DE10134173C1 - Verfahren zum leistungsminimierten Betreiben zumindest eines Verdichters zum Einbringen eines gasförmigen Mediums in mindestens zwei Behälter - Google Patents

Verfahren zum leistungsminimierten Betreiben zumindest eines Verdichters zum Einbringen eines gasförmigen Mediums in mindestens zwei Behälter

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DE10134173C1 DE2001134173 DE10134173A DE10134173C1 DE 10134173 C1 DE10134173 C1 DE 10134173C1 DE 2001134173 DE2001134173 DE 2001134173 DE 10134173 A DE10134173 A DE 10134173A DE 10134173 C1 DE10134173 C1 DE 10134173C1
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    • F04B2205/09Flow through the pump

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Einbringung eines gasförmigen Mediums in mindestens zwei Behälter (9, 10) gegen einen jeweils vorgegebenen Eintrittsdruck (p¶a1¶, p¶a2¶) in den Behältern. DOLLAR A Dabei werden während eines einem Normalbetriebszustand entsprechenden, relativ langandauernden Regelungszyklus in bestimmten Zeitabständen relativ kurze Steuerungszyklen eingeschoben, während derer eine Ventileinstellung in einer Abzweigungsleitung mit dem aktuell größten Teilförderstrom des gasförmigen Mediums auf eine Maximalstellung gebracht wird und sodann Stellgrößen für die weitere Öffnung der übrigen Ventile ermittelt werden, so dass bei konstantem Gesamtförderstrom und reduziertem Sammelleitungsdruck die einzelnen Teilförderströme konstant bleiben.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum leistungsminimier­ ten Betreiben zumindest eines Verdichters zum Einbringen eines gasförmigen Mediums in mindestens zwei Behälter, und insbesondere auf derartige Verfah­ ren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Verfahren sind zum Beispiel aus den Fachaufsätzen "Aeration" in "Operations Forum", Juni 1998, S. 2 bis 6 sowie "Most open valve control and cascade control of multiple compressors improve aeration efficiency & cut costs" in Water Environment Federation Vol. 6, Facility Operations 1; Facility Operations 2", S. 535-543, jeweils von R. H. Vinton u. a., bekannt. Entspre­ chende Verfahren sind auch aus JP 621390001 A. Patent Abstracts of Japan bzw. JP 62-139001 A bekannt.
Der in diesen Schriften diskutierte Stand der Technik bezieht sich auf die An­ wendung von Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf Klär­ becken, bei denen Luft mittels mindestens eines Verdichters in eine Sammel­ leitung verdichtet wird und über lokale Abzweigungsleitungen in die Klär­ becken gefördert wird. Dabei erfolgt der Luftaustritt aus der Abzweigungsleitung am Grund eines Klärbeckens, so dass in der lokalen Abzweigungsleitung zumindest ein Druck herrschen muss, der dem hydrostatischen Druck am Grund des Klärbeckens entspricht. Diese bekannten Verfahren sollen im folgenden anhand der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Kon­ figuration näher erläutert werden.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Klärwerksanlage mit zwei Klärbecken (Behältern 9, 10) gezeigt. In den Klärbecken finden biologische Zer­ setzungsprozesse statt, die durch die geregelte Zuführung eines gasförmigen Mediums, wie insbesondere Luft oder Sauerstoff, gefördert werden. Der Ein­ fachheit halber sei im folgenden stets von Luft die Rede, es kann sich stattdessen aber auch um andere gasförmige Medien handeln.
Die Zuführung von Luft in die einzelnen Klärbecken erfolgt über eine Sammel­ leitung 6. Die Sammelleitung 6 wird von mindestens einem Verdichter (vorlie­ gend drei Verdichter 3, 4, 5) mit Luft gespeist.
In der Sammelleitung herrscht ein Sammelleitungsdruck pS. Der Sammellei­ tungsdruck pS wird über einen Messsensor 13 gemessen und der Istwert wird über eine Signalleitung 20 an eine übergeordnete Kontrollanlage (ÜKA) 21 ge­ meldet.
