JP6501380B2 - 多段圧縮機システム、制御装置、異常判定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、多段圧縮機システム、制御装置、異常判定方法及びプログラムに関する。
ガスを圧縮し、ガス系統の下流側に接続された機械等に圧縮ガスを供給する圧縮機が知られている。そのような圧縮機としてＩＧＶ（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ）を上流側に配置し、ＩＧＶの開度を調整することで、圧縮機本体へのガス流量を調整するものがある。
特許文献１には、関連する技術として、多段圧縮機を構成する複数の圧縮機本体のうち２つの初段圧縮機本体の間に性能差が生じた場合であっても、適切にＩＧＶの開度を制御し、最適な運転を行うことを可能とする技術が記載されている。
特許文献１には、関連する技術として、多段圧縮機を構成する複数の圧縮機本体のうち２つの初段圧縮機本体の間に性能差が生じた場合であっても、適切にＩＧＶの開度を制御し、最適な運転を行うことを可能とする技術が記載されている。
ところで、特許文献１に記載のような多段圧縮機では、１段目の圧縮機に設けた流量計が異常状態となり、実際のガス流量より多くのガス流量の計測結果を示した場合、その誤ったガス流量の計測結果に基づいて流量偏差補正することで、少ないガス流量で運転することとなる。そのため、サージ状態に陥ることが懸念される。この場合、流量計が異常状態となっているため、流量計を用いてサージ状態に陥ることを避けるアンチサージ制御も正常に動作しない。
また、特許文献１に記載のような多段圧縮機では、シール部の破損などによりガスのリーク量が増えるような現象が発生した場合に、そのガスのリークを検知できない。
また、一般的に、流量計などの計測器の異常を検知するためには、冗長化による方法などが考えられる。しかしながら、冗長化による方法を用いた場合、コストがアップしてしまう。
また、一般的に、流量計などの計測器の異常を検知するためには、冗長化による方法などが考えられる。しかしながら、冗長化による方法を用いた場合、コストがアップしてしまう。
そのため、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる技術が求められていた。
そこでこの発明は、上記の課題を解決することのできる多段圧縮機システム、制御装置、異常判定方法及びプログラムを提供することを目的としている。
本発明の第１の態様によれば、多段圧縮機システムは、圧縮機を直列に複数段接続した多段圧縮機システムであって、第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、放風弁を一定開度開く制御を行う制御部を有する。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様における多段圧縮機システムにおいて、前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有するものであってもよい。
本発明の第３の態様によれば、制御装置は、圧縮機を直列に複数段接続した多段圧縮機の制御装置であって、第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、流量偏差補正を停止する、または、放風弁を一定開度開く制御を行う制御部を有する。
本発明の第４の態様によれば、第１の態様における制御装置において、前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有するものであってもよい。
本発明の第５の態様によれば、異常判定方法は、圧縮機を直列に複数段接続し、第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、流量偏差補正を停止する、または、放風弁を一定開度開く制御を行うものである。
本発明の第６の態様によれば、第５の態様における前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、当該一対の初段圧縮機が圧縮した流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有するものであってもよい。
本発明の第７の態様によれば、プログラムは、圧縮機を直列に複数段接続した多段圧縮機を制御する制御装置のコンピュータを、第１のセンサが測定する初段圧縮機の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の流量とを比較して自システムにおける異常の有無を判別し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、流量偏差補正を停止する、または、放風弁を一定開度開く制御を行う制御手段として機能させることを特徴とする。
本発明の第８の態様によれば、第７の態様における前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有するものであってもよい。
本発明の実施形態による多段圧縮機システムによれば、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態による多段圧縮機システム１の構成の一例を示す図である。
図１で示すように、第一の実施形態による多段圧縮機システム１は、多段圧縮機１０と、第１のセンサ２０ａと、第２のセンサ２０ｂと、制御部３０と、報知部４０と、を備える。
図１は、本発明の第一の実施形態による多段圧縮機システム１の構成の一例を示す図である。
図１で示すように、第一の実施形態による多段圧縮機システム１は、多段圧縮機１０と、第１のセンサ２０ａと、第２のセンサ２０ｂと、制御部３０と、報知部４０と、を備える。
多段圧縮機１０は、初段圧縮機本体１０１と、最終段圧縮機本体１０２、二段目圧縮機本体１０３、・・・とを備える。
初段圧縮機本体１０１は、多段圧縮機１０の初段の圧縮機本体である。初段圧縮機本体１０１は、ガスを取り入れ、圧縮ガスを生成する。
最終段圧縮機本体１０２は、多段圧縮機１０の最終段の圧縮機本体である。最終段圧縮機本体１０２は、前段が圧縮したガスを取り入れ、圧縮ガスを生成する。
二段目圧縮機本体１０３は、初段圧縮機本体１０１に直列に接続される。二段目圧縮機本体１０３は、初段圧縮機本体１０１が圧縮したガスを取り入れる。二段目圧縮機本体１０３は、取り入れたガスを圧縮して、直列に接続されている後段のである三段目圧縮機本体に排出する。三段目圧縮機本体よりも後段の圧縮機本体も同様に直列接続される。また、三段目圧縮機本体よりも後段のそれぞれの圧縮機本体も同様に圧縮したガスを取り入れ、取り入れたガスを圧縮して後段圧縮機本体に出力する。
初段圧縮機本体１０１は、多段圧縮機１０の初段の圧縮機本体である。初段圧縮機本体１０１は、ガスを取り入れ、圧縮ガスを生成する。
最終段圧縮機本体１０２は、多段圧縮機１０の最終段の圧縮機本体である。最終段圧縮機本体１０２は、前段が圧縮したガスを取り入れ、圧縮ガスを生成する。
二段目圧縮機本体１０３は、初段圧縮機本体１０１に直列に接続される。二段目圧縮機本体１０３は、初段圧縮機本体１０１が圧縮したガスを取り入れる。二段目圧縮機本体１０３は、取り入れたガスを圧縮して、直列に接続されている後段のである三段目圧縮機本体に排出する。三段目圧縮機本体よりも後段の圧縮機本体も同様に直列接続される。また、三段目圧縮機本体よりも後段のそれぞれの圧縮機本体も同様に圧縮したガスを取り入れ、取り入れたガスを圧縮して後段圧縮機本体に出力する。
