Устройство для обработки газа
Устройство предназначено для обработки газа. Устройство содержит: компрессор (1); теплообменник; разделитель; расширитель (3); клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента; ответвляющийся канал (13); первый теплообменник (24) ответвляющегося канала и второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием для сжиженного технологического газа в разделителе и который обходит первый теплообменник (24) ответвляющегося канала; второй выпускной канал, который соединяется с выпускным отверстием в расширителе (3) и который обходит второй теплообменник (25) ответвляющегося канала; первый термометр (23) в магистральном канале; второй термометр (26) в ответвляющемся канале (13); третий термометр (27) в разделителе; клапан (20) регулирования расхода в магистральном канале; и средство (5) регулирования, которое регулирует клапан (20) регулирования расхода и/или клапан (22) регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего термометров (23, 26, 27). Технический результат - эффективное регулирование температуры газа без учета влияния нагрузки. 3 з.п. ф-лы, 14 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к оборудованию для обработки газа.
Уровень техники
В качестве конфигурации системы оборудования для обработки газа, включающей в себя морозильный компрессор, к настоящему моменту известна конфигурация, в которой компрессор, охладитель, разделитель и теплообменник соединяются последовательно, и в которой температура разделителя регулируется посредством охладителя. Такая конфигурация раскрывается, например, в следующем патентном документе 1 (в частности, см. фиг.1 следующего патентного документа 1). Другими словами, в традиционном оборудовании для обработки газа, раскрытом в следующем патентном документе 1, газ, сжимаемый посредством компрессора, охлаждается только посредством охладителя.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1. Патент США 5791160
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Тем не менее, вышеописанное традиционное оборудование для обработки газа имеет такую проблему, что общая эффективность оборудования для обработки газа является низкой, поскольку разность температур между впускным и выпускным отверстием охладителя является большой, когда нагрузка на него является существенной.
С учетом вышеизложенного, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставлять оборудование для обработки газа, допускающее выполнение эффективного регулирования температуры газа без влияния нагрузки.
Средство решения проблем
Оборудование для обработки газа согласно первому аспекту настоящего изобретения, которое устраняет вышеописанную проблему, включает в себя: компрессор, который сжимает технологический газ; теплообменник, который располагается ниже по потоку от компрессора и который охлаждает технологический газ в главном протоке технологического газа; разделитель, который располагается ниже по потоку от теплообменника и который разделяет технологический газ и сжиженный технологический газ; расширитель, который располагается ниже по потоку от разделителя и который расширяет технологический газ, чтобы получать мощность; клапан регулирования расхода газообразного хладагента, который регулирует расход газообразного хладагента, проходящего через теплообменник и тем самым охлаждающего технологический газ; канал ответвляющегося потока, в который часть технологического газа ответвляется от главного канала потока так, что она не проходит через теплообменник; первый и второй теплообменники канала ответвляющегося потока, которые располагаются в канале ответвляющегося потока и которые охлаждают ответвленный технологический газ; первый канал выпускного потока, который соединяется с выпускным отверстием для сжиженного технологического газа разделителя и который проходит через первый теплообменник канала ответвляющегося потока; второй канал выпускного потока, который соединяется с выпускным отверстием для технологического газа расширителя и который проходит через второй теплообменник канала ответвляющегося потока; первый индикатор температуры, который располагается между теплообменником и местом соединения главного канала потока и канала ответвляющегося потока и который измеряет температуру технологического газа; второй индикатор температуры, который располагается между вторым теплообменником канала ответвляющегося потока и местом соединения главного канала потока и канала ответвляющегося потока и который измеряет температуру ответвленного технологического газа; третий индикатор температуры, который располагается в разделителе и который измеряет температуру технологического газа; клапан регулирования расхода, который располагается между теплообменником и точкой разветвления между главным каналом потока и каналом ответвляющегося потока и который регулирует расход технологического газа; и средство регулирования, которое регулирует, по меньшей мере, одно из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего индикаторов температуры.