Die Sammelleitung 6 mündet vorliegend in zwei Abzweigungsleitungen 7, 8, die jeweils in ein zugeordnetes Klärbecken (Behälter 9, 10) münden. Der Zu­ strom von Luft in die Klärbecken wird in den Abzweigungsleitungen 7, 8 je­ weils über die Stellung eines Ventils 1 bzw. 2 reguliert.
Dadurch ergeben sich in den beiden Abzweigungsleitungen 7 bzw. 8 jeweils Drücke pe1 und pa1 vor und hinter dem Ventil 1 bzw. pe2 und pa2 vor und hinter dem Ventil 2.
Jedem der Ventile 1 und 2 ist eine lokale Regelstrecke 11 bzw. 12 zugeordnet. Diese lokalen Regelstrecken 11 bzw. 12 umfassen je eine Messsensorik 14 bzw. 15 zur Ermittlung der Luft bzw. Sauerstoffkonzentration in den jeweils zuge­ ordneten Klärbecken (Behältern 9, 10) sowie eine lokale speicherprogrammier­ te Steuerung (SPS) 16 bzw. 17.
In den speicherprogrammierbaren Steuerungen 16 bzw. 17 sind Algorithmen hinterlegt zur Ermittlung von Stellgrößen für die Öffnungsstellungen der Ven­ tile 1 und 2, um je nach durch die Messsensorik 14 bzw. 15 ermittelten Werten für die Luft bzw. Sauerstoffkonzentration in den Klärbecken 9 bzw. 10 eine weitere Öffnung oder eine Schließung der Ventile 1 bzw. 2 und damit eine Er­ höhung bzw. Verminderung der Luftzufuhr aus der Sammelleitung 6 in die Klärbecken 9 bzw. 10 zu bewirken.
Von den Regelstrecken 11 bzw. 12 laufen Signalleitungen 18 bzw. 19 zu der übergeordneten Kontrollanlage 21, um an diese die durch die speicherprogram­ mierbaren Steuerungen 16 bzw. 17 ermittelten Stellgrößen für die Öffnung der Ventile 1 bzw. 2 zu übermitteln.
Die übergeordnete Kontrollanlage 21 ermittelt ihrerseits wiederum aus den über die Signalleitungen 20 bzw. 18, 19 eingehenden Werten für den Sammel­ leitungsdruck pS bzw. für die Öffnungsstellungen der Ventile 1 und 2 Einstell­ parameter für lokale Vorort-Steuerkontrollanlagen (VOKA) 25, 26, 27. Die Vor­ ort-Steuerkontrollanlagen 25, 26, 27 erhalten diese Einstellparameter über Signalleitungen 22, 23, 24 von der übergeordneten Kontrollanlage 21. Jede der Vorort-Steuerkontrollanlagen ist jeweils einem Verdichter 3, 4 und 5 zugeord­ net.
Die von der übergeordneten Kontrollanlage 21 an die Vorort-Steuerkontrollan­ lagen 25, 26, 27 übertragenen Einstellparameter erhalten z. B. Informationen darüber, ob eine bestimmte lokale Vorort-Steuerkontrollanlage einen ihr zuge­ ordneten Verdichter überhaupt in Betrieb nehmen soll, und wenn ja, mit wel­ chen Förderparametern (Volumenstrom, Ausgangsdruck). Die Verdichter 3, 4 und 5 pumpen über jeweils zugeordnete Leitungen 28, 29 bzw. 30 Luft in eine Sammelleitung 6.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Konfiguration ergibt sich somit ein Zusammenspiel von lokalen Regelstrecken 11 und 12 an den jeweiligen Klärbecken (Behältern 1, 2) und übergeordneten Regelstrecken, welche die Signalleitungen 18, 19, 20 sowie die übergeordnete Kontrollanlage 21 und die Vorort-Steuerkontrollanla­ gen 22, 23, 24 umfassen.
