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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von
Turboverdichtern
Das Betriebsverhalten von Turboverdichtern kann entsprechend der Fig. 1 der Zeichnung gekennzeichnet werden durch Kennlinien, in denen der Druck p abhängig vom Förderstrom Q für jeweils konstante Drehzahl n1,n2,n3... dargestellt ist. Die Förderung verläuft stetig nur bis zur Grenzkurve b, z. B.
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leitventil direkt oder über eine Entspannungsturbine abgeblasen wird. Praktisch muss für stabilen Betrieb der Beginn des Ausblasens schon bei dem etwas grösseren Förderstrom Qa > Qb, also etwa im Punkt A, einsetzen und die etwas grössere Menge A Qa abgeblasen werden. Die Kurve a verbindet die Punkte A für Beginn des Ausblasens aller Kennlinien n = const. und sei Drehzahl-Ausblasegrenze genannt.
Sie sollte für kleinsten Leistungsverbrauch möglichst dicht rechts neben der Kurve b verlaufen.
Im folgenden stellt die Kurve a allgemein die Ansprechgrenze für das Eingreifen einer Regelung zur Verhütung des Pumpens bei veränderlichen Drehzahlen dar.
Man kann die Drehzahlpumpgrenze b - und damit den stabilen Förderbereich - nach links, d. h. zu kleineren Grenzförderströomen verschieben durch Verstellung der Leitschaufeln auf der Eintrittsseite oder auf der Austrittsseite der Laufräder.
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änderlicher Drehzahl n betrieben wird, so kommen ausser andern üblicherweise, z. B. nach Fig. 3, folgende Regelmöglichkeiten in Frage:
1) Regelung auf konstanten Enddruck des Verdichters 2 ;
2) Regelung auf konstanten Förderstrom.
Häufiger ist die Regelung auf konstanten Enddruck. Ein Enddruck-Regler 3 wirkt dabei auf Regelventile 4 der Turbine 1 so, dass bei abnehmendem Verbrauch, wobei der Enddruck die Tendenz hat, zu steigen, das Dampfventil 4 gedrosselt und damit die Drehzahl, soweit notwendig, abgesenkt wird. Die Einwirkung des Druckreglers 3 auf das Ventil 4 kann dabei entweder durch unmittelbare Einwirkung oder durch Sollwert-Verstellung des Drehzahlreglers erreicht werden. Die Regelung erfolgt dann z. B. längs der Linie p. in Fig. 1. Wenn bei stärker abnehmendem Verbrauch der Betriebspunkt an die Ausblasegrenzkm-
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ler 5 wirkt dabei als Grenzstromregler auf Grund der Messung des Gesamtförderstroms.
Im Betriebsbereich links der Kurve a, in dem das Ausblaseventil arbeitet, ist bei konstantem End-
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druck auch die Drehzahl konstant.
Ist der Enddruck p im Betrieb im wesentlichen immer der gleiche, z. B. p, so genügt die Einstellung des Ausblasereglers auf ein bestimmtes Grenzvolumen Qa. Soll dagegen der Enddruck p im Betrieb in weiteren Grenzen, z. B. zwischen p. und p,, gewandert werden, so muss der Sollwert des Grenzstromreglers 5 druckabhängig verstellt werden, entsprechend der Kurve a, so dass bei niedrigerem Enddruck der Ansprechbeginn des Grenzstromreglers auf kleineren Förderstrom verschoben wird. Diese dmckabhingige SollwertVerstellung ist in Fig. 3 durch die von einem weiteren enddruckabhängigen Messwerk 7 zur Impulslinie zwischen dem Regler 5 und dem Ventil 6 geführte Einflusslinie symbolisiert.
Das Plus-Zeichen bedeutet, dass mit steigendem Enddruck der Sollwert des Reglers 5 erhöht wird, mit abnehmendem Enddruck herabgesetzt wird. Diese Sollwert-Verstellung des Grenzstromreglers 5 durch den Enddruck kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch ausgeführt werden. Man kann sie innerhalb gewisser Grenzen auch einfach dadurch erreichen, dass man die Förderstrommessung 7 für den Regler 5 nicht auf der Saugseite, sondern auf der Druckseite des Verdichters, oder vor dem Abzweig des Ausblaseventils 6 anschliesst.
