[发明专利]一种关于能量效率的多压缩机系统的设计、测量和优化方法

说明书

本发明题为“一种关于能量效率的多压缩机系统的设计、测量和优化方法”。本发明描述了一种用于测量与多压缩机系统中的共同输出流量相关的用于产生单位质量或体积的压缩气体的能量(比能耗)的方法，所述方法包括：‑从第一压缩机来构建作为所述第一压缩机的所述输出流量的函数的所述第一压缩机中的理想比能耗曲线；以及‑从第一压缩机和第二压缩机来构建作为所述第一压缩机和所述第二压缩机的组合的输出流量的函数的所述第一压缩机和所述第二压缩机中的组合的理想比能耗曲线，并且其中所述方法包括为所述多压缩机系统创建理论操作模型。

技术领域

本发明涉及一种用于测量与多压缩机系统中的共同输出流量相关的用于产生单位质量或体积的压缩气体的能量(比能耗)的方法。

背景技术

多压缩机系统用于多种工业应用中。在若干文献中公开了使用这种压缩机的方法和用于控制它们的方法。举一个示例，在US5108263中公开了一种优化两台或多台并联或串联压缩机的操作的方法。该方法的目的在于每对压缩机的操作点相互增量地移位而不影响总的操作参数。监测位移对总约束的影响，并且当沿着优化方向上出现变化时，继续沿相同方向移动。否则，操作点被移位的压力会反向。程序逐渐将压缩机转换到操作点的最佳组合。

其次，US7676283公开了一种用于控制具有至少两个压缩机单元的压缩机设备的方法，该方法包括使用优化计算从压缩机单元的当前切换配置来计算新的切换配置。

此外，在EP0769624中公开了一种用于多个压缩机之间进行负载平衡的方法和装置。该方法意味着喘振参数S在平衡过程中随旋转速度而在相同的方向上变化。负载平衡控制涉及当压缩机远离喘振操作时，均衡压力比、转速或功率。然后，当接近喘振时，控制所有压缩机，使得它们同时到达喘振控制线。

此外，在其他专利文献中例如在US6394120中，还存在控制多压缩机系统的其他若干种方法。

分析现有压缩空气系统的优化或未来修改以及从零开始设计系统会带来很多困难。压缩空气系统由众多不同部件组成，这些部件由许多不同供应商安装，即使是相同类型、相同压缩机的部件，其品牌也各不相同。压缩机制造商很少提供设计或性能曲线等类似参数的详细信息，因此使得这些任务更加困难。

压缩机设计用于不同的最佳压力，并且单个多压缩机系统包括不同类型、调节方法、制造商和设计压力的压缩机的情况并不少见。

发明内容

本发明旨在创建用于多压缩机系统的操作模型。操作模型可以用于测量用于产生与多压缩机系统中的共同输出流量有关的单位质量或体积压缩气体的能量(比能耗)，并且因此也可以在设计新系统、测量现有系统时使用，并且/或者作为与用于操作多压缩机系统的控制系统连接的软件模块。

上述目的通过一种用于测量与多压缩机系统中的共同输出流量相关的用于产生单位质量或体积的压缩气体的能量(比能耗)的方法实现，所述方法包括：

-从第一压缩机来构建作为第一压缩机的输出流量的函数的第一压缩机中的理想比能耗曲线；以及

-从第一压缩机和第二压缩机来构建作为第一压缩机和第二压缩机的组合的输出流量的函数的第一压缩机和第二压缩机中的组合的理想比能耗曲线，并且其中该方法包括为多压缩机系统创建理论操作模型。

此外，该方法可以包括针对一个或多个固定系统参考压力构建/计算理想的比能耗曲线，从而大幅简化计算和可视化，因为模型变得与系统压力变化无关。此外，还可以考虑其他影响较小的变量，诸如进气温度或压力。