Dadurch kann der (Luft)Förderstrom (Volumenstrom) 1, 2 in den Abzwei­ gungsleitungen 7 und 8 und damit letztendlich der Sauerstoffgehalt in den Klärbecken (Behältern 1, 2) genau geregelt werden.
Bei dieser Kombination von lokalen Regelstrecken und übergeordneten Regel­ strecken zeigt sich in der Praxis aber folgendes Problem:
Zur Bereitstellung eines durch die Regelstrecken 11, 12 gemeinsam angeforder­ ten Volumenstroms S = 1 + 2 in der Sammelleitung 6 wird durch die Ver­ dichter 3, 4, 5 in der Regel ein an sich überdimensionierter Sammelleitungs­ druck pS bereitgestellt.
"Überdimensioniert" bedeutet dabei: An sich könnte derselbe Volumenstrom S in der Sammelleitung auch mit einem geringeren als dem tatsächlich einge­ stellten Sammelleitungsdruck zu den Abzweigungsleitungen 7, 8 transportiert werden.
Aufgrund der Überlagerung der verschiedenen Regelstrecken kommt es nämlich bei den durch die lokalen Regelstrecken 11, 12 vorgegebenen Stellwer­ ten für die Öffnung der Ventile 1 bzw. 2 zu relativ kleinen, suboptimalen Öff­ nungseinstellungen der Ventile 1, 2, welche bei dem angeforderten Volumen­ strom S einen relativ hohen Sammelleitungsdruck pS notwendig machen.
Anders gesagt: an den Ventilen 1, 2 kommt es zu an sich vermeidbaren Druck­ verlusten, weil die lokalen Regelstrecken 11, 12 die Ventile 1, 2 nicht so weit öffnen, wie es bei einem geringeren Druck in der Sammelleitung ausreichend wäre, um trotzdem denselben Volumenstrom S durch die Sammelleitung hindurch zu schicken.
Um den bei nicht maximal geöffneten Ventilen benötigten relativ hohen Sam­ melleitungsdruck pS bei dem Förderstrom S bereitstellen zu können, müssen nunmehr die Vorort-Steuerkontrollanlagen 25, 26, 27 die Verdichter 3, 4 und 5 so einstellen, dass diese eine relativ hohe Verdichtungsarbeit leisten, um bei den durch die lokalen Regelstrecken 11, 12 vorgegebenen suboptimalen Einstellungen der Ventile 1, 2 den benötigten Sammelleitungsdruck pS bereit­ stellen zu können. Dadurch wird eine erhöhte Verdichterarbeit notwendig, wel­ che zu einer erhöhten elektrischen Leistungsaufnahme in den Verdichtern 3, 4 und 5 führt.
Um diese sich in der Praxis bei einem System mit überlagerten Regelstrecken einstellende suboptimale Betriebsweise mit erhöhtem Energieverbrauch zu vermeiden, lehren die beiden oben genannten Dokumente nach dem Stand der Technik Regelungsverfahren, bei denen die Ventile 1 und 2 in den Regel­ strecken 11 und 12 so geregelt werden, dass sie sich permanent in der Nähe der maximalen Ventilöffnungseinstellung befinden. Diese Betriebsweise wird in den beiden genannten Fachaufsätzen nach dem Stand der Technik als Rege­ lung mit maximaler Ventilöffnung ("most open valve control") bezeichnet.