Die Kurve a für den Ansprechbeginn des Reglers 5 ist dann im p-Q-Schaubild angenähert eine quadratische Parabel durch den Nullpunkt ; sie folgt der Pumpgrenzkurve b zwar nicht vollständig, jedoch in genügend weitem Betriebsbereich mit genügender Annäherung äquidistant.
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heren Drehzahlen höhere Grenzdrücke entsprechen.
Haben Turboverdichter für veränderliche Drehzahl zusätzlich noch verstellbare Leitschaufeln, so war es bisher üblich, diese Verstellung der Schaufeln nur von Hand je nach dem jeweiligen Förderstrom und Enddruck vorzunehmen, z. B. auf Grund einer Betriebsvorschrift in Tabellen-oder Xurvenform.
Dies ist möglich und zulässig, wenn der Arbeitsbereich sich in der Regel nur in relativ engen Grenzen ändert, in
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lung der Verdichterschaufeln notwendig, mindestens aber zweckmässig, entsprechend der Verlagerung der Pumpgrenzkurve b nach b'bzw. b" (Fig. 2) auch die Ansprechgrenzen a' bzw. a" für die Ausblaseregelung mit in Richtung kleineren Grenzförderstroms zu verschieben, damit bei unvorhergesehener Unterschreitung der jeweiligen Drehzahlpumpgrenze b'bzw. b" d8s Ausblaseventil jeweils rechtzeitig öffnet.
Diese Sollwert-Verstellung des Ausblasereglers 5 abhängig von der Schaufelstellung, ist in Fig. 3 angedeutet durch eine weitere Impulslinie, die von der Schaufelverstell-Vorrichtung 8 auf die Impulslinie des Grenzstromreglers 5 zum Ausblaseventil 6 geführt ist.
Es erscheint nun naheliegend, eine automatische Steuerung der verstellbaren Verdichterschaufeln, abhängig vom Nutzförderstrom, so auszuführen, dass bei konstantem Enddruck jedem Förderstrom eine bestimmte Schaufelstellung Ci zugeordnet ist, bei der sicher noch ein Pumpen vermieden wird.
Hiebei ist aber zu beachten, dass die Schaufelpumpgrenzen c für jeweils konstante Drehzahl nach Fig. 2 und 5 nach links abfallen, d. h. dass abnehmendem Förderstrom ein niedrigerer Grenzdruck ent- spricht.
Wenn man sich nun bemüht, die Schaufeln immer möglichst weit zu öffnen, d. h. ihre Schliessbewegung jeweils erst kurz vor Erreichen der Pumpgrenzen einzuleiten, so ergeben sich für jeweils konstante Drehzahl, aber variable Schaufelöffnunge,die Schaufelöffnungs-Grenzen d1,d2,d3, die möglichst dicht unter den Schaufelpumpgrenzen c, c , c liegen sollten, also gleichfalls nach links abfallen. Analog zu Fig. 2 ergeben sich dann auch Steuerkurven amax, a'aa"bis amin für jeweils konstante Schaufelöffnung und variable Drehzahl, die möglichst nahe an den Drehzahl-Pumpgrenzkurven bmax. b', b" bis bmin liegen. Die Neigung der Kurven d bedingt aber z.
B. für konstanten Enddruck eine Erhöhung der Drehzahl bei abnehmendem Förderstrom in Bereich gedrosselter Leitschaufeln.
In Fig. 4 zeigt die Kurve el den Verlauf der Drehzahl n, wenn bei konstantem Enddruck p die Leitschaufeln z. B. abhängig vom Förderstrom jeweils erst dicht vor der Pumpgrenze verstellt, also so gesteu-
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p = const. mit. den Steuerkurven a', an bis amin zugeordnet ist.
Tatsächlich ist nun eine solche förderstromabhängige Schaufelsteuerung früher auch versucht worden.
