【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】VPSA设备中的压缩机的抗喘振速度控制
本专利技术提供了一种用于控制在真空压力摆动吸附设备内操作且直接地由电动马 达驱动的离心压缩机的速度以避免压缩机进入喘振的方法及控制系统。更具体而言，本发 明涉及此类方法及系统，其中速度在由真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的至少那些 步骤期间增大，其中，压缩机可遇到喘振，且总计的增加根据正进行的步骤变化。
技术介绍
在真空压力摆动吸附过程中，一种或多种吸附剂用于吸附进料流的一个或多个组 分，且从而产生净化的产物流。典型的过程具有根据重复循环的一系列连续执行的步骤。在 重复循环中，含有吸附剂的吸附床交替地用于产生净化产物且然后再生。在再生期间，吸附 组分从吸附剂解吸，且然后，吸附床回到其中其可回到联线且产生产物的状态中。 在设计成由进料空气产生产物氧的典型真空压力摆动吸附过程中，吸附床经历在 重复循环中进行的七个步骤过程。仅出于图示的目的，此类吸附过程可利用一个床来进行。 在第一步骤中，床从底部利用进料空气和从顶部利用从回收罐输送的平衡气体来同时地加 压。此后，高纯度产物从氧缓冲罐加至床的顶部，且进料空气由压缩机或其它送风机(如罗 茨型送风机（Roots type of blower))供应。在第三步骤中，床继续从底部经由送风机加 压。床现在准备产生产物，且进料空气供给到容器的顶部，且产物从顶部除去。产物气体输 送至氧缓冲罐。在生产完成之后，送风机卸载，且仍保持在加压床的顶部中的较低纯度的气 体传递至回收罐。在随后的抽空步骤中，废氮从容器的底部经由离心压缩机除去，同时没有 流离开或进入容...
【技术保护点】
一种控制真空压力摆动吸附设备内的离心压缩机速度的方法，所述方法包括：测量和计算涉及进入离心压缩机的气体的流速的参数，所述离心压缩机直接地由具有通过变频驱动件控制的速度的电动马达驱动；测量和计算所述离心压缩机的出口对入口压力的压力比；基于所述压力比确定所述离心压缩机的最佳速度，且所述最佳速度位于沿所述离心压缩机的峰值效率操作线；确定在所述最佳速度下可能发生喘振状态所处的参数的最低可允许值；确定反馈乘数，当乘以所述最佳速度时，所述反馈乘数将在所述参数小于所述最低可允许值时增大速度，或将在所述参数大于或等于所述最低可允许值时减小速度；在由所述真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的步骤期间，其中所述离心压缩机至少有可能遇到喘振状态，除了其纯抽空步骤和具有产物吹扫步骤的抽空之外，将总速度乘数设置成等于所述反馈乘数；在纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间，通过使所述反馈乘数乘以前馈乘数来计算所述总速度乘数，所述前馈乘数将在所述纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间增大速度，使得离心压缩机不可能进入所述喘振状态；通过使所述最佳速度乘以所述总速度乘数来计算调整的速度；以及生成至少涉及所述调整速度的控制...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 US 13/484846;2013.05.07 US 13/8889431. 一种控制真空压力摆动吸附设备内的离心压缩机速度的方法，所述方法包括： 测量和计算涉及进入离心压缩机的气体的流速的参数， 所述离心压缩机直接地由具有通过变频驱动件控制的速度的电动马达驱动； 测量和计算所述离心压缩机的出口对入口压力的压力比； 基于所述压力比确定所述离心压缩机的最佳速度，且所述最佳速度位于沿所述离心压 缩机的峰值效率操作线； 确定在所述最佳速度下可能发生喘振状态所处的参数的最低可允许值； 确定反馈乘数，当乘以所述最佳速度时，所述反馈乘数将在所述参数小于所述最低可 允许值时增大速度，或将在所述参数大于或等于所述最低可允许值时减小速度； 在由所述真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的步骤期间，其中所述离心压缩机至 少有可能遇到喘振状态，除了其纯抽空步骤和具有产物吹扫步骤的抽空之外，将总速度乘 数设置成等于所述反馈乘数； 在纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间，通过使所述反馈乘数乘以前馈乘数来 计算所述总速度乘数，所述前馈乘数将在所述纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间 增大速度，使得离心压缩机不可能进入所述喘振状态； 通过使所述最佳速度乘以所述总速度乘数来计算调整的速度；以及 生成至少涉及所述调整速度的控制信号且将所述控制信号输入到所述变频驱动件中， 使得所述电动马达且因此所述离心压缩机在所述调整速度下操作。2. 根据权利要求1所述的方法，其中： 所述真空压力摆动吸附过程使用用于将压缩气体供给至所述真空压力摆动吸附设备 的吸附床的进料压缩机和用于从所述吸附床抽空气体的抽空压缩机；以及 所述抽空压缩机由所述离心压缩机形成。3. 