In der Praxis zeigt sich jedoch, dass diese Regelung mit maximaler Ventilöff­ nung zu Instabilitäten um den gewählten Betriebspunkt führt, welcher durch einen bestimmte Kombination von Volumenstrom S und Sammelleitungs­ druck pS gekennzeichnet ist. Dadurch kann es zu einem unerwünschtem plötz­ lichen Absacken des momentanen Volumenstroms 1, 2 in den Abzweigungs­ leitungen 7 und 8 kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes Verfahren zum leistungsminimierten Betreiben zumindest eines Verdichters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, bei dem sich insbesondere die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Regelungsverfahren mit maximaler Ventilöffnung ergebenden Instabilitäten vermeiden lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die eingangs genannten JP 621390001 A. Patent Abstracts of Japan bzw. JP 62-139001 A offenbaren eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben und Regeln eines Abwassersystems mit zwei Behältern, einem Verdichter so­ wie einer lokalen und einer übergeordneten Regelstrecke zum Zuführen und Regeln von Fluidströmen zu den Behältern, Darüber hinaus ist bei diesen be­ kannten Verfahren vorgesehen, ein Ventil mit der größten Öffnung in einer der Abzweigungsleitungen und damit den aktuell größten Teilvolumenstrom zu er­ mitteln. Dieses als "master valve" bezeichnete Ventil wird bis zu einem Maxi­ malwert geöffnet.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert:
Diese zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Klärwerksanlage mit zwei Klärbecken, in welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführ­ bar ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des zeitlichen Ineinandergreifens von an sich aus dem Stand der Technik bekannten Regelungsschritten und erfindungsgemäßen Steuerungsschritten zur Minimierung der Leistungsaufnahme in den in Fig. 1 gezeigten Verdichtern in einem Klärwerk.
Erfindungsgemäß werden bei einem Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Einbringung eines gasförmigen Mediums, wie insbesondere z. B. Luft, in mindestens zwei Behälter 9, 10 (wie insbesondere z. B. Klärbecken) folgende Schritte durchgeführt:
Ein gasförmiges Medium wird mittels Verdichtern 3, 4, 5 verdichtet und über die Leitungen 28, 29 und 30 in eine Sammelleitung 6 gefördert. In der Sammelleitung 6 herrscht durch das Zusammenspiel der Verdichter 3, 4, 5 ein Sammelleitungsdruck pS.
Sodann wird das gasförmige Medium von der Sammelleitung 6 zu je einem der Behälter 9 bzw. 10 über je eine Abzweigungsleitung 7, 8 gefördert.
In den Abzweigungsleitungen wird der in je einen Behälter 9 bzw. 10 eingebrachte Volumenstrom 1 bzw. 2 des gasförmigen Mediums über je eine je einem Behälter 9, 10 zugeordnete lokale Regelstrecke 11, 12 lokal geregelt. Dies geschieht durch die Regelung des Öffnungsgrads mindestens je eines Ventils 1, 2 in je einer Abzweigungsleitung 7, 8 in Abhängigkeit von der Konzentration des gasförmigen Mediums in je einem der Behälter 9, 10. Die Konzentration des gasförmigen Mediums wird mittels je einer Messsensorik 14, 15 in den Klärbecken ermittelt.
Sodann wird der Sammelleitungsdruck pS über übergeordnete Regelstrecken geregelt, welche den Volumenstrom des von den Verdichtern 3, 4, 5 in die Sammelleitung geförderten gasförmigen Mediums in Abhängigkeit von vorgegebenen Sollwerten für die Konzentration des gasförmigen Mediums in den jeweiligen Behältern 9, 10 regelt.
All diese Schritte finden während eines in Fig. 2 durch "Regeln" bezeichneten Zeitabschnitts statt. Dieser Zeitabschnitt charakterisiert einen quasi-perma­ nenten Regelungszustand ("Normalzustand") des Systems.
Dieser Normalzustand wird nur hin und wieder (z. B. in zeitlichen Abständen in der Größenordnung von einer Stunde) kurzfristig (z. B. für eine Minute) unterbrochen.
Diese kurzfristige Unterbrechung des quasi-permanenten Regelungszustands ist im Zeitablaufdiagramm in Fig. 2 durch "Steuern" bezeichnet.
Während dieser kurzen Zeitspanne finden dann die nachfolgenden Verfahrensschritte statt:
Die beiden lokalen Regelstrecken 11, 12, d. h. insbesondere die beiden speicherprogrammierbaren Steuerungen 16, 17 werden kurzzeitig von der übergeordneten Kontrollanlage 21 in einen passiven Modus versetzt.