Der Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zu Grunde, dass eine solche Steuerung nicht befriedigend arbeiten kann, weil sie im Prinzip labil ist. Wenn nämlich nach Fig. 4 z. B. beim Enddruck (pi der Verbrauch im Netz dem Punkt P bei der Schaufelöffnung a entspricht, so würde eine Meine Abnahme des Förderstromes
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automatisch eine Schliessbewegung der Laufschaufeln, und damit eine Verschiebung der Kennlinie z.
B. von ct'in Richtung ct"auslösen. Da aber-und das ist wesentlich-infolge der Speicherfähigkeit des Drucknetzes der Druck Pt momentan konstant ist, so würde durch diese Schliessbewegung der Schaufeln momentan eine weitere Abnahme des Förderstroms bewirkt und dadurch ein weiterer Impuls auf Schlie- ssen der Schaufeln ausgeübt werden, bis die Schaufeln womöglich ganz geschlossen sind. Umgekehtt würde bei einer kleinen Vergrösserung des Verbrauchs im Punkt P durch die förderstromabhängige Steuerung ein labiler Impuls bis zur vollen Öffnung der Schaufeln gegeben werden. Man kann nun zwar z.
B. durch Steuerung mit unterbrochenen Impulsen oder durch besonders lange Schliesszeit der Laufschaufeln im Verhältnis zur Zeitkonstanten des Netzes den Steuervorgang stabilisieren ; dann kommt aber bei raschen und grösseren Änderungen des Verbrauchs im Netz die Schaufelverstellung u. U. zu spät, so dass zeitweise immer das Ausblaseventil mit öffnen müsste, u. zw. abhängig vom Förderstrom, Enddruck und Schaufelstellung. Dies ist schwierig und kompliziert. Anderseits ist eine automatische Schaufelverstellung aber gerade dann besonders erwünscht, wenn der Verbrauch sich betrieblich rasch und in Grösse und Richtung unvorhersehbar in weiten Grenzen ändert, so dass eine rechtzeitige Handverstellung nicht befriedigend möglich oder sogar unwirtschaftlich wäre.
In erhöhtem Masse gilt dies, wenn nicht nur der Förderstrom sondern auch der Sollwert des Enddrucks sich betrieblich rasch in weiteren Grenzen ändert, wie z. B. bei Stahl- werksgebläsen, besonders bei Betrieb von mehreren Konvertern, deren Blasperioden unabhängig voneinander wechseln und sich teils überschneiden, teils ablösen.
Das Problem, bei rasch wechselnden Betriebsverhältnissen durch kombinierte automatische Verstellung von Drehzahl und Schaufel winker den Druck und-die Fördermenge in weitesten Grenzen dem Bedarf raschestens anzupassen und dabei gleichzeitig Pumpstösse mit Sicherheit zu vermeiden, soll durch die vorliegende Erfindung befriedigend gelöst werden, wobei festgestellt sei, dass die Stellglieder zur Dreh- zahlverstellung. Schaufelverstellung und Ausblaseregelung je für sich bekannt sind. Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, dass der gesamte Regelbereich durch Kopplung der Stellglieder in drei nachein-
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Druckes an den Förderstrom nur das Dampfeinlassventil'4 betätigt.
Erfindungsgemäss wird nun dieser Arbeitsbereich reiner Drehzahlregelung nicht bis zur Drehzahlpumpgrenze bmax bzw. amax für volle Schaufelöffnung geführt, sondern bis zu einer Grenzkurve f rechts von amax (Fig. 5) deren Bestimmung im fol-
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wird ;H. einen zweiten Bereich, in welchem jedem Enddruck des Verdichters eine bestimmte, angenähert konstante Drehzahl zugeordnet ist und in welchem die Strömung des zu verdichtenden Mittels durch Verstellen der Leit- oder Laufschaufeln beeinflusst wird.