Оборудование для обработки газа согласно второму аспекту настоящего изобретения, которое устраняет вышеописанную проблему, дополнительно включает в себя первый индикатор давления, который располагается в разделителе и который измеряет давление в оборудовании для обработки газа согласно первому аспекту. В оборудовании для обработки газа средство регулирования регулирует, по меньшей мере, одно из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего индикаторов температуры, и давления, измеренного посредством первого индикатора давления.
Оборудование для обработки газа согласно третьему аспекту настоящего изобретения, которое устраняет вышеописанную проблему, дополнительно включает в себя второй теплообменник и второй разделитель, которые располагаются между разделителем и расширителем, и четвертый индикатор температуры, который располагается во втором разделителе и который измеряет температуру технологического газа в оборудовании для обработки газа согласно первому аспекту. В оборудовании для обработки газа средство регулирования регулирует, по меньшей мере, одно из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-четвертого индикаторов температуры.
Оборудование для обработки газа согласно третьему аспекту настоящего изобретения, которое устраняет вышеописанную проблему, дополнительно включает в себя первый индикатор давления, который располагается в разделителе и который измеряет давление, и второй индикатор давления, который располагается во втором разделителе и который измеряет давление в оборудовании для обработки газа согласно третьему аспекту. В оборудовании для обработки газа средство регулирования регулирует, по меньшей мере, одно из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-четвертого индикаторов температуры, и давлений, измеренных посредством первого и второго индикаторов давления.
Преимущества изобретения
Настоящее изобретение позволяет предоставлять оборудование для обработки газа, допускающее выполнение эффективного регулирования температуры газа без влияния нагрузки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.2 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.3 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Фиг.4 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Фиг.5 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.6 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.7 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Фиг.8 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Фиг.9 является видом, показывающим входные-выходные характеристики первого функционального генератора оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.10 является видом, показывающим входные-выходные характеристики второго функционального генератора оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.11 является видом, показывающим входные-выходные характеристики третьего функционального генератора оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.12 является видом, показывающим входные-выходные характеристики четвертого функционального генератора оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Фиг.13 является видом, показывающим входные-выходные характеристики пятого функционального генератора оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.14 является видом, показывающим входные-выходные характеристики шестого функционального генератора оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Режим осуществления изобретения
В дальнейшем в этом документе описываются режимы для реализации оборудования для обработки газа согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Вариант 1 осуществления
В дальнейшем в этом документе описывается первый пример оборудования для обработки газа согласно настоящему изобретению.
Во-первых, описывается конфигурация оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Следует отметить, что установка, выступающая в качестве источника подачи технологического газа, находится выше по потоку от оборудования для обработки газа согласно этому примеру, и что оборудование, использующее обработанный технологический газ находится ниже по потоку от нее. Тем не менее, они не описываются здесь.
Фиг.1 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1, оборудование для обработки газа согласно настоящему примеру включает в себя компрессор 1 для сжатия технологического газа, подаваемого из расположенной выше по потоку установки, первый разделитель 2, размещенный ниже по потоку от компрессора 1, чтобы разделять технологический газ и сжиженный технологический газ, и расширитель 3, размещенный ниже по потоку от первого разделителя 2, чтобы расширять технологический газ и тем самым получать мощность.
Первый канал 11 потока соединяется с впускным отверстием для технологического газа компрессора 1. В конце первого канала 11 потока, размещается впускное отверстие 10 для технологического газа, которое соединяется с расположенной выше по потоку установкой. Между выпускным отверстием для технологического газа компрессора 1 и впускным отверстием для технологического газа первого разделителя 2, размещается второй канал 12 потока.
Во втором канале 12 потока, клапан 20 регулирования расхода (CV1) размещается, чтобы регулировать расход технологического газа. Во втором канале 12 потока, первый теплообменник 21 для охлаждения технологического газа размещается ниже по потоку от клапана 20 регулирования расхода. Во втором канале 12 потока, первый индикатор 23 температуры (TI1) для измерения температуры технологического газа размещается ниже по потоку от первого теплообменника 21.