Die übergeordnete Kontrollanlage 21 ermittelt aus den über die Signalleitungen 18, 19 eingehenden Signalen dasjenige der Ventile 1, 2, welches momentan aufgrund der aktuell durch die Regelparameter in den lokalen Regelstrecken vorgegebenen Ventileinstellungen am weitesten geöffnet ist und dadurch aktuell einen lokalen Volumenstrom 1 des gasförmigen Mediums durch die zugeordnete Abzweigungsleitung 7 hindurchlässt, welcher größer ist, als der Volumenstrom in den anderen Abzweigungsleitungen (vorliegend Abzweigungsleitung 8).
Das Ventil mit momentan größtmöglicher Öffnung erhält sodann von der übergeordneten Kontrollanlage 21 einen Befehl, noch weiter zu öffnen, und zwar bis zu einem in der übergeordneten Kontrollanlage 21 abgespeicherten maximalen Öffnungswert.
Durch dieses weitere Öffnen des Ventils 1 in der Abzweigungsleitung 7 kommt es zu einer Erhöhung des durch die Abzweigungsleitung 7 strömenden Volu­ menstroms. Da die Sammelleitung 6 zunächst aber einen konstanten Volumen­ strom 1 des gasförmigen Mediums nachliefert, sinkt der durch die benachbarte Abzweigungsleitung 8 strömende Volumenstrom 2 des gasförmigen Mediums.
Um dieses Absinken des Volumenstroms 2 zu kompensieren, muss auch das Ventil 2 in der Abzweigungsleitung 8 weiter geöffnet werden.
Da die lokale Regelstrecke 12 während des mit "Steuern" bezeichnet Zeitabschnitts in einem passiven Modus deaktiviert ist, erfolgt die benötigte weitere Öffnung des Ventils 2 dadurch, dass die übergeordnete Kontrollanlage 21 Stellgrößen für die Öffnung des Ventils 2 und gleichzeitig eines reduzierten Sammelleitungsdruck pS ermittelt.
Dies kann durch einen in der übergeordneten Kontrollanlage 21 implementierten Algorithmus erfolgen.
Im folgenden ist ein einfaches Beispiel für einen solchen Algorithmus für den Fall gegeben, dass wie in Fig. 1 gezeigt zwei Abzweigungsleitungen 7, 8 vorhanden sind.
Zu Beginn des Intervalls "Steuern" seien in der Abzweigungsleitung 7 vor dem Ventil 1 der Eingangsdruck pe1 und hinter dem Ventil 1 der Ausgangsdruck pa1 gegeben, d. h. es liegt am Ventil 1 eine Druckdifferenz
Δp1 = pe1 - pa1
an.
Entsprechend gelte für die Abzweigungsleitung 8, dass dort vor dem Ventil 2 der Eingangsdruck pe2 und hinter dem Ventil 1 der Ausgangsdruck pa2 anliege, d. h. es liegt am Ventil 2 eine Druckdifferenz
Δp2 = pe2 - pa2
an.
Weiterhin kann man zumindest bei der vorliegend diskutierten Anwendung in einem Klärwerk davon ausgehen, dass in beiden Abzweigungsleitungen 7, 8 und in der Sammelleitung 6 überall dieselbe Temperatur T in dem gasförmigen Medium herrscht.
Es ist weiterhin empirisch bekannt, dass die Öffnung der Ventile jeweils durch eine Kennzahl beschrieben werden kann und dass folgende Zusammenhänge für die Volumenströme 1 und 2 in den beiden Abzweigungsleitungen 7, 8 gelten:
Dabei sind KV1 bzw. KV2 für den Öffnungsgrad der Ventile 1 bzw. 2 charakteri­ stische Kennzahlen, ρ die Dichte des gasförmigen Mediums und T dessen Tem­ peratur.
Kommt es während des Steuerungsintervalls z. B. zu einem Öffnen des Ventils 1 bis zu einer Stellung mit maximaler Ventilöffnung, so lässt sich aus den bei­ den vorstehenden Gleichungen unter der Randbedingung, dass die momenta­ nen Volumenströme 1 bzw. 2 aufgrund des momentan angeforderten Luft- bzw. Sauerstoffbedarfs in den Klärbecken zunächst als konstant anzusehen sind, die neue Ventilstellung des Ventils 2 berechnen.