In diesem Bereich arbeitet der Verdichter erfindungsgemäss mit einer jedem Enddruck angenähert konstant zugeordneten Drehzahl, während als Stellglied zur Anpassung des Druckes an den jeweiligen Förderstromverbrauch nur die Schaufelverstellung druckabhängig geregelt wird ;
III. und einen dritten Bereich, in welchem ein Pumpen des Verdichters durch Ausblaseregelungbei konstanter (kleinster) Schaufelöffnung vermieden wird, während die Drehzahl den im zweiten Bereich festgelegten Wert behält. in diesem Bereich ist die Schaufelstellung konstant = (imin'. während die Drehzahl dem Enddruck konstant zugeordnet ist und die Anpassung des Verdichters an den Förderstrombedarf durch druckabhängige Betätigung des Ausblaseventils 6 erfolgt.
Die Grenzkurve f für den Übergang zwischen der Regelung durch reine Drehzahlverstellung (By) und der Regelung durch Schaufelverstellung (bis) wird dabei z. B. im Punkt D durch denjenigen Druck auf der einer bestimmten Drehzahl nl, n , oder n zugeordneten p-Q-Kennlinie für volle Schaufelöffnung bestimmt, bei welchem die Schaufelöffnungsgrenzen dl, d, d3 für die betreffende Drehzahl die Ausblasegrenze amin für kleinste Schaufelöffnung schneiden, z. B. im Punkt A, (Fig. 5).
Durch dieses Prinzip der unterteilten Arbeitsbereiche zwischen Drehzahlregelung, Schaufelregelung und Ausblaseregelung mit jeweils nur einem Stellglied wird ein genaues und rasches Arbeiten der Regelung ohne gegenseitige Störung der einzelnen Stellglieder erreicht.
Für die praktische Durchführung dieses Prinzips zeigen die Fig. 6-9 Beispiele.
Fig. 6 stellt die Regelung eines Turboverdichters 2 mit Dampfturbinen-Antrieb 1 für. die KonverterAnlage eines Stahlwerks dar. Die Aufgabe der Regelung ist dabei, den Enddruck PE in einer Windleitung für z. B. drei Konverter auf einen Solldruck PE. einzuregeln, der von der Konverterbühne aus bestimmt wird. Dabei soll jeweil der höchste der drei einstellbaren Solldrücke massgebend sein.
Dies kann z. B.
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dadurch erreicht werden, dass an eine Hilfsdruckleitung mit konstantem Luftdruck PHi über drei Blenden Bl-B, drei Handventile H,... angeschlossen sind, durch deren Betätigung auf der Konverterbühne der jeweils an den drei Konvertern gewünschte Solldiack eingestellt und an den Manometern M abgelesen wird.
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eingestellten Solldrücke herrscht. Dieser Solldruck wird z. B. auf die eine Membranseite des Hauptdruckreglers 3 geführt, auf deren Gegenseite der wirkliche Enddruck PE steht. Dieser Regler 3 betätigt ein Öl- ventil, das einen Steueröldruck Pd in bekannter Weise so regelt, dass er nach Fig. 7 abfällt, wenn die Re-
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psenkt (z.
B. von 5 auf 0 atü) (Arbeitsbereich bu) ;
Il. auf den federbelasteten Kolben 8a zur Schaufelverstellung 8 am Verdichter. Bei weiter steigendem Steueröldruck Pd (z.B. 1,5 < Pd < 3 atü) bewegt der Kolben 8a (unter Zwischenschaltung eines nicht ge-
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Die Frischdampfzufuhr zur Turbine wird durch die federhydraulische Betätigung der Frischdämpfven- tile 4 yom Drehzahlregler 10 aus geregelt, der in bekannter Weise bei steigender Drehzahl durch Öffnen des Ölabflusses hinter einer Blende den Steueröldruckp absenkt. Der Sollwert der Drehzahl wird in an sich bekannter Weise durch eine Verstellbüchse 11 verstellt, wobei jeder Stellung der Büchse 11 eine annähernd konstante Drehzahl entspricht. Diese Büchse 11 ist erfindungsgemäss mit einem Stufenkolben verse-
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der Fall im Punkt A, welcher dicht neben dem Schnitt der Drehzahlpumpgrenze bmin bzw. im Schnitt mit der Kurve amin für kleinste Schaufelöffnung amin mit der Linie pi = const. liegt.