第１のセンサ２０ａは、初段圧縮機本体１０１が取り入れるガス流量を測定する。
第２のセンサ２０ｂは、最終段圧縮機本体１０２が排出するガス流量を測定する。
制御部３０は、第１のセンサ２０ａが測定したガス流量と、第２のセンサ２０ｂが測定したガス流量とを比較し、２つの測定値が所定の誤差の範囲内で同一であるか否かを判定する。
制御部３０は、２つの測定値が所定の誤差の範囲内で同一であると判定した場合、多段圧縮機システム１は正常であると判定する。
また、制御部３０は、２つの測定値が所定の誤差の範囲内で同一ではないと判定した場合、多段圧縮機システム１に異常が発生していると判定する。
第２のセンサ２０ｂは、最終段圧縮機本体１０２が排出するガス流量を測定する。
制御部３０は、第１のセンサ２０ａが測定したガス流量と、第２のセンサ２０ｂが測定したガス流量とを比較し、２つの測定値が所定の誤差の範囲内で同一であるか否かを判定する。
制御部３０は、２つの測定値が所定の誤差の範囲内で同一であると判定した場合、多段圧縮機システム１は正常であると判定する。
また、制御部３０は、２つの測定値が所定の誤差の範囲内で同一ではないと判定した場合、多段圧縮機システム１に異常が発生していると判定する。
なお、この判定は、多段圧縮機システム１が正常な場合、初段圧縮機本体１０１が取り入れたガスはすべて、二段目圧縮機本体１０３を通過し、後段の圧縮機本体を通過し、最終段圧縮機本体１０２を通過して排出されることに基づいている。初段圧縮機本体１０１が取り入れたガスの流量の計測値と、最終段圧縮機本体１０２を含む二段目以降の圧縮機本体を通過して排出されるガスの流量の計測値が異なる場合、まず、計測器の故障が考えられる。計測器に故障が見られない場合には、初段圧縮機本体１０１と二段目以降の圧縮機本体との間でガスが漏れている可能性がある。初段圧縮機本体１０１と二段目以降の圧縮機本体との間でガスが漏れている場合、圧縮機のシール部の破損の可能性がある。
制御部３０は、第１のセンサ２０ａによる流量計測結果と第２のセンサ２０ｂによる流量計測結果とが異なる場合に、多段圧縮機システム１において何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１の異常を知らせても良い。
なお、制御部３０は、多段圧縮機システム１において異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０は、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０は、システムを停止するものであっても良い。
なお、制御部３０は、多段圧縮機システム１において異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０は、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０は、システムを停止するものであっても良い。
以上のように、多段圧縮機システム１において、制御部３０は、第１のセンサ２０ａが測定した初段圧縮機本体１０１が取り入れたガス流量と第２のセンサ２０ｂが測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とを比較する。制御部３０は、第１のセンサ２０ａが測定した初段圧縮機本体１０１が取り入れたガス流量と、第２のセンサ２０ｂが測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とが異なる場合、多段圧縮機システム１におけるセンサ異常またはガス漏れの可能性があると判定する。そして、制御部３０は、報知部４０を介して多段圧縮機システム１において何らかの異常が発生している可能性があることをユーザに報知する。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
＜第二の実施形態＞
図２は、本発明の第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａの構成の一例を示す図である。
第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａは、多段圧縮機１０ａと、圧縮機制御装置２００ａとを備える。
図２は、本発明の第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａの構成の一例を示す図である。
第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａは、多段圧縮機１０ａと、圧縮機制御装置２００ａとを備える。
多段圧縮機１０ａは、ガスの流れの上流側から下流側へ配置された初段圧縮機本体１０１（１０１ａ、１０１ｂ）と、二段目圧縮機本体１０３と、最終段圧縮機本体１０２とを備える。初段圧縮機本体１０１は、初段圧縮機本体１０１ａと初段圧縮機本体１０１ｂとが対を成している。
初段圧縮機本体１０１（１０１ａ、１０１ｂ）と、二段目圧縮機本体１０３と、最終段圧縮機本体１０２は、シャフト１０６を介して結合されている。シャフト１０６の上流側には、初段圧縮機本体と１０１ａと１０１ｂとが並列に対を成して配置される。シャフトの下流側には、二段目圧縮機本体１０３と最終段圧縮機本体１０２とが並列に配置される。モータ１０４は、シャフト１０６の中間に接続される。各圧縮機本体とモータ１０４は、ギアボックス１０５を介してシャフト１０６に接続される。
供給ライン１３０ａと１３０ｂは、ガスを初段圧縮機本体１０１ａと１０１ｂにガスを供給するための配管である。供給ライン１３０ａは、初段圧縮機本体１０１ａの入口に接続される。また、供給ライン１３０ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂの入口に接続される。初段圧縮機本体１０１ａは、供給ライン１３０ａを介して、ガスを取り入れてそのガスを圧縮することで圧縮ガスを生成する。初段圧縮機本体１０１ｂは、供給ライン１３０ｂを介して、ガスを取り入れてそのガスを圧縮することで圧縮ガスを生成する。
第一接続ライン１３２は、初段圧縮機本体１０１ａと１０１ｂで生成された圧縮ガスを二段目圧縮機本体１０３に供給するための配管である。第一接続ライン１３２は、初段圧縮機本体１０１ａの出口と１０１ｂの出口とに接続される。また、第一接続ライン１３２は、二段目圧縮機本体１０３の入口に接続される。第一接続ライン１３２は合流部を有し、その合流部で２つの初段圧縮機本体１０１ａと１０１ｂとが吐出するそれぞれの圧縮ガスが合流する。第一接続ライン１３２は、合流した圧縮ガスを二段目圧縮機本体１０３に供給する。
二段目圧縮機本体１０３は、第一接続ライン１３２を介して、取り入れた圧縮ガスをさらに圧縮した圧縮ガスを生成する。第二接続ライン１３３は、二段目圧縮機本体１０３で生成された圧縮ガスを最終段圧縮機本体１０２に供給するための配管である。第二接続ライン１３３は、二段目圧縮機本体１０３の出口と最終段圧縮機本体１０２の入口に接続される。第二接続ライン１３３は、圧縮ガスを最終段圧縮機本体１０２に供給する。