根据权利要求1所述的方法，其中： 所述真空压力摆动吸附过程使用单个压缩机来将压缩气体供给至吸附床且从所述吸 附床抽空气体； 所述重复循环包括：在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的具有平衡的进料步骤；在 所述具有平衡的进料步骤之后的具有产物再加压的进料步骤；以及在所述纯抽空步骤之前 的平衡步骤；以及 在所述具有平衡的进料步骤、所述平衡步骤和所述具有产物再加压的进料步骤开始期 间，所述控制信号涉及非操作速度，使得当所述控制信号输入所述变频驱动件中时，电功率 不施加至所述电动马达；以及 在所述具有产物再加压的进料步骤期间获得预定压力比时，所述控制信号又涉及所述 调整速度，使得所述电动马达且因此所述压缩机在所述调整速度下操作。4. 根据权利要求2所述的方法，其中： 所述重复循环包括下降压力平衡步骤和在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的上升 压力平衡步骤； 在所述下降压力平衡步骤和所述上升压力平衡步骤期间，所述控制信号涉及非操作速 度，使得电功率不会施加到所述电动马达来驱动所述抽空压缩机；以及 当在所述下降压力平衡步骤期间获得预定压力比时，所述控制信号又涉及所述调整速 度，使得所述抽空压缩机在所述调整速度下操作。5. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中： 每当确定所述反馈乘数时，就储存所述反馈乘数； 当所述参数小于所述最低可允许值时，所述反馈乘数通过将速度校正系数加至所述反 馈乘数的上一储存值来确定；以及 当所述参数大于或等于所述最低可允许值时，所述反馈速度乘数通过使所述反馈乘数 的上一储存值除以比例常数来计算，所述比例常数设置成等于一个值，其在所述反馈乘数 的上一储存值大于或等于1. 〇时大于1. 〇,或在所述反馈乘数的上一储存值小于1. 〇时为 1. 0。6. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中： 所述前馈乘数为所述压力比的函数； 所述函数在预定压力比下具有所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直接在 所述预定压力比之前，所述喘振状态将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的过渡期 间发生，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及 所述最大值具有一定大小，所述大小预先选择成使得当所述最大值在所述预定压力比 下乘以所述最佳速度时，由此所得的速度将防止喘振状态发生。7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述函数为高斯函数。8. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述参数为在所述离心压缩机的护 罩中且接连地接近其叶轮的两点处测得的压差。9. 根据权利要求5所述的方法，其中： 所述参数为在接连地接近其叶轮的所述离心压缩机的护罩中的两点处测得的压差； 在各个所述时间段期间，通过从所述压差的当前值减去所述最低可允许值来计算和储 存压差的误差；以及 所述反馈乘数的速度校正系数在各个所述时间段期间通过包括将比例项加至积分项 的比例积分控制来计算，所述比例项通过使增益系数乘以压差误差与在先时间段中计算的 在先压差误差之间的差且使所述差除以所述时间段来计算，且所述积分项通过使所述增益 系数除以积分重置时间且使其所得的商乘以所述压差误差来计算。10. 根据权利要求8所述的方法，其中： 所述前馈乘数为所述压力比的高斯函数； 所述高斯函数具有预定压力比下的所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直 接在所述预定压力比之前，所述离心压缩机将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的 过渡期间进入喘振状态，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及 所述最大值具有一定大小，其预先选择成使得当所述最大值乘以预定压力比下的最佳 速度时，由此所得的速度将防止离心压缩机进入喘振状态。11. 一种用于控制真空压力摆动吸附设备内的离心压缩机速度的控制系统，所述控制 系统包括： 用于感测涉及进入直接由具有通过变频驱动件控制的速度的电动马达驱动的离心压 缩机的气体的流速的参数的器件； 定位成感测所述离心压缩机的入口和出口处的压力的压力传感器； 响应于所述参数感测器件、所述压力传感器和由所述真空压力摆动吸附设备进行的重 复循环的步骤且具有控制程序的控制器，所述控制程序编程为： 计算所述离心压缩机的出口对入口的压力的压力比； 基于所述压力比确定所述离心压缩机的...
【专利技术属性】
技术研发人员：AC罗辛斯基，PW贝朗格，MS曼宁，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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