Der auf die zweite Wirkfläche der Büchse 11 Wirkende Zusatzöldruck Pz wird, wie unter I beschriebei, im Umkehrdruckwandler 13 z. B. von 5 auf zirka 0 atü abgesenkt, wenn gleichzeitig der Steuerdruck Pd z. B. von 0 auf 1, 5 atü zunimmt.
Die weitere Wirkungsweise ist folgende : Bei Vollbetrieb aller drei Konverter arbeitet der Verdichter
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weiter vermindert, so schliesst der Kraftkolben 8a, dessen Feder entsprechend vorgespannt ist, unter dem Einfluss des mit steigendem Enddruck PE ansteigenden Steuerdruckes Pd < 1,5 atü die Leitschaufeln 8 vom Höchstwert .mg x aus so weit, als zur Aufrechterhaltung des Enddruckes FE notwendig ist (Arbeitsbe-
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Die Schaufeln werden im Grenzfall nicht vollständig, sondern nur bis zu einem Kleinstwert αmin verstellt, der z. B. durch Hubbegrenzung am Kolben 8a festgelegt werden kann. Dieser Wert wird z. B. in Punkt A (Fig. 5) erreicht.
Steigt bei weiterer Verminderung des Luftverbrauchs der Enddruck R - und da-
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seventil 6 entsprechend der Vorspannung und Kennli. ie seiner Kraftkolbenfeder. Sein Hub erreicht den Höchstwert bei z.B. Pdmax#4,5 atü. Ist das Ventil 6 so bemessen, dass es bei vollem Hub beim Druck P1 mindestens den Strom entsprechend Punkt A durchlässt, so kann die Anlage bei vollem Druck PE automatisch pumpfrei bis zum Luftverbrauch 0 herunter betrieben werden.
Auch bei Verstellung des (bisher als konstant angenommen) Sollwertes pers wirkt die Regelung sinngemäss richtig.
Wird dieser Wert z. B. von der Konverterbühne aus plötzlich erniedrigt, so ist der Istdruck PE zunächst zu gross ; der Regler 3 erhöht dann den Druck Pd und die Drehzahl wird abgesenkt auf den dem neuen
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druck PE # im Netz erreicht, so schliesst das Ventil 6 und öffnen die Schaufeln 8 und gegebenenfalls wird auch die Drehzahl wieder etwas erhöht, wenn der neue Betriebspunk :im Arbeitsbereich Br liegt. Umgekehrt wird bei rascher Erhöhung des Solldruckes pp die Drehzahl vorübergehend stark erhöht, gegebenenfalls bis zum Grenzwert nmax, und gleichzeitig werden die Schaufeln voll geöffnet. Hiedurch wird das Netz sehr rasch auf den erhöhten Solldruck aufgefüllt und die. Stellzeit entsprechend niedrig gehalten.
Es hat sich gezeigt, dass mit dieser Regelung, deren Einzelausführung z. B. durch Ersatz von hydrau lischen Steuermitteln durch pneumatische oder elektrische beliebig variiert werden kann, dieAnforderungen an einen pumpfreien Betrieb bei raschesten Änderungen von Luftverbrauch und Solldruck in vollkommenerWeiseerfülltwerden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch erreicht werden, dass im Bereich Bn. in welchem nach der bisherigen Darstellung im wesentlichen nur die Leitschaufeln als Stellglied der Regelung benutzt
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abnehmendem Luftverbrauch dadurch, dass mit diesem auch eil kleinerer Leistungsbedarf verbunden ist.
Da der Drehzahlregler üblicherweise als. Proportionalregler ausgeführt ist, steigt die Drehzahl bei abnehmender Belastung entsprechend dem Ungleichförmigkeitsgrad des Drehzahlreglers 10.
Dies ist an sich anzustreben in Anbetracht der oben erwähnten Tatsache, dass nach'den Fig. 2, 4
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fallen. Es ist daher wünschenswert, im Bereich BU der Schaufelverstellung die Drehzahl mit abnehmender Fördermenge ein wenig zu erhöhen.