最終段圧縮機本体１０２は、第二接続ライン１３３を介して、取り入れた圧縮ガスをさらに圧縮した圧縮ガスを生成する。吐出ライン１３１は、最終段圧縮機本体１０２で生成された圧縮ガスを下流プロセスに供給するための配管である。吐出ライン１３１は、最終段圧縮機本体１０２の出口と下流プロセスの入口に接続される。吐出ライン１３１は、圧縮ガスを下流プロセスに供給する。
初段圧縮機本体１０１ａの入口付近の供給ライン１３０ａには、インレットガイドベーン（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ、以下ＩＧＶ）１０７ａが備えられている。初段圧縮機本体１０１ｂの入口付近の供給ライン１３０ｂには、ＩＧＶ１０７ｂが備えられている。供給ライン１３０ａに備えられたＩＧＶ１０７ａは、初段圧縮機本体１０１ａに流入するガスの流量を制御する。供給ライン１３０ｂに備えられたＩＧＶ１０７ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂに流入するガスの流量を制御する。
最終段圧縮機本体１０２の出力付近の吐出ライン１３１には、放風弁１０８が備えられている。吐出ライン１３１に備えられた放風弁１０８は、圧縮するガスが空気である圧縮機である場合は、放風ライン１３６を介して空気を大気に放出する。また、ガスが窒素等の場合は、リサイクル弁とすることができる。その場合、放風弁１０８は、放風ライン１３６を供給ライン１３０ａまで接続したリサイクルラインを介して、ガスを供給ライン１３０ａに戻すことが可能である。放風弁１０８は、放風ライン１３６を供給ライン１３０ｂまで接続されたリサイクルラインを介して、ガスを供給ライン１３０ｂに戻すことが可能である。
ＩＧＶ１０７ａ、ＩＧＶ１０７ｂ及び放風弁１０８は、圧縮機の出口圧力を制御したり、サージングを回避したりするために、その開度が制御される。
ＩＧＶ１０７ａ、ＩＧＶ１０７ｂ及び放風弁１０８は、圧縮機の出口圧力を制御したり、サージングを回避したりするために、その開度が制御される。
供給ライン１３０ａには、入口流量検出器１１４ａが配置される。入口流量検出器１１４ａは、初段圧縮機本体１０１ａに流入する入口ガス流量を検出し、入口流量検出値を生成する。供給ライン１３０ｂには、入口流量検出器１１４ｂが配置される。入口流量検出器１１４ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂに流入する入口ガス流量を検出し、入口流量検出値を生成する。
第一接続ライン１３２の合流部よりも下流側には、合流後圧力検出器１１０が配置される。合流後圧力検出器１１０は、初段圧縮機本体１０１ａと１０１ｂから流出するガスの合流後の圧力を検出することにより、合流後圧力検出値を生成する。また、第一接続ライン１３２には、クーラ１０９ａが配置される。クーラ１０９ａは、第一接続ライン１３２の内部を流れるガスを冷却する。
第二接続ライン１３３には、クーラ１０９ｂが配置される。クーラ１０９ｂは、第二接続ライン１３３の内部を流れるガスを冷却する。
第二接続ライン１３３には、クーラ１０９ｂが配置される。クーラ１０９ｂは、第二接続ライン１３３の内部を流れるガスを冷却する。
吐出ライン１３１には、出口圧力検出器１１１が配置される。出口圧力検出器１１１は、最終段圧縮機本体１０２から流出するガスの圧力を検出することにより、出口圧力検出値を生成する。また、吐出ライン１３１には、出口流量検出器１１５が配置される。出口流量検出器１１５は、最終段圧縮機本体１０２から流出するガスの流量を検出することにより、出力流量検出値を生成する。
次に、本発明の第二の実施形態における圧縮機制御装置２００ａの構成について、説明する。
図３は、本発明の第二の実施形態における圧縮機制御装置２００ａの構成の一例を示す図である。
本発明の第二の実施形態における圧縮機制御装置２００ａは、制御部３０ａと、報知部４０と、ＩＧＶ開度制御部５０（５０ａ、５０ｂ）と、放風弁開度制御部５３とを備える。
図３は、本発明の第二の実施形態における圧縮機制御装置２００ａの構成の一例を示す図である。
本発明の第二の実施形態における圧縮機制御装置２００ａは、制御部３０ａと、報知部４０と、ＩＧＶ開度制御部５０（５０ａ、５０ｂ）と、放風弁開度制御部５３とを備える。
ＩＧＶ開度制御部５０ａは、ＩＧＶ１０７ａの開度の制御を行う。ＩＧＶ開度制御部５０ｂは、ＩＧＶ１０７ｂの開度の制御を行う。ＩＧＶ開度制御部５０ａとＩＧＶ開度制御部５０ｂとの構成は等しい。
ＩＧＶ開度制御部５０ａは、ＩＧＶ開度指令値生成部５１とＩＧＶ開度指令値補正部５２ａとを備える。ＩＧＶ開度制御部５０ｂは、ＩＧＶ開度指令値生成部５１とＩＧＶ開度指令値補正部５２ｂとを備える。ＩＧＶ開度指令値生成部５１は、ＩＧＶ開度制御部５０ａと、ＩＧＶ開度制御部５０ｂとで共通のものである。
ＩＧＶ開度指令値生成部５１は、ＩＧＶ１０７ａの開度を示すＩＧＶ開度指令値を生成し、出力する。ＩＧＶ開度指令値生成部５１は、ＩＧＶ１０７ｂの開度を示すＩＧＶ開度指令値を生成し、出力する。ＩＧＶ開度指令値生成部５１は、圧力制御器１２９と、関数発生器１１６とを備える。
ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａと５２ｂは、ＩＧＶ開度指令値生成部５１が出力したＩＧＶ開度指令値の補正を行う。
ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａは、入力された入口流量検出値をそのまま出力する流量インジケータ１２５ａと、入力された合流後圧力検出値をそのまま出力する圧力インジケータ１２６と、ＩＧＶ開度補正値を出力する関数発生器１１７ａとを備える。
ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａは、入力された入口流量検出値をそのまま出力する流量インジケータ１２５ａと、入力された合流後圧力検出値をそのまま出力する圧力インジケータ１２６と、ＩＧＶ開度補正値を出力する関数発生器１１７ａとを備える。
ＩＧＶ開度指令値補正部５２ｂは、入力された入口流量検出値をそのまま出力する流量インジケータ１２５ｂと、入力された合流後圧力検出値をそのまま出力する圧力インジケータ１２６と、ＩＧＶ開度補正値を出力する関数発生器１１７ｂとを備える。
圧力インジケータ１２６は、ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａとＩＧＶ開度指令値補正部５２ｂとで共通のものとしているが、これに限るものではない。
圧力インジケータ１２６は、ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａとＩＧＶ開度指令値補正部５２ｂとで共通のものとしているが、これに限るものではない。
放風弁開度制御部５３は、放風弁１０８の開度の制御を行う。放風弁開度制御部５３は、上流側アンチサージ制御部５４（５４ａ、５４ｂ）と、出口圧力制御部５５と、下流側アンチサージ制御部５６と、指令値選択部１１２とを備える。
ここで、アンチサージ制御とは、圧縮機における流量が少なくなることで発生する、いわゆるサージングにより、圧縮機が損傷することを防止するために、流量を一定値以上に保つ制御である。
ここで、アンチサージ制御とは、圧縮機における流量が少なくなることで発生する、いわゆるサージングにより、圧縮機が損傷することを防止するために、流量を一定値以上に保つ制御である。
