BE1021899B1

BE1021899B1 - Inrichting voor het comprimeren en het expanderen van gassen en werkwijze voor het regelen van de druk in twee netten met een verschillend nominaal drukniveau

Info

Publication number: BE1021899B1
Application number: BE2014/0377A
Authority: BE
Inventors: Campfort Kris Van; Kristof Pascal Hubin
Original assignee: Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2016-01-25
Also published as: KR20170009916A; KR102113378B1; BR112016026943B1; EP3146164B1; US20170122320A1; EP3146164A1; BR112016026943A2; JP2017518455A; WO2015176143A1; JP6568874B2; CN106460570B; US10697457B2; CN106460570A

Abstract

Inrichting voor het comprimeren en het expanderen van gassen, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) een toestel (2) bevat dat in twee richtingen kan worden aangedreven, waarbij in één richting het toestel (2) functioneert voor het comprimeren van een gas en in de andere richting het toestel (2) functioneert voor het expanderen van een gas.

Description

Inrichting voor het comprimeren en het expanderen van gassen en werkwijze voor het regelen van de druk in twee netten met een verschillend nominaal drukniveau.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het comprimeren en het expanderen van gassen en werkwijze voor het regelen van de druk in twee netten met een verschillend nominaal drukniveau.

Het is bekend dat in industriële omgevingen een gasnetwerk gebruikt wordt met gekoppelde netten op verschillende drukken. Het gas kan bijvoorbeeld stoom zijn, maar ook perslucht, aardgas, stikstof of een ander soort gas.

De druk in een net wordt bekomen door een evenwicht tussen gastoevoer en gasverbruik, hetgeen op zijn beurt geregeld wordt door ofwel gas te comprimeren van een zekere druk naar een hogere druk, door een zogenaamd compressiestation, ofwel door gas te expanderen van een zekere druk naar een lagere druk, door een zogenaamd ontspanstation. Dit ontspanstation kan een eenvoudig drukreduceerventiel zijn of een expander die het drukverschil omzet in mechanische en/of elektrische energie.

De bekende inrichtingen of machines laten echter enkel toe om het gas enkel in één richting te verwerken: van hoge druk naar lage druk in drukreduceerventielen en expanders of van lage druk naar hoge druk in compressors.

Dit heeft als nadeel in geval van een ontspanstation dat er niet in de omgekeerde richting lage druk gas naar hoge druk gas kan gecomprimeerd worden, om bijvoorbeeld flexibel op een toegenomen gasvraag in het hoge druknet te reageren. Ook een compressiestation kan niet dienst doen als ontspanstation of flexibel in te spelen op een toegenomen vraag in het lage druknet.

Traditionele gasnetten met aparte compressiestations en aparte ontspanstations hebben ook als nadeel dat ze niet eenvoudig kunnen ingezet worden voor energieopslag.

Zoals men weet kan elektrische energie niet direct opgeslagen worden, en het zou voordelig zijn mocht in tijden van een surplus aan elektrische energie deze gebruikt worden voor gas te comprimeren en het gasnet als energieopslagvolume te gebruiken en later dit terug te expanderen via een expander om elektriciteit te produceren.

De traditionele inrichtingen zijn echter unidirectioneel qua werking en kunnen hiervoor niet ingezet worden.

Het is dan ook vaak noodzakelijk om twee of meer machines te installeren in het station, namelijk minstens één expander en minstens één compressor.

Dit heeft als nadeel dat de volledige installatie en de regeling ervan complexer en duurder wordt.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

De huidige uitvinding heeft een inrichting als voorwerp voor het comprimeren en het expanderen van gassen, waarbij de inrichting een toestel bevat dat in twee richtingen kan worden aangedreven, waarbij in één richting het toestel functioneert voor het comprimeren van een gas en in de andere richting het toestel functioneert voor het expanderen van een gas.

Een voordeel is dat dergelijke inrichting in twee richtingen werkt, dit wil zeggen dat een inrichting volgens de uitvinding zowel gas kan expanderen als comprimeren.