Zusätzlich kann man in diesem Bereich noch einen weiteren Korrekturimpuls auf dieDrehzahl geben in dem Sinne, dass z. B. von einem bestimmten Winkel 0 : ; " an - entsprechend einem zugehörigen Steuerdruck Pd.-bei weiterer Schliessbewegung der Schaufeln die Drehzahl wieder erhöht wird. Dies kann z.
B. dadurch erreicht werden, dass man nach Fig. 6a mit dem Steuerwandler 13 ausser dem normalen Abflussventil 13a, dessen Steuerkante mit zunehmendem Steuerdruck Pd öffnet, ein zweites Abflussventil 13b verbindet, das dem Ventil 13a vor oder nachgeschaltet ist und dessen Steuerkante oberhalb des einstellbaren Druckes pin entsprechend einem Schaufelwinkel α" den Ölabfluss aus dem Zusatzdruck-System pz wieder schliesst und damit diesen Druck und die Drehzahl wieder erhöht. Durch die einstellbare obere Hubbegrenzung 13c des Wandlers 13 kann erreicht werden, dass diese Drehzahlerhöhung nur in einem Teilgebiet des Arbeitsbereichs Byj stattfindet und beim Übergang in den Bereich Bi, wieder aufhört.
Durch diese zusätzliche Drehzahlerhöhung im Bereich kleiner Schaufelöffnungen kann eine weitere Verschiebung des Arbeitsbereichs Brn der Schaufelregelung nach links (Fig. 5) erreicht-und damit die Wirtschaftlichkeit erhöht werden. Es kann dann auch z. B. der Drehzahl nl ein höherer Solldruck pl zugeordnet werden, wodurch der Wirkungsgrad im Bereich grosser und mittlerer Schaufelöffnungen gleichfalls verbessert werden kann. Diese zusätzliche Beeinflussung der Drehzahl im Bereich kleiner Schaufelöffnungen kann auch auf andere Weise, z.
B. durch ein besonderes Steuerventil mit federbelastetem Ölkolben, erreicht werden, das, abhängig vom Steueröldruck pd, auf den Zusatzöldruck p oder auf den Öldruck Pn s g in dem vorher erläuterten Bereich im Sinne einer Drehzahlerhöhung einwirkt.
Ferner kann der Sollwert des Enddruckes PE s auch eine andere Grössenordnung haben als der Istdruck PE. Dann müssen die Wirkflächen am Regler 3 oder, z. B. bei Verwendung von Stahlrohrreglern, die Hebelarme für Soll- und Istwert entsprechend angeglichen werden. Die den Sollwert PE,s vermittelnde Grösse kann z. B. auch ein Öldruck oder eine elektrische Grösse sein.
Man kann auch den Sollwert pg 5 benutzen als Ausgangsgrösse für einen weiteren Regler, z. B. für die oben erwähnte Regelung auf konstanten Nutzförderstrom. Ein Beispiel für eine solche Regelung ist in Fig. 6b als Variante zu Fig. 6 dargestellt. Hier wird der Solldruck p'E s über eine Blende mit an das
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Hauptölsystem angeschlossen und entweder bei geschlossenem Ventil 16b mit Hilfe des Handventils 16a jeweils von Hand eingestellt (was der vorher beschriebenen Betriebsweise entsprechen würde), oder aber bei offenem Ventil 16b als Ausgangsgrösse eines Förderstromreglers 15 geregelt, Diese ist in Fig.
6b beispielsweise als Differenzdruckregler dargestellt, der an eine Messdüse 14 in der Nutzluftleitung angeschlossen ist und vom Differenzdruck A po beeinflusst wird, der seinerseits sich quadratisch mit dem Nutz- stromQn und umgekehrt proportional zuPE ändert. Der Einfluss des Enddruckes pE kann dabei nöigenfalls durch entsprechend steife Gegenfedern im Regler 15 oder durch andere bekannte Mittel kompensiert werden, so dass die Regelung im p-Q-Schaubild nach Fig. 8 angenähert längs der Vertikalen ql entsprechend dem eingestellten Sollwert Q, erfolgt. Dieser Sollwert kann durch Federverstellung am Regler 15 einge-
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se die Solldrehzahl erhöht.