上流側アンチサージ制御部５４ａは、初段圧縮機本体１０１ａにおいてサージングが発生することを防ぐために、放風弁１０８の開度を制御する。上流側アンチサージ制御部５４ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂにおいてサージングが発生することを防ぐために、放風弁１０８の開度を制御する。ここで、上流側アンチサージ制御部５４ａと上流側アンチサージ制御部５４ｂの構成は等しい。
上流側アンチサージ制御部５４ａは、入力された合流後出口圧力検出値をそのまま出力する圧力インジケータ１２６と、入口流量目標値を出力する関数発生器１１８ａと、入力された入口流量検出値をそのまま出力する流量インジケータ１２５ａと、入口流量目標値に基づいて放風弁開度指令値を出力する流量制御器１２７ａとを備える。上流側アンチサージ制御部５４ｂは、入力された合流後出口圧力検出値をそのまま出力する圧力インジケータ１２６と、入口流量目標値を出力する関数発生器１１８ｂと、入力された入口流量検出値をそのまま出力する流量インジケータ１２５ｂと、入口流量目標値に基づいて放風弁開度指令値を出力する流量制御器１２７ｂとを備える。
また、圧力インジケータ１２６は、上流側アンチサージ制御部５４ａと上流側アンチサージ制御部５４ｂとで共通のものとしているが、これに限るものではない。
また、圧力インジケータ１２６は、上流側アンチサージ制御部５４ａと上流側アンチサージ制御部５４ｂとで共通のものとしているが、これに限るものではない。
出口圧力制御部５５は、入力された出口圧力検出値が設定値となるような操作値を出力する圧力制御器１２９と、放風弁開度指令値を出力する関数発生器１１９とを備える。
下流側アンチサージ制御部５６は、出口流量目標値を出力する関数発生器１２０と、出口流量目標値に基づいて放風弁開度指令値を出力する流量制御器１２８とを備える。
下流側アンチサージ制御部５６は、出口流量目標値を出力する関数発生器１２０と、出口流量目標値に基づいて放風弁開度指令値を出力する流量制御器１２８とを備える。
また、ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａは、性能差補正係数生成部１２４と、入口流量目標値生成部１２２と、関数発生器１２１ａとを備える。ＩＧＶ開度指令値補正部５２ｂは、性能差補正係数生成部１２４と、入口流量目標値生成部１２２と、関数発生器１２１ｂとを備える。
性能差補正係数生成部１２４及び入口流量目標値生成部１２２は、ＩＧＶ開度指令値補正部５２ａ及びＩＧＶ開度指令値補正部５２ｂとで共通のものである。性能差補正係数生成部１２４は、２つの初段圧縮機本体１０１ａと１０１ｂとの間の性能差を補正する性能差補正係数を生成し、出力する。入口流量目標値生成部１２２には、性能差補正係数と、初段圧縮機本体１０１ａおよび１０１ｂにおける入口流量検出値が入力され、初段圧縮機本体１０１ａおよび１０１ｂについて入口流量目標値を生成する。
入口流量目標値は、対応する関数発生器１２１ａと１２１ｂへと入力される。関数発生器１２１ａは、指令値選択部１１３ａと対応して設けられている。関数発生器１２１ｂは、指令値選択部１１３ｂと対応して設けられている。
入口流量目標値は、対応する関数発生器１２１ａと１２１ｂへと入力される。関数発生器１２１ａは、指令値選択部１１３ａと対応して設けられている。関数発生器１２１ｂは、指令値選択部１１３ｂと対応して設けられている。
関数発生器１２１ａには、入口流量目標値と、対応する流量インジケータ１２５ａから出力された入口流量検出値が入力される。関数発生器１２１ｂには、入口流量目標値と、対応する流量インジケータ１２５ｂから出力された入口流量検出値が入力される。関数発生器１２１（１２１ａ、１２１ｂ）は、入口流量目標値と入口流量検出値の差分に比例したＩＧＶ開度指令補正値を生成し、出力する。ここで、関数発生器１２１（１２１ａ、１２１ｂ）は、入口流量目標値と入口流量検出値とを差分したものの積分を考慮し、ＩＧＶ開度指令補正値を生成し、出力しても良い。
制御部３０ａは、流量インジケータ１２５ａから入口流量検出器１１４ａに対応する入口流量検出値と、流量インジケータ１２５ｂから入口流量検出器１１４ｂに対応する入口流量検出値と、出口流量検出器１１５の出力流量検出値とを入力する。制御部３０ａは、入口流量検出値と出力流量検出値とに基づいて、多段圧縮機システム１ａにおける異常の有無を判定する。
次に、第二の実施形態による圧縮機制御装置２００ａが備える制御部３０ａ及び報知部４０の動作について説明する。
制御部３０ａは、流量インジケータ１２５ａから入口流量検出器１１４ａに対応する入口流量検出値と、流量インジケータ１２５ｂから入口流量検出器１１４ｂに対応する入口流量検出値と、出口流量検出器１１５の出力流量検出値とを入力する。制御部３０ａが流量インジケータ１２５ａから入力した入口流量検出値をＦＩ１１とする。制御部３０ａが流量インジケータ１２５ｂから入力した入口流量検出値をＦＩ１２とする。制御部３０ａが出口流量検出器１１５から入力した出力流量検出値をＦＣ３とする。制御部３０ａは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３）の絶対値が所定の基準値以上であるか否かを判定する。この基準値は、正常動作時の流量応答遅れやガス漏れ量、圧縮機インタークーラにおけるドレン流量などを考慮して決定する値である。
制御部３０ａは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３）の絶対値が所定の基準値よりも小さい場合には、多段圧縮機システム１ａが正常であると判定する。
また、制御部３０ａは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３）の絶対値が所定の基準値以上である場合に、多段圧縮機システム１ａにおいて異常が発生していると判定する。この場合、制御部３０ａは、多段圧縮機システム１ａにおいて何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１ａの異常を知らせても良い。
なお、制御部３０ａは、多段圧縮機システム１ａにおいて異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０ａは、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０ａは、システムを停止するものであっても良い。
また、制御部３０ａは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３）の絶対値が所定の基準値以上である場合に、多段圧縮機システム１ａにおいて異常が発生していると判定する。この場合、制御部３０ａは、多段圧縮機システム１ａにおいて何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１ａの異常を知らせても良い。
なお、制御部３０ａは、多段圧縮機システム１ａにおいて異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０ａは、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０ａは、システムを停止するものであっても良い。
