【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于对往复式压缩器进行负载控制的方法和系统。更具体来说，本专利技术涉及用于在工业气体生产综合体中生产和存储一种或多种工业气体时对往复式压缩器进行负载控制的方法和系统，工业气体生产综合体具有可变输入电源，如可再生电源。
技术介绍
1、工业气体设备综合体可以包括生产气体或参与气体生产的一个或多个工艺设备。在非限制性实例中，这些气体可以包括：气态形式、液化形式或压缩形式的工业气体、商业气体、医用气体、无机气体、有机气体、燃料气体和绿色燃料气体。
2、人们对利用可再生能源为工业气体设备和工业气体设备综合体供电的方法和系统非常感兴趣。然而，使用可再生能源(如风能、太阳能和潮汐能)的一个显著缺点是这些能源的自然可变性和短暂性质。
3、一般来说，恒定或基本恒定的电力供应对于工业气体设备或工业气体设备综合体是优选的。这使得工业气体设备综合体中的工艺能够以基本恒定和最优的速率运行，以用于工业设备综合体内的一个或多个工艺。
4、因此，可再生电源(例如，风能、太阳能和/或潮汐能)的可变性和间歇性质对于工业气体设备的操作而言是成问题的。如果管理不善，传入电力变化可导致电力短缺，这可能导致各种工艺的低效运转率和/或停工。这些在时间、支出、气体生产和失去的机会方面可能是昂贵的。
5、然而，即使电力得到有效管理，可用电力的变化将导致依靠可再生能源运行的工业气体设备本质上相比于依靠更传统方式供电的工业气体设备具有更大的运行和生产速率范围。
6、对于许多工业气体来说，有必要将工业气体压
7、迄今为止，已知的用于压缩系统的控制装置不适于高效和可靠地管理压缩器，所述压缩器经受生产进料速率和/或压力的大范围变化。因此，需要对这些技术问题的解决方案，以使工业气体能够在这种装置中被高效且稳定地压缩。
8、因此，在本领域中需要在压缩器装置中提供更有效的气体压缩管理。
技术实现思路
1、下文以简化的形式介绍了一些概念，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。下文不是本公开的广泛概述，并且不旨在标识本公开的关键或重要元件或描绘本公开的范围。下文仅概述了本公开其中的一些概念，作为此后提供的更详细说明的序言。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于操作压缩系统的方法，所述压缩系统被配置成对可变传入气体进料进行压缩，所述压缩系统包括多个并联的压缩器组，每个压缩器组包括一个或多个往复式压缩器级，所述一个或多个往复式压缩器级各自具有一个或多个缸，所述方法包括：响应于所述可变传入气体进料而通过以下方式来控制所述压缩系统的容量：i)通过连续地使第一子集的一个或多个压缩器组的所述一个或多个往复式压缩器级的一个或多个缸的容量在最大容量和最小容量之间变化来选择性地使所述一个或多个压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化；和/或ii)通过完全加载或完全卸载第二子集的压缩器组中的所述一个或多个往复式压缩器级的一个或多个缸来选择性地使所述一个或多个压缩器组中的所述第二子集的容量发生变化；其中所述第一子集和所述第二子集是互斥的。
3、在一个实施例中，所述压缩系统的所述容量响应于所述传入气体进料的压力而变化，并且所述方法还包括：确定所述传入气体进料的气体压力。
4、在一个实施例中，使所述压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化包括同步地使形成所述第一子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级的每个缸的所述容量发生变化并且使所述容量变化相同的量。
5、在一个实施例中，所述第一子集的所述一个或多个压缩器组的所述一个或多个往复式压缩器级的所述一个或多个缸中的每个缸包括抽吸卸载阀以连续地使所述每个缸的所述容量发生变化。
6、在一个实施例中，使所述压缩器组的所述第二子集的所述容量发生变化包括每次从所述第二子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级完全加载或完全卸载一个缸。
7、在一个实施例中，每个压缩器组包括相同数量(n)个压缩器级，其中n>1。
8、在一个实施例中，每个往复式压缩器级包括多个缸。
9、在一个实施例中，每个往复式压缩器级具有相同数量个缸。
10、在一个实施例中，控制所述压缩系统的所述容量的步骤包括：a)在所述压缩系统以所述多个压缩器组的总最大容量和低于所述总最大容量的第一阈值容量之间的流量接收所述传入气体进料的时段期间，响应于所述传入气体进料的流量的变化而连续地使一个或多个压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化。
11、在一个实施例中，控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：b)在所述压缩系统以所述多个压缩器组的所述第一阈值容量和低于所述第一阈值容量的第二阈值容量之间的流量接收所述传入气体进料的时段期间，响应于所述传入气体进料的所述流量减少等于一个或多个第一缸的所述容量的量而完全卸载所述一个或多个压缩器组的所述第二子集的一个或多个第一加载缸，或者响应于所述传入气体进料的所述流量增大等于所述一个或多个第一缸的所述容量的量而完全加载所述一个或多个压缩器组的所述第二子集的一个或多个第一卸载缸。
12、在一个实施例中，步骤b)还包括：c)响应于所述第二子集的一个或多个第一加载缸的所述完全卸载而同步地将所述一个或多个压缩器组的所述第一子集的所述容量增大等于所述一个或多个第一缸的所述容量的量，或者响应于所述第二子集的一个或多个第一卸载缸的所述完全加载而同步地将一个或多个压缩器组的所述第一子集的所述容量减少等于所述一个或多个第一缸的所述容量的量。
13、在一个实施例中，所述方法还包括对所述第二子集的一个或多个另外的缸重复步骤b)。
14、在一个实施例中，重复步骤b)，直到所述第二子集的每个组的每个往复式压缩器级中仅剩下单个缸。
15、在一个实施例中，控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：d)在所述压缩系统以所述第二阈值容量和总最小容量之间的流量接收所述传入气体进料的时段期间，响应于所述传入气体进料的流量的变化而连续地使一个或多个压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化。
16、在一个实施例中，每个压缩器组包括连接在所述压缩器组的出口和所述压缩器组的入口之间的局部再循环阀，并且控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：e)在所述压缩系统以等于或低于所述总最小容量的流量接收所述传入气体进料的时段期间，操作每个压缩器组的所述局部再循环阀以将气体从每个压缩器组的所述出口再循环到每个压缩器组的所述入口。