Aus Fig. 8 ist die Arbeitsweise z. B. eines Hochofengebläses bei Regelung auf konstanten Förderstrom längs der Linie q1 zu entnehmen. Die Betriebsbereiche Br, Bil und Brrr entsprechen, wie durch Schraffur
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d.weiter geöffnet bzw. ganz offen gehalten.
Diese Bewegungen sind sinngemäss zunächst richtig, da sie die gewünschte Erhöhung der Drehzahl und des Istdruckes PE beschleunigen, wobei das Dmcknetz rasch aufgefüllt wird, Wenn nun die Drehzahl auf
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benenfalls bis auf 0), so dass der Sollwert der Drehzahl nur noch vom Zuordmmgs-Steuerwandler 12 und dem Druck Pn s g bestimmt wird. Weiter werden aber bei steigendem Steuerdruck Pd die Leitschaufeln 8 vom Kraftkolben 8a teilweise geschlossen, bis bei der Drehzahl n2 der richtige Druck pa erreicht ist, der zur Aufrechterhaltung des Förderstroms Q notwendig ist. Bei weiterer Erschwerung des Ofenganges kann sich der Betriebspunkt z. B. bis zum Punkt Pj und höher verschieben.
Fig. 8 zeigt, dass, je schwerer der Ofengang ist und je höher dementsprechend der Druck PE sein
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muss.. Werden die Ofenquerschnitte wieder grösser, so verläuft der Vorgang sinngemäss in umgekehrter Richtung. Bei sehr raschen Regelvorgängen z. B. bei raschem Absinken des Gegendruckes bei gleichem Förderstrom, können vorübergehend die Schaufeln 8 bis zum Anschlag geschlossen und das Ausblaseventil 6 kann geöffnet werden. was im Sinne möglichst kleiner Stellzeiten gleichfalls richtig ist.
Das Beispiel nach Fig. 6b zeigt ganz allgemein die Möglichkeit, durch Überordnung eines weiteren Reglers 15 über den Hauptdruckregler 3 eine andere Grösse als Hauptregelgrösse einzusetzen. Fig. 9 zeigt eine andere Möglichkeit der sinngemässen Anwendung der Grundsätze dieser EtSndung, wobei die Aufgabe die gleiche sein soll wie nach Fig. 6b. Abweichend von diesen ist jedoch in Fig. 9 der Förderstromregler 15 dem Druckregler 3 nicht übergeordnet, sondern über die Handventlle 16a und 16b steuerölseitig wahlweise parallel geschaltet.
Bei Regelung auf konstanten Enddruck PE regelt bei geöffnetem Handventil 16a der Hauptdruckregler 3, dessen Sollwert in diesem Fall durch Vorspannung einer Gegenfeder mittels Handrad 3a eingestellt wird.Die Drehzahlverstellbüchse 11 des Drehzahlreglers 10 hat in diesem Fall einen Verstellkolben mit nur einer Wirkfläche,auf die der Druck Pn zur Einstellung der Solldrehzahl geführt wird.
Dieser Öldruck pu, s wird vom Ölventil des Hauptdruckreglers 3 in bekannter Weise gesten- ert, so dass bei zu hohem Enddruck pb der Druck pn, und dadurch auch die Drehzahl n, abgesenkt wird. Der Druckreglers kann auch direkt auf das Steuerölsystem PF der Frischdampfventile 4 in gleichem Sinne
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einwirken, wobei der Drehzahlregler 10 als oberer Grenzregler eingestellt ist. Die grundsätzliche Aufgabe, im Arbeitsbereich BIl nach Fig. 5 oder 8 die Drehzahl angenähert konstant dem Enddruck PE des Verdichters zuzuordnen, übernimmt bei der Anordnung nach Fig. 9 der Zuordnungsdruckregler 19 zusammen mit dem Drehzahlmesswerk 17. Dies kann z.