С первым теплообменником 21 соединяется охлаждающий канал 45, через который протекает газообразный хладагент. Газообразный хладагент проходит через первый теплообменник 21 так, что он охлаждает технологический газ. В охлаждающем канале 45 размещается клапан 22 регулирования расхода газообразного хладагента, чтобы регулировать расход газообразного хладагента, протекающего через охлаждающий канал 45. Следует отметить, что требуется некоторый тип охлаждающего устройства для того, чтобы надлежащим образом охлаждать газообразный хладагент, протекающий через охлаждающий канал 45, но он не описывается здесь, поскольку может быть использовано существующее охлаждающее устройство.
Канал 13 ответвляющегося потока, в который часть технологического газа ответвляется от второго канала 12 потока, размещается от точки между компрессором 1 и клапаном 32 регулирования расхода до точки между первым индикатором 23 температуры и первым разделителем 2. Следует отметить, что второй канал 12 потока является главным каналом потока технологического газа.
В канале 13 ответвляющегося потока, первый теплообменник 24 канала ответвляющегося потока размещается так, что он охлаждает ответвленный технологический газ. В канале 13 ответвляющегося потока, второй теплообменник 25 канала ответвляющегося потока размещается ниже по потоку от первого теплообменника 24 канала ответвляющегося потока. В канале 13 ответвляющегося потока второй индикатор 26 температуры (TI2) для измерения температуры ответвленного технологического газа размещается ниже по потоку от второго теплообменника 25 канала ответвляющегося потока.
Между выпускным отверстием для технологического газа первого разделителя 2 и впускным отверстием для технологического газа расширителя 4, размещается третий канал 14 потока. С выпускным отверстием для технологического газа расширителя 3 соединяется пятый канал 16 потока, который проходит через первый теплообменник 24 канала ответвляющегося потока. В конце пятого канала 16 потока размещается первое выпускное отверстие 17 для технологического газа, которое соединяется с расположенной ниже по потоку установкой с использованием обработанного технологического газа.
С выпускным отверстием для сжиженного технологического газа первого разделителя 2 соединяется четвертый канал 15 потока, который проходит через второй теплообменник 25 канала ответвляющегося потока. В конце четвертого канала 15 потока размещается второе выпускное отверстие 18 для технологического газа, которое соединяется с расположенной ниже по потоку установкой с использованием обработанного сжиженного технологического газа. В первом разделителе 2 третий индикатор 27 температуры (TI3) размещается, чтобы измерять температуру первого разделителя 2.
Оборудование для обработки газа согласно этому примеру включает в себя контроллер 5, который регулирует клапан 20 регулирования расхода и клапан 22 регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего индикаторов 23, 26 и 27 температуры. Контроллер 5 осуществляет регулирование так, что разность температур между технологическим газом, протекающим через второй канал 12 потока, и ответвленным технологическим газом, протекающим через канал 13 ответвляющегося потока, может быть небольшой в месте соединения.
Далее описывается способ управления оборудованием для обработки газа согласно первому примеру.
Фиг.5 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.5, контроллер 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру включает в себя первый и второй модули 50 и 52 вычитания (∆1 и ∆2), каждый из которых выполняет вычитание между введенными значениями, первый функциональный генератор (FX1) 51, второй функциональный генератор (FX2) 53, первый модуль 54 задания температуры (TSET1), который выводит предварительно определенное заданное значение, первый и второй сумматоры (+1 и +2) 55 и 56, каждый из которых выполняет прибавление введенных значений, первый контроллер 57 температуры (TC1), третий функциональный генератор (FX3) 58 и четвертый функциональный генератор (FX4) 59.
Здесь описываются амплитудные характеристики первого-четвертого функциональных генераторов 51, 53, 58 и 59.
Фиг.9 является видом, показывающим входные-выходные характеристики первого функционального генератора 51 оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.9, первый функциональный генератор 51 контроллера 5 согласно этому примеру имеет входные-выходные характеристики, в которых вывод уменьшается линейно с вводом.
Фиг.10 является видом, показывающим входные-выходные характеристики второго функционального генератора 53 оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.10, второй функциональный генератор 53 контроллера 5 согласно этому примеру имеет входные-выходные характеристики, в которых вывод уменьшается линейно с вводом. Следует отметить, что в этом примере, коэффициент выхода ко входу второго функционального генератора 53 задается меньше коэффициента первого функционального генератора 51.
