一种气体压缩存储系统及控制方法技术方案

一种气体压缩存储系统，包括：供气模块、气柜、进气管路、压缩机模块、出气管路、检测模块和压缩控制模块；压缩机模块包括进气端、出气端和并联在进气端和出气端之间的多个压缩机；供气模块、气柜、进气管路和进气端依次连接，出气端与出气管路连接。压缩控制模块可根据检测模块的检测值实时掌控气柜内的气体容纳量，从而通过对压缩机模块中各压缩机的独立控制来调节压缩机模块的总功率，使得压缩机模块的总吸气量与气柜的出气量相适应，保证气柜进气量和出气量的平衡，避免气柜过瘪导致压缩机模块工作不稳定，或者气柜内气体容纳量过大导致气体泄漏的风险。体泄漏的风险。体泄漏的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种气体压缩存储系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及气体压缩领域，尤其涉及一种气体压缩存储系统及控制方法。

技术介绍

[0002]工业生产过程中有很多特种气体参与，例如氯甲烷是无色可燃的有毒气体， 与空气能形成爆炸性混合物，主要用来生产有机硅化合物，还广泛用作溶剂、 提取剂，以及生产农药、医药、香料等。一些工业过程也副产氯甲烷，例如敌 百虫、三氯乙醛、及磷胺等的生产过程。
[0003]这些有害气体在生产输送过程中需要经过水洗、酸洗后输送至储气柜，然 后压缩机压缩冷凝，冷冻、液化贮存于钢瓶中。输送路径上经常设置气柜作为 缓冲，气柜的气量高度要保持稳定，防止被压缩机抽空导致罐体变形。但是， 现有技术中，由于气体产生速度、气体输送速度等的变化，很难保证输送路径 上气量的稳定，即很难保证气柜的安全。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中缺乏安全的特种气体压缩系统的缺陷，本专利技术提 出了一种气体压缩存储系统及控制方法。
[0005]本专利技术的目的之一采用以下技术方案：
[0006]一种气体压缩存储系统，包括：供气模块、气柜、进气管路、压缩机模块、 出气管路、检测模块和压缩控制模块；
[0007]压缩机模块包括进气端、出气端和并联在进气端和出气端之间的多个压缩 机；供气模块、气柜、进气管路和进气端依次连接，出气端与出气管路连接； 供气模块向气柜供气，气柜中的气体经过进气管路进入压缩机模块进行压缩， 压缩后的气体经过出气管路输出；
[0008]检测模块用于检测气柜内的气体容纳量或者与所述气体容纳量同步变化的 变量；压缩控制模块分别与各压缩机连接，用于根据检测模块的检测值控制各 压缩机工作状态。
[0009]优选的，气柜高度与气柜内气体容纳量呈正向关系；检测模块采用用于检 测气柜高度的高度传感器，且检测模块设置在气柜外部；压缩控制模块用于根 据检测模块检测到的气柜高度控制各压缩机工作状态。
[0010]优选的，压缩控制模块中预设有多个阈值区间以及与阈值区间一一对应的 压缩功率值；压缩控制模块用于获取检测模块的检测值所在的阈值区间对应的 压缩功率值作为功率目标值，并用于根据所述功率目标值控制各压缩机工作状 态。
[0011]优选的，各阈值区间还关联有对应的工频数量；压缩控制模块用于获取检 测模块的检测值所在的阈值区间对应的工频数量作为目标数量，目标数量最大 值加1等于压缩机模块中压缩机数量，压缩控制模块用于控制数量为目标数量 的压缩机执行工频工作状态，并控制一台压缩机执行变频工作状态，变频工作 状态下的压缩机的工作功率等于功率目
标值减去所有工频工作状态下的压缩机 的工作功率之和。
[0012]优选的，压缩机模块中包含3台压缩机。
[0013]优选的，各压缩机的输入口和输出口之间还连接有一个平衡阀。
[0014]优选的，平衡阀采用电磁阀且与压缩控制模块连接；在功率目标值为最小 的压缩功率值的状态下，当任意压缩机的进气量小于出气量时，压缩控制模块 控制该压缩机对应的平衡阀导通。
[0015]本专利技术的目的之二采用以下技术方案：
[0016]一种适用于上述的气体压缩存储系统的控制方法，包括以下步骤：
[0017]S1、设置多个阈值区间，各阈值区间均关联有相对应的工频数量和压缩功 率值，压缩功率值与阈值区间一一对应并正相关；工频数量与阈值区间呈现一 对一或者一对多的关系；压缩功率值中的最小值为下限值，压缩功率值中的最 大值为上限值；
[0018]S2、获取检测模块的检测值所在的阈值区间对应的压缩功率值和工频数量， 该压缩功率值和工频数量分别记作目标功率值和目标数量；
[0019]S3、根据目标数量控制对应数量的压缩机执行工频工作状态，并计算目标 功率值减去所有工频工作状态下压缩机的工作功率所得差值记作剩余目标值；
[0020]S4、控制任一非工频工作状态的压缩机进入变频工作状态并执行剩余目标 值，并控制剩余压缩机停止工作。
[0021]优选的，各压缩机的工频功率均相等；