B. eine Zentrifugalpumpe oder ein in einem Ölring laufen- der Kamm oder eine Ölkapsel auf der Verdichterwelle sein, von denen ein Öldruck Pn ist erzeugt wird, der sich angenähert quadratisch mit der Drehzahl ändert. Dieser Öldruck wird z. B. auf dir untere Seite eines Ölkolbens im Zuordner 19 geführt, auf dessen Oberseite über eine Membran mit entsprechend redu-
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ier Verdichter-Endc1ruck PE geführt(z. B. 0. 5 < Pd 2, 5 atü) (Arbeitsbereich Bon) ; bei weiterem Anstieg (z. B. 2, 5 < pPd < 4, 5 atü) öffnet das Ausblaseventil 6 (Bereich B).
Der Zuordner 19 und der Druck Pd arbeiten hier also nur in den beiden Arbeitsbereichen Bu und Be, wobei ihr Arbeitsbeginn längs der Kurve f in Fig. 5 und 8 dadurch bestimmt ist, dass der Öldruck Pn ist unter dem Ölkolben des Zuordners 19 gerade im Gleichgewicht ist mit dem Enddruck PE über dem Kolben bzw. über der oberen Membran.
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ste Schaufelöffnung Auf diese Weise kann dieselbe Wirkung der Regelung und Steuerung erreicht werden wie nach Fig. 6. Im Arbeitsbereich Bi wird bei Regelung auf konstanten Enddruck PE wiederum nur die Drehzahl vom Hauptdruckregler 3 über den Kraftkolben 11 und den Drehzahlregler 10 oder durch direkte Einwirkung auf die Frischdampfventile4 verstellt.
Sobald mit abnehmendem Förderstromverbrauch und etwas ansteigendem Enddruck PE die Drehzahl so weit abgesenkt ist, dass die Ansprechgrenze des Zuordners 19 gemäss der eingestellten Kurve f erreicht wird, beginnt der Zuordner 19 als Grenzdruckregler zunächst die Leitschaufeln8 zu schliessen-und bei weiterer Abnahme des Verbrauchs - das Ausblaseventil 6 zu öffnen. Der Zuordner 19 ersetzt dabei den Hauptdruckregler 3 bzw. kommt er diesem zuvor, so dass dieser keinen Anlass hat, den Druck PE s bzw. PE und damit die Drehzahl n zu verstellen. Diese bleibt vielmehr im Arbeitsbereich des Zuordners i9 im wesentlichen konstant.
Um ein gleichzeitiges oder phasenverschobenes Arbeiten des Druckreglers 3 und des Zuordners 19 - und etwa damit verbundene Pende- lungen-zu verhindern, ist es zweckmässig, den Hauptregler 3 als P-Regler oder als mit gro- ssem vorübergehenden Proportionalitätsbereich auszuführen, den Regler 19 dagegen als J-Regler oder als P-J-Regler mit kleinerem Proportionalitätsbereich und kleineren Stellzeiten.
Wahlweise zum Druckregler 3 kann durch Schliessen des Handventils 16a und Öffnen des Ventils 16b der Förderstromregler 15 die Hauptregelung übernehmen. Die Wirkungsweise ergibt sich dabei entsprechend der Beschreibung zu Fig. 6b und Fig. 9. Das Handventil 16c in Fig. 9'erlaubt den Betrieb mit reiner Drehzahlregelung bei einem einstellbaren Sollwert.
Die beschriebenen Ausführungen geben nur einige Beispiele für die Möglichkeiten der Anwendung der Erfindung. Wenn die Verdichter durch Elektromotoren angetrieben werden, so kann als Stellglied für die Änderung der Drehzahl der Antriebsmaschine ein veränderlicher Widerstand z. B. im Läuferkreis eines Asynchromotors oder im Erregerkreis eines Gleichstrommotors benutzt werden. Auch kann, wie bereits er- wähnt, das hier erläuterte hydraulische System ganz oder teilweise durch pneumatische oder elektrische Systeme ersetzt werden.
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die Verstellmöglichkeit für die Leitschaufeln im zweiten Betriebsbereich beschränkt, sondern es ist auch an die gegebenenfalls zusätzliche Verstellung der Laufschaufeln vor allem bei Axialverdichtern gedacht.
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