Hierdoor is het mogelijk om met behulp van één machine twee netten met een verschillende druk te voeden en aldus veel flexibeler te kunnen inspelen op de behoeften van verschillende netten.

Een voordeel is ook dat op deze manier het gasnet gebruikt kan worden als energieopslagvolume door, afhankelijk van een surplus of een vraag van elektrische energie, het station te gebruiken als compressiestation respectievelijk als ontspanstation.

Dit heeft als bijkomend voordeel dat kosten bespaard kunnen worden.

Bovendien zal de volledige installatie eenvoudiger zijn. Ook de aansturing ervan is eenvoudiger omdat er geen wisselwerking mogelijk is tussen een aparte compressor en expander.

Bij voorkeur kan energie gerecupereerd worden uit het gas door de inrichting wanneer het toestel functioneert voor het expanderen van een gas.

Dit is analoog aan een traditionele expander en heeft als voordeel dat er minder energieverlies optreedt.

De uitvinding betreft ook een werkwijze voor het regelen van de druk in netten met een verschillend nominaal drukniveau, respectievelijk een hoge druk net en een lage druk net, daardoor gekenmerkt dat beide druknetten met elkaar verbonden zijn door een toestel dat zowel als compressor kan dienen voor het comprimeren van gas van het lage druk net naar het hoge druk net en als expander kan dienen voor het expanderen van gas van het hoge druk net naar het lage druk net, waarbij de werkwijze erin bestaat het toestel aan te sturen als compressor of als expander op basis van de druk in het hoge druk net en/of lage druk net.

Dergelijke werkwijze heeft als voordeel dat ze veel eenvoudiger is dan de werkwijze waarbij gebruik gemaakt wordt van een aparte compressor en aparte expander onder andere omdat er geen wisselwerking tussen een aparte compressor en expander mogelijk is.

De voordelen zijn analoog als de hoger vermelde voordelen van een inrichting volgens de uitvinding.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende varianten beschreven van een inrichting volgens de uitvinding en een werkwijze daarbij toegepast, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een alternatieve uitvoeringsvorm van figuur 1 weergeeft figuur 3 schematisch een werkwijze volgens de uitvinding weergeeft.

De in figuur 1 weergegeven inrichting 1 omvat hoofdzakelijk een toestel 2 dat in twee richtingen kan worden aangedreven, waarbij het in één richting functioneert als een compressor voor het comprimeren van gas en in de andere richting als een expander voor het expanderen van gas.

Het toestel 2 zorgt in dit geval voor de verbinding tussen een hoge druk net 3 met lucht op een druk van bijvoorbeeld 16 bar en een lage druk net 4 met lucht op een druk van bijvoorbeeld 4 bar.

Dit toestel 2 is in dit geval, doch niet noodzakelijk een aangepaste schroefexpander-compressor 2 met twee samenwerkende schroeven 5 die gelagerd zijn in een behuizing 6 die voorzien is van twee doorgangen 7a, 7b.

De eerste doorgang 7a is aangesloten via een lage druk leiding 8 op het lage druk net 4 en de tweede doorgang 7b is aangesloten via een hoge druk leiding 9 op het hoge druk net 3.

Door de schroeven 10 in de ene richting, dan wel in de andere richting te laten roteren, zal de schroefexpander-compressor 2 gas kunnen comprimeren van de eerste doorgang 7a naar de tweede doorgang 7b, dan wel gas kunnen expanderen van de tweede doorgang 7b naar de eerste doorgang 7a.

De eerste doorgang 7a doet met andere woorden dienst als de inlaat wanneer het toestel 2 wordt aangedreven als compressor en als uitlaat wanneer het toestel 2 wordt aangedreven als expander.

De tweede doorgang 7b doet dienst als uitlaat wanneer het toestel 2 wordt aangedreven als compressor en als inlaat wanneer het toestel 2 wordt aangedreven als expander.