17、根据本专利技术的第二方面，提供一种用于操作压缩系统的控制系统，所述压缩系统被配置成对可变传入气体进料进行压缩，所述压缩系统包括多个并联的压缩器组，每个压缩器组包括一个或多个往复式压缩器级，所述一个或多个往复式压缩器级各自具有一个或多个缸，所述控制器被配置成响应于所述可变传入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于操作压缩系统的方法，所述压缩系统被配置成对可变传入气体进料进行压缩，所述压缩系统包括多个并联的压缩器组，每个压缩器组包括一个或多个往复式压缩器级，所述一个或多个往复式压缩器级各自具有一个或多个缸，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压缩系统的所述容量响应于所述传入气体进料的压力而变化，并且所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化包括同步地使形成所述第一子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级的每个缸的所述容量发生变化并且使所述容量变化相同的量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一子集的所述一个或多个压缩器组的所述一个或多个往复式压缩器级的所述一个或多个缸中的每个缸包括抽吸卸载阀以连续地使所述每个缸的所述容量发生变化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中使所述压缩器组的所述第二子集的所述容量发生变化包括每次从所述第二子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级完全加载或完全卸载一个缸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中每个压缩器组包括
7.根据权利要求1所述的方法，其中每个往复式压缩器级包括多个缸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中每个往复式压缩器级具有相同数量个缸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述压缩系统的所述容量的步骤包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤b)还包括：
12.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括对所述第二子集的一个或多个另外的缸重复步骤b)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中重复步骤b)，直到所述第二子集的每个组的每个往复式压缩器级中仅剩下单个缸。
14.根据权利要求10所述的方法，其中控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其中每个压缩器组包括连接在所述压缩器组的出口和所述压缩器组的入口之间的局部再循环阀，并且控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：
16.一种用于操作压缩系统的控制系统，所述压缩系统被配置成对可变传入气体进料进行压缩，所述压缩系统包括多个并联的压缩器组，每个压缩器组包括一个或多个往复式压缩器级，所述一个或多个往复式压缩器级各自具有一个或多个缸，所述控制器被配置成响应于所述可变传入气体进料而通过以下方式来控制所述压缩系统的容量：
17.根据权利要求16所述的控制系统，其中使所述压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化包括同步地使形成所述第一子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级的每个缸的所述容量发生变化并且使所述容量变化相同的量。
18.根据权利要求16所述的控制系统，其中所述第一子集的所述一个或多个压缩器组的所述一个或多个往复式压缩器级的所述一个或多个缸中的每个缸包括抽吸卸载阀以连续地使所述每个缸的所述容量发生变化。
19.根据权利要求16所述的控制系统，其中使所述压缩器组的所述第二子集的所述容量发生变化包括每次从所述第二子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级完全加载或完全卸载一个缸。
20.一种对指令的程序进行存储的计算机可读存储介质，所述程序可由机器执行以实行用于操作压缩系统的方法，所述压缩系统被配置成对可变传入气体进料进行压缩，所述压缩系统包括多个并联的压缩器组，每个压缩器组包括一个或多个往复式压缩器级，所述一个或多个往复式压缩器级各自具有一个或多个缸，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于操作压缩系统的方法，所述压缩系统被配置成对可变传入气体进料进行压缩，所述压缩系统包括多个并联的压缩器组，每个压缩器组包括一个或多个往复式压缩器级，所述一个或多个往复式压缩器级各自具有一个或多个缸，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压缩系统的所述容量响应于所述传入气体进料的压力而变化，并且所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述压缩器组的所述第一子集的所述容量发生变化包括同步地使形成所述第一子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级的每个缸的所述容量发生变化并且使所述容量变化相同的量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一子集的所述一个或多个压缩器组的所述一个或多个往复式压缩器级的所述一个或多个缸中的每个缸包括抽吸卸载阀以连续地使所述每个缸的所述容量发生变化。
5.根据权利要求1所述的方法，其中使所述压缩器组的所述第二子集的所述容量发生变化包括每次从所述第二子集的所述压缩器组的每个往复式压缩器级完全加载或完全卸载一个缸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中每个压缩器组包括相同数量(n)个压缩器级，其中n>1。
7.根据权利要求1所述的方法，其中每个往复式压缩器级包括多个缸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中每个往复式压缩器级具有相同数量个缸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中控制所述压缩系统的所述容量的步骤包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其中控制所述压缩系统的所述容量的步骤还包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤b)还包括：
12.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括对所述第二子集的一个或多个另外的缸重复步骤b)。
13.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱忠祥，D·M·埃斯皮，G·R·威尔逊，G·W·亨茨勒，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：
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