以上のように、多段圧縮機システム１ａにおいて、制御部３０ａは、入口流量検出器１１４ａ及び１１４ｂ（第１のセンサ）が測定した初段圧縮機本体１０１ａ及び１０１ｂが取り入れたガス流量と、出口流量検出器１１５（第２のセンサ）が測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とを比較する。制御部３０ａは、入口流量検出器１１４ａ及び１１４ｂが測定した初段圧縮機本体１０１が取り入れたガス流量と、出口流量検出器１１５が測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とが異なる場合、多段圧縮機システム１ａにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。そして、制御部３０ａは、報知部４０を介して多段圧縮機システム１ａにおいて何らかの異常が発生している可能性があることをユーザに報知する。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
＜第三の実施形態＞
図４は、本発明の第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂの構成の一例を示す図である。
第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂは、多段圧縮機１０ａと、圧縮機制御装置２００ｂとを備える。
図４は、本発明の第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂの構成の一例を示す図である。
第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂは、多段圧縮機１０ａと、圧縮機制御装置２００ｂとを備える。
第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂは、第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａに、入口圧力検出器１３４（１３４ａ、１３４ｂ）と、入力温度検出器１３５（１３５ａ、１３５ｂ）と、圧力インジケータ１３６（１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ）と、温度インジケータ１３７（１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃ）と、出口圧力検出器１３８と、出口温度検出器１３９と、流量インジケータ１４０と、を追加システムである。
ここでは、第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂの第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａと異なる点について説明する。
ここでは、第三の実施形態による多段圧縮機システム１ｂの第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａと異なる点について説明する。
入口圧力検出器１３４ａは、初段圧縮機本体１０１ａに流入するガスの圧力を検出することにより、入口圧力検出値を生成する。圧力インジケータ１３６ａは、入口圧力検出器１３４ａから入力された入口圧力検出値を流量インジケータ１２５ａに出力する。
入口温度検出器１３５ａは、初段圧縮機本体１０１ａに流入するガスの温度を検出することにより、入口温度検出値を生成する。温度インジケータ１３７ａは、入口温度検出器１３５ａから入力された入口温度検出値を流量インジケータ１２５ａに出力する。
流量インジケータ１２５ａは、入力した入口圧力検出値及び入口温度検出値に基づいて流量検出値を補正する。
入口温度検出器１３５ａは、初段圧縮機本体１０１ａに流入するガスの温度を検出することにより、入口温度検出値を生成する。温度インジケータ１３７ａは、入口温度検出器１３５ａから入力された入口温度検出値を流量インジケータ１２５ａに出力する。
流量インジケータ１２５ａは、入力した入口圧力検出値及び入口温度検出値に基づいて流量検出値を補正する。
入口圧力検出器１３４ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂに流入するガスの圧力を検出することにより、入口圧力検出値を生成する。圧力インジケータ１３６ｂは、入口圧力検出器１３４ｂから入力された入口圧力検出値を流量インジケータ１２５ｂに出力する。
入口温度検出器１３５ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂに流入するガスの温度を検出することにより、入口温度検出値を生成する。温度インジケータ１３７ｂは、入口温度検出器１３５ｂから入力された入口温度検出値を流量インジケータ１２５ｂに出力する。
流量インジケータ１２５ｂは、入力した入口圧力検出値及び入口温度検出値に基づいて流量検出値を補正する。
入口温度検出器１３５ｂは、初段圧縮機本体１０１ｂに流入するガスの温度を検出することにより、入口温度検出値を生成する。温度インジケータ１３７ｂは、入口温度検出器１３５ｂから入力された入口温度検出値を流量インジケータ１２５ｂに出力する。
流量インジケータ１２５ｂは、入力した入口圧力検出値及び入口温度検出値に基づいて流量検出値を補正する。
出口圧力検出器１３８は、最終段圧縮機本体１０２が流出するガスの圧力を検出することにより、出口圧力検出値を生成する。圧力インジケータ１３６ｃは、出口圧力検出器１３８から出力された出口圧力検出値を流量インジケータ１４０に出力する。
出口温度検出器１３９は、最終段圧縮機本体１０２が流出するガスの温度を検出することにより、出口圧力検出値を生成する。温度インジケータ１３７ｃは、出口温度検出器１３９から出力された出口温度検出値を流量インジケータ１４０に出力する。
流量インジケータ１４０は、入力した出口圧力検出値及び出口温度検出値に基づいて流量検出値を補正する。
出口温度検出器１３９は、最終段圧縮機本体１０２が流出するガスの温度を検出することにより、出口圧力検出値を生成する。温度インジケータ１３７ｃは、出口温度検出器１３９から出力された出口温度検出値を流量インジケータ１４０に出力する。
流量インジケータ１４０は、入力した出口圧力検出値及び出口温度検出値に基づいて流量検出値を補正する。
制御部３０ｂは、流量インジケータ１２５ａから入口流量検出器１１４ａに対応する入口流量検出値と、流量インジケータ１２５ｂから入口流量検出器１１４ｂに対応する入口流量検出値と、流量インジケータ１４０からの出力流量検出値とを入力する。制御部３０ｂが流量インジケータ１２５ａから入力した入口流量検出値をＦＩ１１ｃとする。制御部３０ｂが流量インジケータ１２５ｂから入力した入口流量検出値をＦＩ１２ｃとする。制御部３０ｂが流量インジケータ１４０から入力した出力流量検出値をＦＣ３ｃとする。制御部３０ｂは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３）の絶対値が所定の基準値以上であるか否かを判定する。この基準値は、正常動作時の流量応答遅れやガス漏れ量、圧縮機インタークーラにおけるドレン流量などを考慮して決定する値である。
制御部３０ｂは、（ＦＩ１１ｃ＋ＦＩ１２ｃ−ＦＣ３ｃ）の絶対値が所定の基準値よりも小さい場合には、多段圧縮機システム１ｂが正常であると判定する。
また、制御部３０ｂは、（ＦＩ１１ｃ＋ＦＩ１２ｃ−ＦＣ３ｃ）の絶対値が所定の基準値以上である場合に、多段圧縮機システム１ｂにおいて異常が発生していると判定する。この場合、制御部３０ｂは、多段圧縮機システム１ｂにおいて何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１ｂの異常を知らせても良い。