De lobben van de schroeven 5 grijpen samenwerkend in elkaar en definiëren samen met de behuizing 6 een gaskamer 10 die zich bij het draaien van de schroeven 5 in de ene richting dan wel in de andere richting verplaatst van de eerste doorgang 7a naar de tweede doorgang 7b of omgekeerd en daarbij steeds kleiner respectievelijk ruimer wordt zodat het gas dat in deze gaskamer 10 gevangen zit kan comprimeren, respectievelijk expanderen.

Bij voorkeur is het toestel 2 voorzien van de nodige bi-directionele afdichtingen die voor de nodige afdichting zorgen in de beide richtingen waarin het toestel 2 aangedreven kan worden. Tevens laten de gebruikte lagers, bijvoorbeeld voor de lagering van de schroeven 5 in de behuizing, een rotatie toe in beide richtingen waarin het toestel 2 aangedreven kan worden.

Deze maatregelen zullen ervoor zorgen dat het toestel 2 in twee richtingen kan functioneren zonder grote verliezen door slechte afdichtingen of wrijvingsverliezen in lagers. Eén van beide schroeven 5 is aangebracht op een uitgaande as 11 die zich doorheen de behuizing 6 naar buiten uitstrekt en die in dit geval gekoppeld is met de as 12 van een motor 13, in dit geval een inductiemotor 13.

De motor 13 kan dienst doen om het toestel 2 aan te drijven wanneer het functioneert als compressor voor het comprimeren van lucht.

De motor 13 doet tevens dienst als een generator wanneer het toestel 2 functioneert als expander om de mechanische energie op de uitgaande as 11 om te zetten in elektrische energie.

Het is duidelijk dat in plaats van een inductiemotor 13, ook een ander type van motor gebruikt kan worden, op voorwaarde dat de motor ook dienst kan doen als generator wanneer men energie wil recupereren.

De motor 13 is aangesloten op het elektriciteitsnet 14 via een vier-kwadranten omvormer 15 die zowel energie uit het elektriciteitsnet 14 kan halen, als energie die gerecupereerd is door de inrichting 1 naar het elektriciteitsnet 14 kan leveren.

In de hoge druk leiding 9 is in dit geval een inlaatklep 16 aangebracht voor het regelen van de toevoer van gas van het hoge druk net 3 naar het lage druk net 4 via het toestel 2.

Parallel met de inlaatklep 16, als het ware in een overbruggingsleiding 17, is een terugslagklep 18 voorzien die een gasstroom toelaat enkel van het lage druk net 4 naar het hoge druk net 3. Dit betekent dat enkel wanneer het toestel 2 werkt als compressor, gas doorheen de terugslagklep 18 kan stromen.

In dit geval is in serie met de terugslagklep 18 een warmtewisselaar 19 geplaatst voor het koelen van het door het toestel 2 gecomprimeerde gas.

De inrichting 1 is verder voorzien van een stuureenheid 20 voor het aansturen van de inrichting 1, meer bepaald de motor 13 en de inlaatklep 16, voor het regelen van de druk in het hoge druk net 3 en het lage druk net 4.

De stuureenheid 20 is tevens gekoppeld met middelen 21, 22 om de druk te bepalen in het hoge druk net 3 en het lage druk net 4.

Deze middelen 21, 22 zijn in dit geval uitgevoerd als druksensoren die hun signaal naar de stuureenheid 20 zenden.

De werking van de inrichting 1 is zeer eenvoudig en als volgt.

Het toestel 2 van de inrichting 1 kan ofwel als expander worden aangedreven, ofwel als compressor.

Wanneer het toestel 2 als expander wordt aangedreven, zal de stuureenheid 20 de inlaatklep 16 zodanig aansturen dat een gasstroom Q met een druk van ongeveer 16 bar doorheen het toestel 2 wordt doorgelaten vanuit het hoge druk net 3. De terugslagklep 18 zal geen gasstroom doorlaten van het hoge druk net 3 naar het toestel 2.