Фиг.11 является видом, показывающим входные-выходные характеристики третьего функционального генератора 58 оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.11, входные-выходные характеристики третьего функционального генератора 58 контроллера 5 согласно этому примеру задаются следующим образом с вводом, представленным в диапазоне 0-100% в соответствии со значением введенного сигнала: в области, в которой ввод составляет 0-50%, вывод уменьшается линейно; в области, в которой ввод составляет 50-100%, вывод задается равным 0%.
Фиг.12 является видом, показывающим входные-выходные характеристики четвертого функционального генератора 59 оборудования для обработки газа согласно первому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.12, входные-выходные характеристики четвертого функционального генератора 59 контроллера 5 согласно этому примеру задаются следующим образом вводом, представленным в диапазоне 0-100% в соответствии со значением введенного сигнала: в области, в которой ввод составляет 0-50%, вывод задается равным предварительно определенному значению X%; в области, в которой ввод составляет 50-100%, вывод увеличивается линейно.
В контроллере 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру первый модуль 50 вычитания принимает сигналы из первого и второго индикаторов 23 и 26 температуры и выводит в первый функциональный генератор 51 значение, полученное посредством вычитания значения сигнала первого индикатора 23 температуры из значения сигнала второго индикатора 26 температуры.
Дополнительно, в контроллере 5, второй модуль 52 вычитания принимает сигналы из второго и третьего индикаторов 26 и 27 температуры и выводит во второй функциональный генератор 53 значение, полученное посредством вычитания значения сигнала третьего индикатора 27 температуры из значения сигнала второго индикатора 26 температуры.
Кроме того, в контроллере 5, первый сумматор 55 принимает сигналы из второго функционального генератора 53 и первого модуля 54 задания температуры и выводит во второй сумматор 56 значение, полученное посредством прибавления значения сигнала второго функционального генератора 53 к значению сигнала первого модуля 54 задания температуры.
Кроме того, в контроллере 5, второй сумматор 56 принимает сигналы из первого функционального генератора 51 и первого сумматора 55 и выводит в первый контроллер 57 температуры значение, полученное посредством прибавления значения сигнала первого функционального генератора 51 к значению сигнала первого сумматора 55.
Кроме того, в контроллере 5, первый контроллер 57 температуры принимает сигналы из третьего индикатора 27 температуры и второго сумматора 56 и выводит сигнал регулирования температуры в третий и четвертый функциональные генераторы 58 и 59 на основе значений сигналов третьего индикатора 27 температуры и второго сумматора 56.
Дополнительно, в контроллере 5, третий функциональный генератор 58 принимает сигнал регулирования температуры из первого контроллера 57 температуры и формирует вывод в соответствии со значением принимаемого сигнала регулирования температуры. Вывод из третьего функционального генератора 58 используется для того, чтобы регулировать клапан 20 регулирования расхода.
Кроме того, в контроллере 5, четвертый функциональный генератор 59 принимает сигнал регулирования температуры из первого контроллера 57 температуры и формирует вывод в соответствии со значением принимаемого сигнала регулирования температуры. Вывод из четвертого функционального генератора 59 используется для того, чтобы регулировать клапан 22 регулирования расхода газообразного хладагента.
Как описано выше, в оборудовании для обработки газа этого примера, ответвленный технологический газ, протекающий через канал 13 ответвляющегося потока, охлаждается посредством первого и второго теплообменников 24 и 25 канала ответвляющегося потока. Это уменьшает нагрузку на охлаждающее устройство для охлаждения газообразного хладагента, который проходит через первый теплообменник 21 так, что он охлаждает технологический газ, протекающий через второй канал 12 потока. Соответственно, регулирование температуры газа может выполняться эффективно без влияния нагрузки.
Вариант 2 осуществления
В дальнейшем в этом документе описывается второй пример оборудования для обработки газа согласно настоящему изобретению.
Во-первых, описывается конфигурация оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.2 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.2, оборудование для обработки газа согласно этому примеру имеет конфигурацию, приблизительно идентичную конфигурации оборудования для обработки газа согласно первому примеру, но дополнительно включает в себя первый индикатор 28 давления (PI1) для измерения давления в первом разделителе 2.