なお、制御部３０ｂａは、多段圧縮機システム１ｂにおいて異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０ｂは、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０ｂは、システムを停止するものであっても良い。
また、制御部３０ｂは、（ＦＩ１１ｃ＋ＦＩ１２ｃ−ＦＣ３ｃ）の絶対値が所定の基準値以上である場合に、多段圧縮機システム１ｂにおいて異常が発生していると判定する。この場合、制御部３０ｂは、多段圧縮機システム１ｂにおいて何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１ｂの異常を知らせても良い。
なお、制御部３０ｂａは、多段圧縮機システム１ｂにおいて異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０ｂは、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０ｂは、システムを停止するものであっても良い。
以上のように、多段圧縮機システム１ｂにおいて、制御部３０ｂは、入口流量検出器１１４ａ及び１１４ｂ（第１のセンサ）が測定した初段圧縮機本体１０１ａ及び１０１ｂが取り入れたガス流量と、出口流量検出器１１５（第２のセンサ）が測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とを比較する。制御部３０ｂ、入口流量検出器１１４ａ及び１１４ｂが測定した初段圧縮機本体１０１が取り入れたガス流量と、出口流量検出器１１５が測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とが異なる場合、多段圧縮機システム１ｂにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。そして、制御部３０ｂは、報知部４０を介して多段圧縮機システム１ｂにおいて何らかの異常が発生している可能性があることをユーザに報知する。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
また、以上のように、多段圧縮機システム１ｂにおいて、制御部３０ｂは、多段圧縮機システム１ａにおける制御部３０ａに加え、圧力や温度の計測値に基づいて補正したガス流量を用いて多段圧縮機システム１ｂにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。
こうすることで、制御部３０ｂは、より正確な判定を行うことができる。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
また、以上のように、多段圧縮機システム１ｂにおいて、制御部３０ｂは、多段圧縮機システム１ａにおける制御部３０ａに加え、圧力や温度の計測値に基づいて補正したガス流量を用いて多段圧縮機システム１ｂにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。
こうすることで、制御部３０ｂは、より正確な判定を行うことができる。
なお、上述の例のように、圧力と温度を計測する場合、上流側で圧力を計測し、下流側で温度を計測することが望ましい。温度計測器が上流側にあり圧力を下流側で計測する場合、温度計測器によるガスの流れの乱れが圧力の計測に影響する可能性があるためである。
また、上述の例では、圧力と温度の計測結果に基づいて流量の補正を行ったが、これに限定するものではない。ガスの分子量を計測し、分子量に基づいて流量を補正しても良い。こうすることで、空気以外のガスによる影響を考慮した補正を行うことができ、制御部３０ｂは、より正確な判定を行うことができる。
また、上述の例では、圧力と温度の計測結果に基づいて流量の補正を行ったが、これに限定するものではない。ガスの分子量を計測し、分子量に基づいて流量を補正しても良い。こうすることで、空気以外のガスによる影響を考慮した補正を行うことができ、制御部３０ｂは、より正確な判定を行うことができる。
＜第四の実施形態＞
図５は、本発明の第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃの構成の一例を示す図である。
第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃは、多段圧縮機１０ａと、圧縮機制御装置２００ｃとを備える。
図５は、本発明の第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃの構成の一例を示す図である。
第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃは、多段圧縮機１０ａと、圧縮機制御装置２００ｃとを備える。
第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃは、第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａに、ドレン流量計１４１（１４１ａ、１４１ｂ）と、ドレン弁１４２（１４２ａ、１４２ｂ）とを追加したシステムである。
ここでは、第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃの第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａと異なる点について説明する。
ここでは、第四の実施形態による多段圧縮機システム１ｃの第二の実施形態による多段圧縮機システム１ａと異なる点について説明する。
クーラ１０９ａおよび１０９ｂで冷却されるときのドレン流量は、ドレン流量計１４１（１４１ａ、１４１ｂ）から計測する、またはドレン弁１４２（１４２ａ、１４２ｂ）の弁開度に基づいて流量を推定する。
例えば、ドレン流量と弁開度の対応関係を予め実験などで取得し、記憶部に記録する。そして、それらの対応関係に基づいてドレン流量を推定する。
制御部３０ｃは、流量インジケータ１２５ａから入口流量検出器１１４ａに対応する入口流量検出値と、流量インジケータ１２５ｂから入口流量検出器１１４ｂに対応する入口流量検出値と、出口流量検出器１１５の出力流量検出値とを入力する。制御部３０ｃが流量インジケータ１２５ａから入力した入口流量検出値をＦＩ１１とする。制御部３０ｃが流量インジケータ１２５ｂから入力した入口流量検出値をＦＩ１２とする。制御部３０ｃａが出口流量検出器１１５から入力した出力流量検出値をＦＣ３とする。制御部３０ｃがドレン流量計１４１またはドレン弁１４２から入力したドレン流量合計値をΣＦＬとする。制御部３０ｃは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３−ΣＦＬ）の絶対値が所定の基準値以上であるか否かを判定する。この基準値は、正常動作時の流量応答遅れ、ガス漏れ量などを考慮して決定する値である。
例えば、ドレン流量と弁開度の対応関係を予め実験などで取得し、記憶部に記録する。そして、それらの対応関係に基づいてドレン流量を推定する。