Entsprechende Verallgemeinerungen für den Fall, dass mehr als zwei Abzwei­ gungsleitungen 7, 8 mit jeweils zugeordneten Klärbecken vorgesehen sind, lassen sich durch die in der übergeordneten Kontrollanlage implementierten numerischen Rechenverfahren lösen.
Sodann werden von der übergeordneten Kontrollanlage neue Stellgrößen ermittelt für die Öffnung des Ventils 2 und die von den Vorort-Steuerkontroll­ anlagen 25, 26, 27 an den Verdichtern 3, 4, 5 durchzuführenden Einstellungen, damit diese den neuen, reduzierten Sammelleitungsdruck erzeugen können. Bei diesem reduzierten Sammelleitungsdruck und den neuen Einstellungen an den Ventilen 1, 2 werden sodann wiederum die vor der kurzzeitigen Unterbrechung des quasi-permanenten Regelungszustands gegebenen Volu­ menströme (1, 2) in den Abzweigungsleitungen 7, 8 gefördert.
Die Messung der einzelnen Volumuenströme kann direkt (z. B. mit Flügelräd­ chen im Volumenstrom) oder indirekt über eine Messung der Druckdifferenz zwischen zwei Punkten in einer Rohrleitung erfolgen.
Statt der beispielhaft diskutierten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der sauerstoffunterstützten biologischen Abbauprozesse in einem Klärwerk lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch überall dort anwenden, wo ein gasförmiges Medium in geregelter Weise in Behälter einzubringen ist, welche über lokal geregelte Abzweigungsleitungen über eine gemeinsame Sammelleitung gespeist werden.
Bezugszeichenliste
1
,
2
Ventile
3
,
4
,
5
Verdichter
6
Sammelleitung
7
,
8
Abzweigungsleitungen
9
,
10
Klärbecken (Behälter)
11
,
12
(lokale) Regelstrecken
13
Messsensor für Sammelleitungsdruck pS
14
,
15
Messsensor für Sauerstoffgehalt in Klärbecken
16
,
17
speicherprogrammierbare Steuerungen
18
,
19
,
20
Signalleitungen
21
übergeordnete Kontrollanlage (ÜKA)
22
,
23
,
24
Signalleitungen
25
,
26
,
27
Vorort-Steuerkontrollanlagen (VOKA)
28
,
29
,
30
Signalleitungen
pS
;Sammelleitungsdruck
pe1
, pe2
;Eingangsdruck am Ventil
1
,
2
pa1
, pa2
;Ausgangsdruck am Ventil
1
,
2
Δp1
, Δp2
;Druckdifferenz am Ventil
1
,
2
1
, 2
Volumenstrom (Förderstrom) durch Ventil
1
,
2
S
Volumenstrom (Förderstrom) in der Sammelleitung
6
KV1,2
den Öffnungsgrad der Ventile
1
,
2
charakterisierende Kennzah­ len
ρ Dichte des gasförmigen Mediums
T Temperatur des gasförmigen Mediums

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Einbringung eines gasförmigen Mediums in mindestens zwei Behälter (9, 10) gegen einen jeweils vorgegebenen Eintrittsdruck (pa1, pa2) in den Behältern, welches die folgenden Schritte umfasst:
  • a) Verdichten des gasförmigen Mediums auf einen Gesamtvolumenstrom (S) und einen diesem innewohnenden Sammelleitungsdruck (pS);
  • b) Zuführen je eines Teilvolumenstroms des gasförmigen Mediums zu je einem der Behälter (9 bzw. 10);
  • c) Regeln des in je einen Behälter (9 bzw. 10) eingebrachten Teilvolumen­ stroms (1 bzw. 2) über eine je einem Behälter (9, 10) zugeordnete lokale Regelstrecke in Abhängigkeit von der Konzentration des gasförmigen Mediums in je einem der Behälter (9, 10);
  • d) Regeln des Sammelleitungsdrucks (pS) über eine übergeordnete Regelstrecke, welche die in die jeweiligen Behältern (9, 10) eingebrachten Teilvolumenströme des gasförmigen Mediums regelt;