De gasstroom Q zal door het toestel 2 geëxpandeerd worden tot een druk van 4 bar, waardoor de schroeven 5 in werking treden en waarbij de gaskamer 10 zich van de tweede doorgang 7b naar de eerste doorgang 7a verplaatst en daarbij steeds ruimer wordt. Op deze manier wordt de gasstroom Q op een lagere druk van 4 bar aan het lage druk net 4 geleverd. Eén van beide schroeven 5 zal de uitgaande as 11 aandrijven waardoor de inductiemotor 13, die in dit geval als generator wordt aangedreven door de uitgaande as 11, stroom of dus elektrische energie zal produceren.

De gerecupereerde energie onder de vorm van de elektrische stroom zal aan het elektriciteitsnet 14 geleverd worden door middel van de 4-kwadranten omvormer 15.

Wanneer het toestel 2 als compressor wordt aangedreven, zal de sturing 20 de inductiemotor 13 aandrijven zodat de uitgaande as 11 van de schroef 5 wordt aangedreven in de andere richting, zodat het toestel 2 als compressor werkt. Hierbij zal de inductiemotor 13 energie halen uit het elektriciteitsnet 14 via de 4-kwadranten omvormer 15.

Een gasstroom Q' zal vanuit het lage druk net 4 door het toestel 2 gecomprimeerd worden tot een druk van 16 bar waarbij in dit geval de gaskamer 10 zich van de eerste doorgang 7a naar de tweede doorgang 7b verplaatst en daarbij steeds kleiner wordt. Het is ook mogelijk dat de gasstroom Q' wordt gecomprimeerd tot een druk die iets hoger is dan 16 bar, om rekening te houden met bijvoorbeeld leidingsverliezen die nog kunnen optreden, onder andere in de warmtewisselaar 19.

Zoals bekend, zal de temperatuur van het gas tijdens compressie toenemen.

Wanneer het samengeperste gas op een hogere druk van 16 bar het toestel verlaat, zal het via de terugslagklep 18 aan het hoge druk net 3 geleverd worden, waarbij de inlaatklep 16 door de stuureenheid 20 volledig afgesloten wordt.

Alvorens het gas doorheen de terugslagklep 18 passeert, zal het via de warmtewisselaar 19 passeren om het gas na de compressie af te koelen.

Het is duidelijk dat de inlaatklep 16 en de terugslagklep 18 ervoor zullen zorgen dat de expanderwerking en de compressorwerking van het toestel goed verlopen, waarbij de inlaatklep 16 zal zorgen voor een goede regeling van de inkomende gasstroom bij expanderwerking en waarbij de terugslagklep 18 een ongehinderde doorstoom van het samengeperste gas naar het hoge druk net 3 zal garanderen.

In welke richting het toestel 2 ook wordt aangedreven, de afdichtingen en de lagers zullen in elke richting voor voldoende afdichting en voor zo min mogelijke wrijvingsverliezen zorgen.

De stuureenheid 20 zal bepalen in welke richting het toestel 2 moet worden aangestuurd, hetzij als expander, hetzij als compressor, waarbij gebruik gemaakt zal worden van een werkwijze volgens de uitvinding voor het regelen van de druk van de twee aparte netten 3 en 4.

De stuureenheid 20 bevat hiertoe een algoritme voor het aansturen van het toestel 2 op basis van de druk in het hoge druk net 3 en het lage druk net 4 dat de stappen van de werkwijze implementeert.

In een eerste stap wordt de druk in het hoge druk net 3 en het lage druk net 4 bepaald door middel van de middelen 21 en 22 .

Op basis van deze drukken wordt één van de volgende stappen ondernomen: - wanneer de druk in het hoge druk net 3 lager is dan een ingestelde waarde PHa, het aansturen van het toestel 2 als compressor; - wanneer de druk in het lage druk net 4 lager is dan een ingestelde waarde PLA, het aansturen van het toestel 2 als expander; - wanneer de druk in zowel het lage druk net 4 als het hoge druk net 3 lager is dan de ingestelde waarden PLA en Phat het uitschakelen van het toestel 2; - wanneer de druk in zowel het lage druk net 4 als het hoge druk net 3 hoger is dan de ingestelde waarden PLA en PHa t het naar keuze aansturen van het toestel 2 als expander of compressor.