制御部３０ｃは、流量インジケータ１２５ａから入口流量検出器１１４ａに対応する入口流量検出値と、流量インジケータ１２５ｂから入口流量検出器１１４ｂに対応する入口流量検出値と、出口流量検出器１１５の出力流量検出値とを入力する。制御部３０ｃが流量インジケータ１２５ａから入力した入口流量検出値をＦＩ１１とする。制御部３０ｃが流量インジケータ１２５ｂから入力した入口流量検出値をＦＩ１２とする。制御部３０ｃａが出口流量検出器１１５から入力した出力流量検出値をＦＣ３とする。制御部３０ｃがドレン流量計１４１またはドレン弁１４２から入力したドレン流量合計値をΣＦＬとする。制御部３０ｃは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３−ΣＦＬ）の絶対値が所定の基準値以上であるか否かを判定する。この基準値は、正常動作時の流量応答遅れ、ガス漏れ量などを考慮して決定する値である。
制御部３０ｃは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３−ΣＦＬ）の絶対値が所定の基準値よりも小さい場合には、多段圧縮機システム１ｃが正常であると判定する。
また、制御部３０ｃは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３−ΣＦＬ）の絶対値が所定の基準値以上である場合に、多段圧縮機システム１ｃにおいて異常が発生していると判定する。この場合、制御部３０ｃは、多段圧縮機システム１ｃにおいて何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１ｃの異常を知らせても良い。
なお、制御部３０ｃは、多段圧縮機システム１ｃにおいて異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０ｃは、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０ｃは、システムを停止するものであっても良い。
なお、ドレン流量は、入力ガス条件（温度、圧力、湿度など）と運転条件（温度、圧力）の関係から推定するものであっても良い。
また、制御部３０ｃは、（ＦＩ１１＋ＦＩ１２−ＦＣ３−ΣＦＬ）の絶対値が所定の基準値以上である場合に、多段圧縮機システム１ｃにおいて異常が発生していると判定する。この場合、制御部３０ｃは、多段圧縮機システム１ｃにおいて何らかの異常が発生している可能性があることを報知部４０を介してユーザに報知する。例えば、報知部４０は、ディスプレイ、スピーカ、振動装置などである。報知部４０は、「計測器が正常であるか確認してください。」、「ガスが漏れている可能性があります。」など表示したり、音声で報知しても良い。また、報知部４０は、振動で多段圧縮機システム１ｃの異常を知らせても良い。
なお、制御部３０ｃは、多段圧縮機システム１ｃにおいて異常が発生している可能性があると判定した場合に、流量偏差補正を停止するものであっても良い。また、制御部３０ｃは、サージ運転防止のため、放風弁１０８を一定開度開く制御を行うものであっても良い。また、制御部３０ｃは、システムを停止するものであっても良い。
なお、ドレン流量は、入力ガス条件（温度、圧力、湿度など）と運転条件（温度、圧力）の関係から推定するものであっても良い。
以上のように、多段圧縮機システム１ｃにおいて、制御部３０ｃは、入口流量検出器１１４ａ及び１１４ｂ（第１のセンサ）が測定した初段圧縮機本体１０１ａ及び１０１ｂが取り入れたガス流量と、出口流量検出器１１５（第２のセンサ）が測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とを比較する。制御部３０ｃは、入口流量検出器１１４ａ及び１１４ｂが測定した初段圧縮機本体１０１が取り入れたガス流量と、出口流量検出器１１５が測定した最終段圧縮機本体１０２が排出したガス流量とが異なる場合、多段圧縮機システム１ｃにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。そして、制御部３０ｃは、報知部４０を介して多段圧縮機システム１ｃにおいて何らかの異常が発生している可能性があることをユーザに報知する。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
こうすることで、計測器を冗長化することなく、多段圧縮機システムにおける異常を検知することができる。
なお、上述の例のように、圧力と温度を計測する場合、上流側で圧力を計測し、下流側で温度を計測することが望ましい。温度計測器が上流側にあり圧力を下流側で計測する場合、温度計測器によるガスの流れの乱れが圧力の計測に影響する可能性があるためである。
また、上述の例では、圧力と温度の計測結果に基づいて流量の補正を行ったが、これに限定するものではない。ガスの分子量を計測し、分子量に基づいて流量を補正しても良い。こうすることで、空気以外のガスによる影響を考慮した補正を行うことができ、制御部３０ｃは、より正確な判定を行うことができる。
また、以上のように、多段圧縮機システム１ｃにおいて、制御部３０ｃは、多段圧縮機システム１ａにおける制御部３０ａに加え、ドレン流量を用いて多段圧縮機システム１ｃにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。
こうすることで、制御部３０ｃは、より正確な判定を行うことができる。
また、上述の例では、圧力と温度の計測結果に基づいて流量の補正を行ったが、これに限定するものではない。ガスの分子量を計測し、分子量に基づいて流量を補正しても良い。こうすることで、空気以外のガスによる影響を考慮した補正を行うことができ、制御部３０ｃは、より正確な判定を行うことができる。
また、以上のように、多段圧縮機システム１ｃにおいて、制御部３０ｃは、多段圧縮機システム１ａにおける制御部３０ａに加え、ドレン流量を用いて多段圧縮機システム１ｃにおける検出器の異常またはガス漏れの可能性があると判定する。
こうすることで、制御部３０ｃは、より正確な判定を行うことができる。
なお、上述の実施形態で示した例は、最終段圧縮機本体１０２のガス流量を測定するものであったが、それに限定するものではない。制御部は、任意の異なる段の圧縮機本体における計測値の比較で良く、この場合、計測に使用した計測器の故障の可能性と、２つの異なる段の圧縮機本体の間でのガス漏れの可能性を判定することになる。
なお本発明の実施形態について説明したが、上述の多段圧縮機システム１は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができるものである。
１、１ａ、１ｂ、１ｃ・・・多段圧縮機システム
１０、１０ａ・・・多段圧縮機
２０ａ・・・第１のセンサ
２０ｂ・・・第２のセンサ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・制御部
４０・・・報知部
５０ａ、５０ｂ・・・インレットガイドベーン（ＩＧＶ）開度制御部
５１・・・インレットガイドベーン開度指令値生成部
５２ａ、５２ｂ・・・インレットガイドベーン開度指令値補正部
５３・・・放風弁開度制御部
５４ａ、５４ｂ・・・上流側アンチサージ制御部
５５・・・出口圧力制御部
５６・・・下流側アンチサージ制御部
１０１、１０１ａ、１０１ｂ・・・初段圧縮機
１０２・・・最終段圧縮機
１０３・・・二段目圧縮機
１０４・・・モータ
１０５・・・ギアボックス
１０６・・・シャフト
