涡轮机械防喘振系统技术方案

除了别的之外，本说明书的主题还能够在压缩机防喘振系统中实施，该压缩机防喘振系统包括：第一促动器，配置成促动第一涡轮机械的第一阀；和第一控制器，至少部分地与第一促动器或第一阀集成，并且，包含电路，该电路配置成执行针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。

Turbomechanic anti surge system

In addition, the subject of this specification can also be implemented in a compressor anti surge system, which includes the first actuators, configured to move the first valve of the first turbomachine, and the first controller, at least partially integrated with the first actuators or the first valves, and including the circuit, the electricity. The road is configured to execute at least one control operation or protection operation for the first turbine mechanism.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮机械防喘振系统优先权要求本申请要求2015年9月2日提交的美国专利申请号14/843486的优先权，通过引用而将其全部内容在此合并。
本说明书涉及涡轮机械控制及保护系统。
技术介绍
压缩机增加对流体的压力。由于气体为可压缩的，因而压缩机也减小气体的体积。压缩机失速是燃气涡轮或涡轮增压器压缩机中的空气流的局部中断。轴对称失速(也被称为压缩机喘振)是压缩中的故障，从而导致逆流，且导致先前被压缩的气体沿压缩机进气的方向剧烈地喷出。这种状况是压缩机不能抵抗其后方的已压缩的气体而持续工作的结果。结果，压缩机可能经历超过其压力上升能力的状况，或压缩机可能被加载得使得出现逆流，这能够在不到一秒钟内传播，以包括整个压缩机。一旦压缩机压力比降低至压缩机能够维持稳定流动的水平，压缩机就将恢复正常流动。如果引起失速的状况仍然存在，则能够重复进行该过程。反复发生的喘振事件可能很危险，因为，这样的喘振事件可能导致高水平的振动、压缩机构件磨损以及可能对压缩机轴承、密封件、叶轮和轴造成的严重损伤，包括随之发生的包容壳的损耗和危险气体的爆炸。
技术实现思路
本文献主要描述涡轮机械保护系统。在第一方面，压缩机防喘振系统包含：第一促动器，配置成促动第一涡轮机械的第一阀；和第一控制器，至少部分地与第一促动器或第一阀集成，并且，包含电路，该电路配置成执行针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。在第二方面，根据方面1，第一促动器配置成通过机械耦合器或流体回路促动第一阀。在第三方面，根据方面1或2中的任一个，压缩机防喘振系统还包含第一现场传感器，该第一现场传感器配置成感测第一涡轮机械的第一涡轮机械参数，其中，第一控制器进一步配置成从第一现场传感器接收第一涡轮机械参数，并且，至少部分地基于所接收到的第一涡轮机械参数，执行针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。在第四方面，根据方面1至3中的任一个，阀是滑杆式涡轮机械控制阀、旋转式涡轮机械控制阀或导叶。在第五方面，根据方面1至4中的任一个，压缩机防喘振系统还包含一体或相邻的换热器，该换热器与阀流体连通，并且，配置成使经过阀的流体冷却。在第六方面，根据方面1至5中的任一个，第一控制器还包含第一通信端口，并且，配置成通过第一通信端口而提供控制器操作信息，第二促动器配置成促动第二涡轮机械的第二阀，并且，第二控制器至少部分地与第二促动器或第二阀集成，第二通信端口配置成与第一通信端口通信，并且，接收控制器操作信息，并且，包含电路，该电路配置成至少部分地基于所接收到的控制器操作信息，执行针对第二涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。在第七方面，根据方面1至6中的任一个，第一控制器还包含第一通信端口，并且，配置成通过第一通信端口而提供控制器操作信息，第二促动器配置成促动第一涡轮机械的第二阀，并且，第二控制器至少部分地与第二促动器或第二阀集成，第二通信端口配置成与第一通信端口通信，并且，接收控制器操作信息，并且，包含电路，该电路配置成至少部分地基于所接收到的控制器操作信息，执行针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。在第八方面，响应于压缩机喘振的方法包含：在至少部分地与第一阀集成的第一控制器处且从第一现场传感器接收第一涡轮机械的第一涡轮机械参数；由第一控制器至少部分地基于所接收到的第一涡轮机械参数，确定针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个；以及由至少部分地与第一阀或第一控制器集成的第一促动器促动第一阀，以执行针对第一涡轮机械的所确定的控制操作或保护操作。在第九方面，根据方面8，第一促动器配置成通过机械耦合器或流体回路促动第一阀。在第十方面，根据方面8或9中的任一个，阀是滑杆式涡轮机械控制阀、旋转式涡轮机械控制阀或导叶。在第十一方面，根据方面8至10中的任一个，针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个包含促动第一阀，以控制流向一体或相邻的换热器的流体的流动，其中，该换热器与阀流体连通，并且，配置成使经过阀的流体冷却。