[0022]或者，各压缩机设有优先权重，各压缩机的优先权重与对应的工频频率成 正向关系，步骤S3中，根据优先权重从小到大的顺序，控制各压缩机执行工频 工作状态，直至，工频工作状态下的压缩机数量达到目标数量。
[0023]优选的，各压缩机的输入口和输出口之间还连接有一个平衡阀；所述控制 方法在步骤S4之后还设置有以下步骤：
[0024]S5、检测是否存在进气量小于出气量的压缩机；
[0025]S6、否，则延时返回步骤S2；是，则判断当前执行的目标功率值是否为最 小的压缩功率值；
[0026]S7、否，则延时返回步骤S2；是，则控制进气量小于出气量的压缩机并联 的平衡阀导通。
[0027]本专利技术的优点在于：
[0028](1)压缩控制模块可根据检测模块的检测值实时掌控气柜内的气体容纳 量，从而通过对压缩机模块中各压缩机的独立控制来调节压缩机模块的总功率， 使得压缩机模块的总吸气量与气柜的出气量相适应，保证气柜进出气量的平衡， 避免气柜过瘪导致压缩机模块工作不稳定，或者气柜内容纳量过大导致气体泄 漏的风险。
[0029](2)检测模块采用用于检测气柜高度的高度传感器，且检测模块设置在气 柜外部，即避免了气柜内的特种气体对检测模块的危害，又避免了检测模块的 接线等需求造成的气柜泄漏的风险，同时也方便了检测模块与压缩控制模块通 信。
[0030](3)通过阈值区间与压缩功率的关联关系，可直接获得检测模块的检测值 对应的功率目标值，有利于保证压缩机模块的总功率与工况的相适应。同时， 根据阈值区间设置压缩功率，实现了气柜的内部气体容纳量在一定范围内时压 缩机模块均采用同一总功率，
既保证了气路安全，也避免了压缩机模块频繁调 整压缩机功率造成的不稳定。
[0031](4)通过工频工作状态下的压缩机和变频工作状态下的压缩机的配合，即 避免了对每一台压缩机的实时控制，降低压缩控制模块的工作负担；又通过压 缩机进入工频工作状态，保证了压缩机的工作稳定性，有利于提高压缩机使用 寿命。
[0032](5)各压缩机的输入口和输出口之间还连接有一个平衡阀。如此，当压缩 机的进气量小于出气量时，可打开平衡阀，通过压缩机输出口输出的压缩气体 的回流，保证压缩机进气量和出气量的平衡，从而保证压缩机正常工作。
[0033](6)通过压缩控制模块对平衡阀进行智能化控制，实现了各压缩机进出气 的自动平衡。压缩控制模块通过平衡阀在维持压缩机工作功率不变的情况下保 证压缩机进出气的平衡，使得压缩机模块根据气柜的状态调节功率，避免压缩 机模块的状态反作用于气柜，实现气柜和压缩机的单向相关性，从而提高了整 个系统的控制精确度，降低了控制难度和易错度。
[0034](7)各压缩机设有优先权重，各压缩机的优先权重与对应的工频频率成正 向关系，在调节压缩机模块的总功率时，可通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体压缩存储系统，其特征在于，包括：供气模块、气柜、进气管路、压缩机模块、出气管路、检测模块和压缩控制模块；压缩机模块包括进气端、出气端和并联在进气端和出气端之间的多个压缩机；供气模块、气柜、进气管路和进气端依次连接，出气端与出气管路连接；供气模块向气柜供气，气柜中的气体经过进气管路进入压缩机模块进行压缩，压缩后的气体经过出气管路输出；检测模块用于检测气柜内的气体容纳量或者与所述气体容纳量同步变化的变量；压缩控制模块分别与各压缩机连接，用于根据检测模块的检测值控制各压缩机工作状态。2.如权利要求1所述的气体压缩存储系统，其特征在于，气柜高度与气柜内气体容纳量呈正向关系；检测模块采用用于检测气柜高度的高度传感器，且检测模块设置在气柜外部；压缩控制模块用于根据检测模块检测到的气柜高度控制各压缩机工作状态。3.如权利要求2所述的气体压缩存储系统，其特征在于，压缩控制模块中预设有多个阈值区间以及与阈值区间一一对应的压缩功率值；压缩控制模块用于获取检测模块的检测值所在的阈值区间对应的压缩功率值作为功率目标值，并用于根据所述功率目标值控制各压缩机工作状态。4.如权利要求3所述的气体压缩存储系统，其特征在于，各阈值区间还关联有对应的工频数量；压缩控制模块用于获取检测模块的检测值所在的阈值区间对应的工频数量作为目标数量，目标数量最大值加1等于压缩机模块中压缩机数量，压缩控制模块用于控制数量为目标数量的压缩机执行工频工作状态，并控制一台压缩机执行变频工作状态，变频工作状态下的压缩机的工作功率等于功率目标值减去所有工频工作状态下的压缩机的工作功率之和。5.如权利要求1所述的气体压缩存储系统，其特征在于，压缩机模块中包含3台压缩机。6.如权利要求1所述的气体压缩存储系统，其特征在于，各压缩机的输入口和输出口之间还连接有一个平衡阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩占华，张成彦，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：