１０７ａ、１０７ｂ・・・インレットガイドベーン
１０８・・・放風弁
１０９ａ、１０９ｂ・・・クーラ
１１０・・・合流後圧力検出器
１１１、１３８・・・出口圧力検出器
１１２、１１３ａ、１１３ｂ・・・指令値選択部
１１４ａ、１１４ｂ・・・入口流量検出器
１１５・・・出口流量検出器
１１６、１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１１９，１２０、１２１ａ、１２１ｂ、１２２・・・関数発生器
１２３ａ、１２３ｂ・・・補正取消信号生成部
１２４・・・性能差補正係数生成部
１２５ａ、１２５ｂ、１４０・・・流量インジケータ
１２６、１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ・・・圧力インジケータ
１２７ａ、１２７ｂ、１２８・・・流量制御器
１２９・・・圧力制御器
１３０ａ、１３０ｂ・・・供給ライン
１３１・・・吐出ライン
１３２・・・第一接続ライン
１３３・・・第二接続ライン
１３４ａ、１３４ｂ・・・入口圧力検出器
１３５ａ、１３５ｂ・・・入口温度検出器
１３６・・・放風ライン
１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃ・・・温度インジケータ
１３９・・・出口温度検出器
１４１ａ、１４１ｂ・・・ドレン流量計
１４２ａ、１４２ｂ・・・ドレン弁
１０、１０ａ・・・多段圧縮機
２０ａ・・・第１のセンサ
２０ｂ・・・第２のセンサ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・制御部
４０・・・報知部
５０ａ、５０ｂ・・・インレットガイドベーン（ＩＧＶ）開度制御部
５１・・・インレットガイドベーン開度指令値生成部
５２ａ、５２ｂ・・・インレットガイドベーン開度指令値補正部
５３・・・放風弁開度制御部
５４ａ、５４ｂ・・・上流側アンチサージ制御部
５５・・・出口圧力制御部
５６・・・下流側アンチサージ制御部
１０１、１０１ａ、１０１ｂ・・・初段圧縮機
１０２・・・最終段圧縮機
１０３・・・二段目圧縮機
１０４・・・モータ
１０５・・・ギアボックス
１０６・・・シャフト
１０７ａ、１０７ｂ・・・インレットガイドベーン
１０８・・・放風弁
１０９ａ、１０９ｂ・・・クーラ
１１０・・・合流後圧力検出器
１１１、１３８・・・出口圧力検出器
１１２、１１３ａ、１１３ｂ・・・指令値選択部
１１４ａ、１１４ｂ・・・入口流量検出器
１１５・・・出口流量検出器
１１６、１１７ａ、１１７ｂ、１１８ａ、１１８ｂ、１１９，１２０、１２１ａ、１２１ｂ、１２２・・・関数発生器
１２３ａ、１２３ｂ・・・補正取消信号生成部
１２４・・・性能差補正係数生成部
１２５ａ、１２５ｂ、１４０・・・流量インジケータ
１２６、１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ・・・圧力インジケータ
１２７ａ、１２７ｂ、１２８・・・流量制御器
１２９・・・圧力制御器
１３０ａ、１３０ｂ・・・供給ライン
１３１・・・吐出ライン
１３２・・・第一接続ライン
１３３・・・第二接続ライン
１３４ａ、１３４ｂ・・・入口圧力検出器
１３５ａ、１３５ｂ・・・入口温度検出器
１３６・・・放風ライン
１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃ・・・温度インジケータ
１３９・・・出口温度検出器
１４１ａ、１４１ｂ・・・ドレン流量計
１４２ａ、１４２ｂ・・・ドレン弁
Claims (8)
- 圧縮機を直列に複数段接続した多段圧縮機システムであって、
第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、放風弁を一定開度開く制御を行う制御部
を有する多段圧縮機システム。 - 前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、
当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有する
請求項１に記載の多段圧縮機システム。 - 圧縮機を直列に複数段接続した多段圧縮機の制御装置であって、
第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、放風弁を一定開度開く制御を行う制御部
を有する制御装置。 - 前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、
当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有する
請求項３に記載の制御装置。 - 圧縮機を直列に複数段接続し、
第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、
前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、放風弁を一定開度開く制御を行う
異常判定方法。 - 前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、
当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有する
請求項５に記載の異常判定方法。 - 圧縮機を直列に複数段接続した多段圧縮機を制御する制御装置のコンピュータを、
第１のセンサが測定する初段圧縮機の流体の吸込流量と第２のセンサが測定する前記多段圧縮機の出口より下流の前記流体の排出流量とを比較し、前記吸込流量と前記排出流量との差が所定の誤差の範囲内であるか否かを判定し、所定の誤差の範囲内で無い場合に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサを少なくとも含む計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定し、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、放風弁を一定開度開く制御を行う制御手段
として機能させることを特徴とするプログラム。 - 前記多段圧縮機は、一対の初段圧縮機と後段圧縮機とを備え、
当該一対の初段圧縮機が圧縮した前記流体を当該初段圧縮機に直列に接続した後段圧縮機により圧縮する多段圧縮機であり、前記計測器に異常が発生している、または、前記流体のリーク量が増える異常が発生していると判定した場合に、一対の初段圧縮機の流量偏差補正を停止する制御を行う制御部を有する
ことを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
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| JP2014136051A Active JP6501380B2 (ja) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | 多段圧縮機システム、制御装置、異常判定方法及びプログラム |
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| EP (1) | EP3147506B1 (ja) |
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