dadurch gekennzeichnet,
  • a) dass während einer im Vergleich zur Durchführung der Schritte (a) bis (d) sehr kurzen Zeitspanne folgende Schritte eingeschoben werden:
  • b) Ermitteln des aktuell größten Teilvolumenstroms des gasförmigen Medi­ ums;
  • c) Vergrößern dieses aktuell größten Teilvolumenstroms bis zu einem vorge­ gebenen Maximalwert;
  • d) Ermitteln von Stellgrößen für eine kurzfristige Vergrößerung aller übrigen Teilvolumenstromwerte sowie eines reduzierten Sammelleitungsdrucks, so dass sich bei diesem reduzierten Sammelleitungsdruck und Durchlaufen der Regelungsschritte (a) bis (d) wiederum die vor Beginn des Schritts (e) gegebenen Teilvolumenströme zu den einzelnen Behältern ergeben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • a) Verdichten des gasförmigen Mediums über mindestens einen Verdichter (3, 4, 5) in eine Sammelleitung (6) auf einen Sammelleitungsdruck (pS),
  • b) Zuführen des gasförmigen Mediums von der Sammelleitung (6) zu je einem der Behälter (9 bzw. 10) über je eine Abzweigungsleitung (7, 8);
  • c) Regeln des in je einen Behälter (9 bzw. 10) eingebrachten Volumenstroms (1 bzw. 2) des gasförmigen Mediums über je eine je einem Behälter (9, 10) zugeordnete lokale Regelstrecke, welche den Öffnungsgrad mindestens je eines Ventils (1, 2) in je einer Abzweigungsleitung (7, 8) in Abhängigkeit von der Konzentration des gasförmigen Mediums in je einem der Behälter (9, 10) regelt;
  • d) Regeln des Sammelleitungsdrucks (pS) über eine übergeordnete Regelstrecke, welche den Volumenstrom des von dem mindestens einen Verdichter (3, 4, 5) in die Sammelleitung (6) geförderten gasförmigen Me­ diums in den jeweiligen Behältern (9, 10) regelt;
wobei während einer im Vergleich zur Durchführung der Schritte (a) bis (d) sehr kurzen Zeitspanne folgende Schritte eingeschoben werden:
  • a) Ermitteln desjenigen (1) der Ventile, welches bei den momentan aufgrund der Regelparameter in den lokalen Regelstrecken (11, 12) gegebenen Venti­ leinstellungen den aktuell größten Förderstrom des gasförmigen Mediums durch die zugeordnete Abzweigungsleitung (7) durchlässt,
  • b) weiteres Öffnen dieses Ventils (1) bis zu einem vorgegebenen maximalen Öffnungswert;
  • c) Ermitteln von Stellgrößen für die Öffnung der übrigen Ventile (2) und ei­ nes reduzierten Sammelleitungsdrucks und Einstellen dieser Stellgrößen an den übrigen Ventilen (2) sowie Einstellen dieser Stellgrößen an den übrigen Ventilen (2) sowie Einstellen dieses reduzierten Sammelleitungs­ drucks, so dass sich bei diesem reduzierten Sammelleitungsdruck und den neuen Ventileinstellungen wiederum die vor Beginn des Schritts (e) gege­ benen Förderströme in den Abzweigungsleitungen (7, 8) ergeben.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung von Volumenströmen mittels Flügelrädchen im Volumenstrom erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Volumenströmen durch Druckdifferenzmessungen erfolgt.
DE2001134173 2001-07-13 2001-07-13 Verfahren zum leistungsminimierten Betreiben zumindest eines Verdichters zum Einbringen eines gasförmigen Mediums in mindestens zwei Behälter Expired - Lifetime DE10134173C1 (de)

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