Dit is schematisch weergegeven in figuur 3. In de grafiek geeft de horizontale as de druk in het lage druk net 4 weer, waarbij PL de streefwaarde of het nominaal drukniveau van het lage druk net 4 is en gelijk is aan 4 bar. De verticale as geeft de druk in het hoge druk net 3 met als streefwaarde of nominaal drukniveau PH 16 bar.

In de grafiek zijn vier zones I tot IV te onderscheiden. In de zone I is de druk in het lage druk net 4 en hoge druk net 3 lager dan een ingestelde waarde PLa en PHa, waarbij deze ingestelde waardes PLa en PHa bij voorkeur 0,2 bar onder de streefwaarden PL en PH liggen.

In deze zone zal de stuureenheid 20 het toestel 2 uitschakelen, waardoor er geen gasstroom Q of Q' tussen de netten 3 en 4 mogelijk is.

In de zone IV is de druk in beide netten 3 en 4 hoger dan de respectievelijke ingestelde waarde PHa of PLa- De stuureenheid 20 zal het toestel 2 kunnen aansturen ofwel als compressor ofwel als expander.

Er zou bijvoorbeeld voor gekozen kunnen worden om de gevraagde of gewenste stroom of elektrische energie naar het elektriciteitsnet 14 toe te bepalen en op basis van deze vraag het toestel 2 als compressor of als expander aan te sturen. Zo kan er ingespeeld worden op de vraag naar stroom van eventuele stroomverbruikers die zijn aangesloten op het elektriciteitsnet 14.

Alternatief kan er voor gekozen worden om het toestel 2 aan te sturen als compressor wanneer het verschil tussen de ingestelde waarde PLA en de druk in het lage druk net 4 groter is dan het verschil tussen de ingestelde waarde PHA en de druk in het hoge druk net 3 en om het toestel 2 aan te sturen als expander wanneer het verschil tussen de ingestelde waarde PLA en de druk in het lage druk net 4 kleiner is dan het verschil tussen de ingestelde PHA en de druk in het hoge druk net 3.

Zonder de uitvinding te beperken, worden hierna nog enkele andere mogelijkheden gegeven van een mogelijke regeling in de zone IV. - Een drukcontrole van het hoge druk net 3, waarbij de stuureenheid 20 het toestel 2 zal aansturen zodat te allen tijde de streefwaarde pH wordt aangehouden. Bij een grote vraag naar gas op hoge druk, zal het toestel 2 als compressor werken en gas van het lage druk net 4 naar het hoge druk net 3. Daalt de vraag naar gas op hoge druk, dan zal het toestel 2 in eerste instantie vertragen zodat de gasstroom Q' zal afnemen. Indien de vraag nog verder daalt zal het toestel 2 stoppen en vervolgens beginnen opereren als expander om gas van het hoge druk net 3 naar het lage druk net 4 te expanderen zodat de druk in het hoge druk net 3 behouden blijft op de streefwaarde pH- - Een drukcontrole van het lage druk net 4, waarbij de stuureenheid 20 het toestel 2 zal aansturen zodat te allen tijde de streefwaarde pL wordt aangehouden door toepassing van een controle die analoog is aan het hierboven beschreven principe. - Het maximaliseren van de energieproductie, waarbij de stuureenheid 20 het toestel 2 zodanig zal aansturen dat het toestel 2 zoveel mogelijk energie produceert. Dit wil zeggen dat het toestel 2 te allen tijde als expander zal worden aangedreven en bij voorkeur aan een toerental waarbij de energieopbrengst maximaal is. Dergelijke regeling zal aangehouden worden zolang de druk in beide netten 3 en 4 hoger dan de respectievelijke ingestelde waarde PHa of PLA. - Het maximaliseren van het energieverbruik, waarbij de stuureenheid 20 het toestel 2 zodanig zal aansturen dat toestel 2 zoveel mogelijk energie verbruikt. Dit wil zeggen dat het toestel 2 te allen tijde als compressor wordt aangedreven en bij voorkeur aan een toerental waarbij het energieverbruik maximaal is. Dergelijke regeling zal aangehouden worden zolang de druk in beide netten 3 en 4 hoger is dan de respectievelijke ingestelde waarde PHa of Pla-