Затем описывается способ управления оборудованием для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Фиг.6 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.6, контроллер 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру имеет конфигурацию, приблизительно идентичную конфигурации контроллера 5 оборудования для обработки газа согласно первому примеру, но включает в себя пятый функциональный генератор (FX5) 60 вместо первого модуля 54 задания температуры.
Здесь описываются входные-выходные характеристики пятого функционального генератора 60.
Фиг.13 является видом, показывающим входные-выходные характеристики пятого функционального генератора 60 оборудования для обработки газа согласно второму примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.13, пятый функциональный генератор 60 контроллера 5 согласно этому примеру имеет входные-выходные характеристики, представленные посредством характеристической кривой, идущей вдоль и ниже кривой, которая представляет взаимосвязь между вводом и выводом, когда технологический газ достигает насыщенности, и которая указывается посредством стрелки на фиг.13.
В отличие от контроллера 5 оборудования для обработки газа согласно первому примеру, в контроллере 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру, пятый функциональный генератор 60 принимает сигнал из первого индикатора 28 давления и выводит сигнал в первый сумматор 55 в соответствии со значением сигнала первого индикатора 28 давления.
Таким образом, в дополнение к эффектам первого примера, оборудование для обработки газа согласно этому примеру может осуществлять регулирование так, что разность температур между технологическим газом, протекающим через второй канал 12 потока, и ответвленным технологическим газом, протекающим через канал 13 ответвляющегося потока, может быть еще меньшей в месте соединения, поскольку используется фактическое давление в первом разделителе 2. Соответственно, регулирование температуры газа может выполняться более эффективно без влияния нагрузки.
Вариант 3 осуществления
В дальнейшем в этом документе описывается третий пример оборудования для обработки газа согласно настоящему изобретению.
Во-первых, описывается конфигурация оборудования для обработки газа согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Фиг.3 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.3, оборудование для обработки газа согласно этому примеру имеет конфигурацию, приблизительно идентичную конфигурации оборудования для обработки газа согласно первому примеру, но дополнительно включает в себя второй теплообменник 30, второй разделитель 6 и четвертый индикатор 29 температуры (TI4). Второй теплообменник 30 и второй разделитель 6 размещаются между первым разделителем 2 и расширителем 3. Четвертый индикатор 29 температуры размещается, чтобы измерять температуру технологического газа во втором разделителе 6.
В оборудовании для обработки газа согласно этому примеру, шестой канал 40 потока размещается между выпускным отверстием для технологического газа первого разделителя 2 и впускным отверстием для технологического газа второго разделителя 6. В шестом канале 40 потока, второй теплообменник 30 размещается так, что он охлаждает технологический газ. Третий канал 14 потока размещается между выпускным отверстием для технологического газа второго разделителя 6 и впускным отверстием для технологического газа расширителя 3.
С выпускным отверстием для технологического газа расширителя 3 соединяется пятый канал 16 потока, который проходит через второй теплообменник 30 и затем через первый теплообменник 24 канала ответвляющегося потока. С выпускным отверстием для сжиженного технологического газа второго разделителя 6 соединяется седьмой канал 41 потока. Седьмой канал 41 потока соединяется с четвертым каналом 15 потока.
Затем описывается способ управления оборудованием для обработки газа согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Фиг.7 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно третьему примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.7, контроллер 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру имеет конфигурацию, приблизительно идентичную конфигурации контроллера 5 оборудования для обработки газа согласно первому примеру, но дополнительно включает в себя второй модуль 70 задания температуры (TSET2), который выводит предварительно определенное заданное значение, второй контроллер 71 температуры (TC2) и модуль 72 выбора минимума (MIN).
В отличие от контроллера 5 оборудования для обработки газа согласно первому примеру, в контроллере 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру, второй контроллер 71 температуры принимает сигналы из четвертого индикатора 29 температуры и второго модуля 70 задания температуры и выводит сигнал в модуль 72 выбора минимума в соответствии со значением сигнала четвертого индикатора 29 температуры и значением сигнала второго модуля 70 задания температуры.
