[发明专利]VPSA设备中的压缩机的抗喘振速度控制

权利要求书

1.一种控制真空压力摆动吸附设备内的离心压缩机速度的方法，所述方法包括：

测量和计算涉及进入离心压缩机的气体的流速的参数，

所述离心压缩机直接地由具有通过变频驱动件控制的速度的电动马达驱动；

测量和计算所述离心压缩机的出口对入口压力的压力比；

基于所述压力比确定所述离心压缩机的最佳速度，且所述最佳速度位于沿所述离心压缩机的峰值效率操作线；

确定在所述最佳速度下可能发生喘振状态所处的参数的最低可允许值；

确定反馈乘数，当乘以所述最佳速度时，所述反馈乘数将在所述参数小于所述最低可允许值时增大速度，或将在所述参数大于或等于所述最低可允许值时减小速度；

在由所述真空压力摆动吸附设备进行的重复循环的步骤期间，其中所述离心压缩机至少有可能遇到喘振状态，除了其纯抽空步骤和具有产物吹扫步骤的抽空之外，将总速度乘数设置成等于所述反馈乘数；

在纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间，通过使所述反馈乘数乘以前馈乘数来计算所述总速度乘数，所述前馈乘数将在所述纯抽空步骤和具有产物吹扫的抽空步骤期间增大速度，使得离心压缩机不可能进入所述喘振状态；

通过使所述最佳速度乘以所述总速度乘数来计算调整的速度；以及

生成至少涉及所述调整速度的控制信号且将所述控制信号输入到所述变频驱动件中，使得所述电动马达且因此所述离心压缩机在所述调整速度下操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述真空压力摆动吸附过程使用用于将压缩气体供给至所述真空压力摆动吸附设备的吸附床的进料压缩机和用于从所述吸附床抽空气体的抽空压缩机；以及

所述抽空压缩机由所述离心压缩机形成。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述真空压力摆动吸附过程使用单个压缩机来将压缩气体供给至吸附床且从所述吸附床抽空气体；

所述重复循环包括：在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的具有平衡的进料步骤；在所述具有平衡的进料步骤之后的具有产物再加压的进料步骤；以及在所述纯抽空步骤之前的平衡步骤；以及

在所述具有平衡的进料步骤、所述平衡步骤和所述具有产物再加压的进料步骤开始期间，所述控制信号涉及非操作速度，使得当所述控制信号输入所述变频驱动件中时，电功率不施加至所述电动马达；以及

在所述具有产物再加压的进料步骤期间获得预定压力比时，所述控制信号又涉及所述调整速度，使得所述电动马达且因此所述压缩机在所述调整速度下操作。

4.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述重复循环包括下降压力平衡步骤和在所述具有产物吹扫的抽空步骤之后的上升压力平衡步骤；

在所述下降压力平衡步骤和所述上升压力平衡步骤期间，所述控制信号涉及非操作速度，使得电功率不会施加到所述电动马达来驱动所述抽空压缩机；以及

当在所述下降压力平衡步骤期间获得预定压力比时，所述控制信号又涉及所述调整速度，使得所述抽空压缩机在所述调整速度下操作。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中：

每当确定所述反馈乘数时，就储存所述反馈乘数；

当所述参数小于所述最低可允许值时，所述反馈乘数通过将速度校正系数加至所述反馈乘数的上一储存值来确定；以及

当所述参数大于或等于所述最低可允许值时，所述反馈速度乘数通过使所述反馈乘数的上一储存值除以比例常数来计算，所述比例常数设置成等于一个值，其在所述反馈乘数的上一储存值大于或等于1.0时大于1.0，或在所述反馈乘数的上一储存值小于1.0时为1.0。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中：

所述前馈乘数为所述压力比的函数；

所述函数在预定压力比下具有所述前馈乘数的最大值，在所述预定压力比下或直接在所述预定压力比之前，所述喘振状态将可能在所述抽空步骤与所述吹扫步骤之间的过渡期间发生，且在大于或小于最大值的压力比下减小所述前馈乘数的值；以及

所述最大值具有一定大小，所述大小预先选择成使得当所述最大值在所述预定压力比下乘以所述最佳速度时，由此所得的速度将防止喘振状态发生。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述函数为高斯函数。