Wanneer de druk in het hoge druk net 3 lager is dan de ingestelde waarde PHa en de druk in het lage druk net 4 is hoger dan PLA, zal de stuureenheid 20 het toestel 2 aansturen als compressor om op deze wijze het hoge druk net 3 als het ware te voeden met gas afkomstig van het lage druk net 4. Dit komt overeen met de zone II in de grafiek van figuur 3.

In dit geval zal het toestel 2 enkel worden aangestuurd als compressor wanneer tevens de voorwaarde voldaan is dat de druk in het lage druk net 4 hoger is dan een vooropgestelde waarde PLB, die hoger is dan PLa· Met andere woorden, in de zone Ib zal het toestel 2 niet werken als compressor, maar bijvoorbeeld uitgeschakeld worden.

Wanneer de druk in het lage druk net 4 lager is dan de ingestelde waarde PLA, en de druk in het hoge druk net 3 is hoger dan ΡΗΑ/ zal de stuureenheid 20 het toestel 2 aansturen als expander om op deze wijze het lage druk net 4 als het ware te voeden met gas afkomstig van het hoge druk net 3. Dit komt overeen met de zone III in de grafiek van figuur 3.

In dit geval zal het toestel 2 enkel worden aangestuurd als expander wanneer tevens de voorwaarde voldaan is dat de druk in het hoge druk net 3 hoger is dan een vooropgestelde waarde PHb, die hoger is dan PHA· Met andere woorden, in de zone Ia zal het toestel 2 niet werken als expander, maar bijvoorbeeld uitgeschakeld worden.

De voornoemde vooropgestelde waarden PLB en PHB liggen bij voorkeur 0,1 bar onder de streefwaarden PH en PL.

Door gebruik te maken van de ingestelde waarden zal ervoor gezorgd kunnen worden dat het ene net, het andere net enkel zal voeden wanneer het ene net zelf een voldoende hoge druk heeft, teneinde te vermijden dat het ene net op een te lage druk komt door de werking van het toestel 2 of dat het toestel 2 herhaaldelijk wordt aan- en uitgeschakeld.

Het is duidelijk dat de hierboven vermelde ingestelde waarden PLa, Pha en vooropgestelde waarden PLB, Phb slechts ter voorbeeld dienen. Het is bijvoorbeeld mogelijk om de waarden PLB of PHB gelijk te kiezen aan of zelfs groter dan de streefwaarden PL of PH.

In figuur 2 is een alternatieve uitvoeringsvorm weergegeven van een inrichting 1 volgens de uitvinding. In dit geval is een koelventilator 23 voorzien ter plaatse van de as 12 van de motor 13, voor het koelen van deze as 12 in beide richtingen waarin het toestel 2 kan worden aangedreven.

Verder is de inlaatklep 16 voorzien in de lage druk leiding 8, en parallel met deze inlaatklep 16 is er enkel een terugslagklep 18 voorzien en geen warmtewisselaar 19.

Voor het overige is de inrichting 1 identiek aan de inrichting 1 zoals weergegeven in figuur 1.

Een derde mogelijke variant zou erin bestaan om in figuur 1 de warmtewisselaar 19 te verplaatsen naar de hoge druk leiding 9, vlak naast het toestel 2 aan de zijde van het hoge druk net 3. In de opstelling uit figuur 1 wil dit-zeggen dat de warmtewisselaar 19 dan links van het toestel 2 geplaatst wordt.