Дополнительно, в контроллере 5, модуль 72 выбора минимума принимает сигналы регулирования температуры из первого и второго контроллеров 57 и 71 температуры, сравнивает значения сигналов регулирования температуры из первого и второго контроллеров 57 и 71 температуры и выводит меньший из этих сигналов в третий и четвертый функциональные генераторы 58 и 59.
Таким образом, в дополнение к эффектам первого примера, оборудование для обработки газа согласно этому примеру может выполнять регулирование температуры газа более эффективно без влияния нагрузки вследствие включения первого и второго разделителей 2 и 6. Следует отметить, что хотя первый и второй разделители 2 и 6 устанавливаются в этом примере, может быть установлено больше разделителей.
Вариант 4 осуществления
В дальнейшем в этом документе описывается четвертый пример оборудования для обработки газа согласно настоящему изобретению.
Во-первых, описывается конфигурация оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Фиг.4 является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.4, оборудование для обработки газа согласно этому примеру имеет конфигурацию, приблизительно идентичную конфигурации оборудования для обработки газа согласно третьему примеру, но дополнительно включает в себя первый индикатор 28 давления (PI1) для измерения давления в первом разделителе 2 и второй индикатор 31 давления (PI2) для измерения давления во втором разделителе 6.
Затем описывается способ управления оборудованием для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Фиг.8 является блок-схемой управления для оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.8, контроллер 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру имеет конфигурацию, приблизительно идентичную конфигурации контроллера 5 оборудования для обработки газа согласно третьему примеру, но включает в себя пятый функциональный генератор 60 вместо первого модуля 54 задания температуры и шестой функциональный генератор (FX6) 80 вместо второго модуля 70 задания температуры.
Здесь описываются амплитудные характеристики шестого функционального генератора 80. Следует отметить, что амплитудные характеристики пятого функционального генератора 60 являются идентичными описанным во втором примере.
Фиг.14 является видом, показывающим амплитудные характеристики шестого функционального генератора 80 оборудования для обработки газа согласно четвертому примеру настоящего изобретения.
Как показано на фиг.14, шестой функциональный генератор 80 контроллера 5 согласно этому примеру имеет входные-выходные характеристики, представленные посредством характеристической кривой, идущей вдоль и ниже кривой, которая представляет взаимосвязь между вводом и выводом, когда технологический газ достигает насыщенности, и которая указывается посредством стрелки b на фиг.14. Следует отметить, что в этом примере, коэффициент выхода ко входу шестого функционального генератора 80 задается меньше коэффициента пятого функционального генератора 60.
В отличие от контроллера 5 оборудования для обработки газа согласно третьему примеру, в контроллере 5 оборудования для обработки газа согласно этому примеру, шестой функциональный генератор 80 принимает сигнал из второго индикатора 31 давления и выводит сигнал во второй контроллер 71 температуры в соответствии со значением сигнала второго индикатора 31 давления.
Таким образом, в дополнение к эффектам третьего примера, оборудование для обработки газа согласно этому примеру может осуществлять регулирование так, что разность температур между технологическим газом, протекающим через второй канал 12 потока, и ответвленным технологическим газом, протекающим через канал 13 ответвляющегося потока, может быть еще меньшей в месте соединения, поскольку используются фактические давления в первом и втором разделителях 2 и 6. Соответственно, регулирование температуры газа может выполняться более эффективно без влияния нагрузки даже в случае, если устанавливаются первый и второй разделители 2 и 6.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может применяться, например, в оборудовании для обработки газа, которое включает в себя морозильный компрессор.