在第十二方面，根据方面8至11中的任一个，方法还包含：由第一控制器通过第一通信端口而提供操作信息；在至少部分地与第二涡轮机械的第二阀或配置成促动第二阀的第二促动器集成的第二控制器的第二通信端口处，接收控制器操作信息；以及由第二促动器促动第二阀，以至少部分地基于所接收到的控制器操作信息，执行针对第二涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。在第十三方面，根据方面8至12中的任一个，方法还包含：由第一控制器通过第一通信端口而提供操作信息；在至少部分地与第一涡轮机械的第二阀或配置成促动第二阀的第二促动器集成的第二控制器的第二通信端口处，接收控制器操作信息；以及由第二促动器促动第二阀，以至少部分地基于所接收到的控制器操作信息，执行针对第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。在此描述的系统和技术可以提供以下的优点中的一个或更多个。第一，系统能够加宽涡轮机械作业范围。第二，系统能够提高涡轮机械安全性。第三，系统能够减小有效的阀尺寸。第四，系统能够缩短防喘振系统中的过程时滞。第五，系统能够改进涡轮机械系统动态性能的可靠性和可预测性。在附图和下文中的描述中，阐明一个或更多个实现方案的细节。将从描述、附图和权利要求显而易见其它特征和优点。附图说明图1是示出现有技术的涡轮机械系统的示例的示意图。图2是示出压缩机系统的示例的示意图。图3是示出用于保护涡轮机械系统的过程的示例的流程图。具体实施方式本文献描述用于减少涡轮机械喘振的系统和技术。通常，在图2-3的描述中描述的涡轮机械防喘振系统使以下的部件中的全部或一些组合：一个或更多个快速且高动态性能电促动式防喘振阀；电子控制装置，完全地或部分地集成至阀组件中，并且，执行喘振防止和喘振保护控制算法；以及紧凑型换热器，与防喘振阀相邻，以使流过防喘振阀的介质冷却，并且，缩短防喘振控制环路中的过程时滞。例如，如在输气压缩机站、石油化工精炼和加工设施中普遍地使用的压缩机系统可能经历被称为“喘振”的可能具有破坏性的现象。压缩机系统的运行状态能够由运行图(operatingmap)表示，其中，轴线表示压力变化(ΔP)和流量变化(ΔQ)。当在某一压缩机端盖处，流动速率降低至运行条件接近沿着运行图的点的程度(其中，ΔP/ΔQ=0)时，出现喘振。这些点作为线(有时被称为“喘振线”)而出现于运行图上。一旦进一步降低流动速率，压缩机的运行点就将在该喘振线的左右的点之间振荡。该振荡可能造成压缩机叶片和驱动轴的不期望的运动，以致于叶片与压缩机内的定子接触，这可能在非常短的时段内造成毁灭性的损伤。图1是示出现有技术的涡轮机械系统100的示例的示意图。在图1中，涡轮机械系统100被图示为离心式压缩机，该离心式压缩机包括压缩机102a和压缩机102b，压缩机102a和压缩机102b由原动机104(例如，马达)驱动。压缩机102a、102b使在入口106(例如，吸入端口)处接收的气体加压，并且，在排放部108(例如，出口端口)处，排放加压后的气体。在气体从排放部109流出之前，过程气体冷却器107(例如，换热器)使气体冷却。为了防止喘振状况，系统100一般包括：控制器110；热再循环阀112，控制沿着热再循环管道114的顺流；冷再循环阀116，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种压缩机防喘振系统，包含：第一促动器，配置成促动第一涡轮机械的第一阀；和第一控制器，至少部分地与所述第一促动器或所述第一阀集成，并且，包含电路，该电路配置成执行针对所述第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.02 US 14/8434861.一种压缩机防喘振系统，包含：第一促动器，配置成促动第一涡轮机械的第一阀；和第一控制器，至少部分地与所述第一促动器或所述第一阀集成，并且，包含电路，该电路配置成执行针对所述第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。2.根据权利要求1所述的压缩机防喘振系统，其中，所述第一促动器配置成通过机械耦合器或流体回路促动所述第一阀。3.根据权利要求1或2所述的压缩机防喘振系统，进一步包含第一现场传感器，该第一现场传感器配置成感测所述第一涡轮机械的第一涡轮机械参数；其中，所述第一控制器进一步配置成从所述第一现场传感器接收所述第一涡轮机械参数，并且，至少部分地基于所述所接收到的第一涡轮机械参数，执行针对所述第一涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的压缩机防喘振系统，其中，所述阀是滑杆式涡轮机械控制阀、旋转式涡轮机械控制阀或导叶。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的压缩机防喘振系统，进一步包含一体或相邻的换热器，该换热器与所述阀流体连通，并且，配置成使经过所述阀的流体冷却。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的压缩机防喘振系统，其中：所述第一控制器还包含第一通信端口，并且，配置成通过所述第一通信端口而提供控制器操作信息；第二促动器配置成促动第二涡轮机械的第二阀；并且，第二控制器至少部分地与所述第二促动器或所述第二阀集成，第二通信端口配置成与所述第一通信端口通信，并且，接收控制器操作信息，并且，包含电路，该电路配置成至少部分地基于所述所接收到的控制器操作信息，执行针对所述第二涡轮机械的控制操作或保护操作中的至少一个。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的压缩机防喘振系统，其中：所述第一控制器还包含第一通信端口，并且，配置成通过所述第一通信端口而提供控制器操作信息；第二促动器配置成促动所述第一涡轮机械的第二阀；并且，第二控制器至少部分地与所述第二促动器或所述第二阀集成，第二通信端口配置成与所述第一通信端口通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：T萨达西万，A贝尼姆，K格里布，DJ赖克松，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US