De warmtewisselaar 19 kan gebruikt worden voor het gas af te koelen na de compressie indien het toestel 2 werkt als compressor, maar evengoed als voorverwarming indien het toestel 2 werkt als expander.

Alhoewel in de weergegeven voorbeelden de inlaatklep 16 en de terugslagklep 18 afzonderlijk zijn uitgevoerd, is het niet uitgesloten dat deze twee kleppen 16 en 18 in één behuizing zijn aangebracht of dat er één speciale gestuurde klep wordt gebruikt die de functionaliteiten van deze twee kleppen 16 en 18 combineert.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een dergelijke inrichting en werkwijze kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies .

1. - Inrichting voor het comprimeren en het expanderen van gassen, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) een toestel (2) bevat dat in twee richtingen kan worden aangedreven, waarbij in één richting het toestel (2) functioneert voor het comprimeren van een gas en in de andere richting het toestel (2) functioneert voor het expanderen van een gas.
2. - Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat wanneer het toestel (2) functioneert voor het expanderen van een gas, energie kan gerecupereerd worden uit het gas door de inrichting (1).
3. - Inrichting volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het toestel (2) een aangepaste schroefexpander-compressor met twee samenwerkende schroeven (5) is die gelagerd zijn in een behuizing (6) die voorzien is van twee doorgangen (7a, 7b) waarvan de eerste doorgang (7a) dienst kan doen als inlaat of als uitlaat naargelang het toestel (2) wordt aangedreven in één richting voor het comprimeren van gas of in de andere richting voor het expanderen van gas, terwijl de tweede doorgang (7b) dienst kan doen als uitlaat of als inlaat naargelang het toestel (2) wordt aangedreven in één richting voor het comprimeren van gas of in de andere richting voor het expanderen van gas.
4. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het toestel (2) voorzien is van de nodige bi-directionele afdichtingen die voor de nodige afdichting zorgen in beide richtingen waarin het toestel (2) aangedreven kan worden.
5. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het toestel (2) voorzien is van lagers die een rotatie toelaten in beide richtingen waarin het toestel (2) aangedreven kan worden.
6. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 2 tot 5, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een motor (13) met een as (12) die is aangesloten op het toestel (2), waarbij de motor (13) dienst kan doen als motor (13) om toestel (2) aan te drijven wanneer het functioneert voor het comprimeren van een gas en waarbij de motor (13) tevens dienst kan doen als generator voor de recuperatie van energie uit het gas wanneer het toestel (2) functioneert voor het expanderen van een gas.
7. - Inrichting volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de motor (13) een inductiemotor (13) is.
8. - Inrichting volgens conclusie 6 of 7, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een koelventilator (23) voor het koelen van de as (12) van de motor (13) in beide richtingen waarin het toestel (2) kan aangedreven worden.
9. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 2 tot 8, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een vier-kwadranten omvormer (15) die de energie, gerecupereerd door de inrichting (1), naar een elektriciteitsnet (14) kan leveren wanneer het toestel (2) functioneert voor het expanderen van een gas en die energie uit het elektriciteitsnet (14) kan halen om het toestel (2) aan te drijven wanneer het functioneert voor het comprimeren van een gas.
10. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) een hoge druk leiding (9) omvat die het toestel (2) aansluit op een hoge druk net (3) en een lage druk leiding (8) die het toestel (2) aansluit op een lage druk net (4), waarbij het toestel (2), wanneer het in één richting wordt aangedreven, gas kan comprimeren van het lage druk net (4) naar het hoge druk net (3) en wanneer het in de andere richting wordt aangedreven, gas kan expanderen van het hoge druk net (3) naar het lage druk net (4).