Описание номеров ссылок
1 - компрессор
2 - первый разделитель
3 - расширитель
4 - привод
5 - контроллер
6 - второй разделитель
10 - впускное отверстие для технологического газа
11 - первый канал потока
12 - второй канал потока
13 - канал ответвляющегося потока
14 - третий канал потока
15 - четвертый канал потока
16 - пятый канал потока
17 - первое выпускное отверстие для технологического газа
18 - второе выпускное отверстие для технологического газа
20 - клапан регулирования расхода (CV1)
21 - первый теплообменник
22 - клапан регулирования расхода газообразного хладагента (CV2)
23 - первый индикатор температуры (TI1)
24 - первый теплообменник ответвляющегося протока
25 - второй теплообменник ответвляющегося протока
26 - второй индикатор температуры (TI2)
27 - третий индикатор температуры (TI3)
28 - первый индикатор давления (PI1)
29 - третий индикатор температуры (TI4)
30 - второй теплообменник
31 - второй индикатор давления (PI2)
40 - шестой канал потока
41 - седьмой канал потока
45 - охлаждающий канал
50 - первый модуль вычитания (∆1)
51 - первый функциональный генератор (FX1)
52 - второй модуль вычитания (∆2)
53 - второй функциональный генератор (FX2)
54 - первый модуль задания температуры (TSET1)
55 - первый сумматор (+1)
56 - второй сумматор (+2)
57 - первый контроллер температуры (TC1)
58 - третий функциональный генератор (FX3)
59 - четвертый функциональный генератор (FX4)
60 - пятый функциональный генератор (FX5)
70 - второй модуль задания температуры (TSET2)
71 - второй контроллер температуры (TC2)
72 - модуль выбора минимума (MIN)
80 - шестой функциональный генератор (FX6)
1. Оборудование для обработки газа, содержащее:
компрессор, сжимающий технологический газ;
теплообменник, расположенный ниже по потоку от компрессора и охлаждающий технологический газ в главном канале потока технологического газа;
разделитель, расположенный ниже по потоку от теплообменника и разделяющий технологический газ и сжиженный технологический газ;
расширитель, расположенный ниже по потоку от разделителя и расширяющий технологический газ, чтобы получать мощность;
клапан регулирования расхода газообразного хладагента, регулирующий расход газообразного хладагента, проходящего через теплообменник и тем самым охлаждающего технологический газ;
канал ответвляющегося потока, в который часть технологического газа ответвляется от главного канала потока так, что она не проходит через теплообменник;
первый и второй теплообменники канала ответвляющегося потока, расположенные в канале ответвляющегося потока и охлаждающие ответвленный технологический газ;
первый канал выпускного потока, соединенный с выпускным отверстием для сжиженного технологического газа разделителя и проходящий через первый теплообменник канала ответвляющегося потока;
второй канал выпускного потока, соединенный с выпускным отверстием для технологического газа расширителя и проходящий через второй теплообменник канала ответвляющегося потока;
первый индикатор температуры, расположенный между теплообменником и местом соединения главного канала потока и канала ответвляющегося потока и измеряющий температуру технологического газа;
второй индикатор температуры, расположенный между вторым теплообменником канала ответвляющегося потока и местом соединения главного канала потока и канала ответвляющегося потока и измеряющий температуру ответвленного технологического газа;
третий индикатор температуры, расположенный в разделителе и измеряющий температуру технологического газа;
клапан регулирования расхода, расположенный между теплообменником и точкой разветвления между главным каналом потока и каналом ответвляющегося потока и регулирующий расход технологического газа; и
средство регулирования, регулирующее, по меньшей мере, один из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего индикаторов температуры.
2. Оборудование для обработки газа по п.1, дополнительно содержащее первый индикатор давления, расположенный в разделителе и измеряющий давление,
при этом средство регулирования выполнено с возможностью регулировать, по меньшей мере, одно из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-третьего индикаторов температуры, и давления, измеренного посредством первого индикатора давления.
3. Оборудование для обработки газа по п.1, дополнительно содержащее:
второй теплообменник и второй разделитель, расположенные между разделителем и расширителем; и
четвертый индикатор температуры, расположенный во втором разделителе и измеряющий температуру технологического газа,
при этом средство регулирования выполнено с возможностью регулировать, по меньшей мере, один из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-четвертого индикаторов температуры.
4. Оборудование для обработки газа по п.3, дополнительно содержащее:
первый индикатор давления, расположенный в разделителе и измеряющий давление; и
второй индикатор давления, расположенный во втором разделителе и измеряющий давление,
при этом средство регулирования выполнено с возможностью регулировать, по меньшей мере, один из клапана регулирования расхода и клапана регулирования расхода газообразного хладагента на основе температур, измеренных посредством первого-четвертого индикаторов температуры, и давлений, измеренных посредством первого и второго индикаторов давления.
