定的最小水平时，加载模式被重新激活。

为了确定何时切换到加载模式或者切换到卸载模式，压缩机系统可以包括压力传感器或者用于检测何时达到了限度的传感器。这样的传感器可能会增加压缩机系统的成本。此外，传感器可能易于出现故障并且可能需要定期维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和用于实现该方法的设备以减轻上述缺点。本发明的目的通过根据本发明的用于压缩机系统的加载/卸载控制方法及设备来实现。本发明还公开了优选实施方式。

本公开内容描述了一种用于压缩机系统的加载/卸载控制方法，该压缩机系统具有连接至压力容器的旋转式压缩机。在该方法中，可以基于压缩机系统的所监测/所估计的电气量来监测当前的操作状态(例如，压力容器中的压力)。该方法包括识别阶段和操作阶段。

在识别阶段中，压缩机以恒定的转速操作，以产生对压力容器的两种已知压力(即最小限度和最大限度)。监测至少一个电气量(例如，为压缩机提供动力的电机的机械功率或扭矩)，并且存储电气量的与压力限度对应的值。

在操作阶段中，然后可以通过将所监测的电气量的当前值与所存储的值进行比较来检测是否达到压力限度。

以这种方式，压缩机系统可以在没有压力传感器的情况下操作。

附图说明

下面将参照附图，通过优选实施方式来更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了示例性压缩机系统的操作的简化示例；

图2示出了插值函数的简化示例；以及

图3示出了以恒定转速运行的示例性识别。

具体实施方式

本公开内容呈现了一种用于压缩机系统的加载/卸载控制方法，该压缩机系统包括连接至压力容器的压缩机、对压缩机的电机进行控制的变频器以及用于将压缩机设定成加载模式或卸载模式的装置。压缩机可以是正排量压缩机(例如螺杆式压缩机)或者动力压缩机(例如离心式压缩机)。在根据本公开内容的加载/卸载控制方法的正常操作期间，控制目标可以是将压力容器内的平均压力维持在期望水平。为了实现这一点，压缩机可以以恒定速度操作并且被控制成加载模式或卸载模式，使得压力容器内的压力保持在设定边界内。这些边界可以是最小压力限度(下限)和最大压力限度(上限)的形式。恒定转速可以是例如压缩机的额定速度。

图1示出了示例性压缩机系统的操作的简化示例。在图1中，在压缩机的操作阶段期间，压缩机系统的压力容器中的压力被示出为时间的函数。该函数示出了处于加载模式和卸载模式下的压缩机。在加载模式下，压缩机产生质流，从而增大压力容器中的压力。当压力容器中的压力达到了设定的最大限度(上限)p_max时，压缩机被设定成卸载模式。在卸载模式下，压缩机仍然运行，但不产生质流。结果是，压力容器中的压力开始减小。减小的速率可以取决于输出需求。当压力下降到设定的最小水平p_min时，加载模式再次被激活。以这种方式，可以将压力容器内的平均压力保持在期望的水平p_ref。

在根据本公开内容的方法中，可以基于压缩机系统的至少一个所监测/所估计的电气量来监测当前操作状态(例如，压力容器中的压力)。所监测的电气量可以是与恒定转速下的压力容器中的压力成比例的电气量。以这种方式，该量的每个值可以用于表示某个压力。所监测的电气量可以是例如为压缩机提供动力的电机的机械功率或扭矩。