11. - Inrichting volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat in de hoge druk leiding (9) of in de lage druk leiding (8) een inlaatklep (16) is aangebracht voor het regelen van de toevoer van gas van het hoge druk net (3) naar het lage druk net (4) via het toestel (2), waarbij in parallel met deze inlaatklep (16) een terugslagklep (18) is voorzien, welke terugslagklep (18) een gasstroom toelaat van de lage druk leiding (8) naar de hoge druk leiding (9).
12. - Inrichting volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de inlaatklep (16) en de terugslagklep (18) in één behuizing zijn aangebracht.
13. - Inrichting volgens conclusie 11 of 12, daardoor gekenmerkt dat een warmtewisselaar (19) in serie met de terugslagklep (18) is geplaatst voor het koelen van het door het toestel (2) gecomprimeerde gas.
14. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 10 tot 13, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van een stuureenheid (20) voor het aansturen van de inrichting (1) voor het regelen van de druk in het hoge druk net (3) en lage druk net (4).
15. - Inrichting volgens conclusie 14, daardoor gekenmerkt dat de inrichting (1) voorzien is van middelen (21, 22) om de druk te bepalen in het hoge druk net (3) en lage druk net (4) en dat de stuureenheid (20) een algoritme bevat voor het aandrijven van het toestel (2) in één van beide richtingen op basis van de bepaalde druk in het hoge druk net (3) en lage druk net (4) .
16. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 10 tot 15, daardoor gekenmerkt dat de inrichting voorzien is van een warmtewisselaar in de hoge druk leiding (9) vlak naast het toestel (2) aan de zijde van het hoge druk net (3) .
17. - Werkwijze voor het regelen van de druk in twee netten met een verschillend nominaal drukniveau, respectievelijk een hoge druk net (3) en een lage druk net (4), daardoor gekenmerkt dat beide druknetten (3, 4) met elkaar verbonden zijn door een toestel (2) dat zowel als compressor kan dienen voor het comprimeren van gas van het lage druk net (4) naar het hoge druk net (3) en als expander kan dienen voor het expanderen van gas van het hoge druk net (3) naar het lage druk net (4), waarbij de werkwijze erin bestaat het toestel (2) aan te sturen als compressor of als expander op basis van de druk in het hoge druk net (3) en/of lage druk net (4).
18. - Werkwijze volgens conclusie 17, daardoor gekenmerkt dat de werkwijze de stap omvat van het bepalen van de druk in het hoge druk net (3) en het lage druk net (4) en op basis daarvan één van volgende stappen te ondernemen: - wanneer de druk in het hoge druk net (3) lager is dan een ingestelde waarde (Pha) , het aansturen van het toestel (2) als compressor; - wanneer de druk in het lage druk net (4) lager is dan een ingestelde waarde (PLA) , het aansturen van het toestel (2) als expander; - wanneer de druk in zowel het lage druk net (4) als het hoge druk net (3) lager is dan de ingestelde waarden (Plat Pha) r het uitschakelen van het toestel (2); - wanneer de druk in zowel het lage druk net (4) als het hoge druk net (3) hoger is dan de ingestelde waarden (Pla> Pha) t het naar keuze aansturen van het toestel (2) als expander of compressor.
19. - Werkwijze volgens conclusie 18, daardoor gekenmerkt dat enkel als de druk in het lage druk net (4) hoger is dan een vooropgestelde waarde (PLB) het toestel (2) kan worden aangestuurd als compressor en dat enkel als de druk in het hoge druk net (4) hoger is dan een vooropgestelde waarde (Phb) het toestel (2) kan worden aangestuurd als expander.
20. - Werkwijze volgens conclusie 18 of 19, daardoor gekenmerkt dat de ingestelde waarde (PLA, PHa) 0,2 bar onder de streefwaarde (PL, PH) van het hoge druk net (3) of lage druk net (4) ligt en/of dat de vooropgestelde waarde (PLB, Phb) 0,1 bar onder de streefwaarde (PL, PH) van het hoge druk net (3) of lage druk net (4) ligt.
21. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 17 tot 20, daardoor gekenmerkt dat gebruik gemaakt wordt van een inrichting (1) volgens één van de conclusies 1 tot 15.