DE1428066A1

DE1428066A1 - Limit quantity control on turbo compressors

Info

Publication number: DE1428066A1
Application number: DE19631428066
Authority: DE
Inventors: Herbert Lorich
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1963-08-30
Filing date: 1963-08-30
Publication date: 1968-11-28

Description

Grenzmengenregelung an Turboverdichtern. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einem geregelten Turboverdichter und einem Pumpgrenzmengenregler für den Verdichter, bei der der Grenzmengenregler ein an die Druckleitung des Verdichters angeschlossenes Ab- oder Umblaseventil verstellt. Zwecks Vermeidung einer instabilen Arbeitsweise von Turboverdiohtern, bei welcher Förderdruck und Fördermenge stark schwanken und eine pulsierende - gegebenenfalls den Verdichter zerstörende -Strömung vorhanden ist, sind Grenzmengenregler gebräuohlioh, die ein. an die Druckleitung angeschlossenes Ventil dann verstellen wenn die Fördermenge kleiner wird als die bei zugeordnetem Druck zulässige Grenzmenge, so dass der Verbrauchsunterachuse zur Pumpgrenzmenge über das Ventil fliesst. Es kann sich um reine Ab-bzw. Umblaseregelungen oder um solche handeln, bei denen eine Turbine mit der Differenzmenge zwischen der tatsächlich verbrauchten Menge und der Grenzmenge gespeist ist.Limit quantity control on turbo compressors. The invention relates to a device with a regulated turbo compressor and a surge limit quantity regulator for the compressor, in which the limit quantity regulator adjusts a blow-off or bypass valve connected to the pressure line of the compressor. In order to avoid an unstable mode of operation of turbo-digesters, in which the delivery pressure and delivery rate fluctuate strongly and a pulsating flow - possibly destroying the compressor - is present, limit quantity regulators are used. Then adjust the valve connected to the pressure line when the delivery rate is less than the permissible limit quantity for the assigned pressure, so that the consumption sub-meter flows through the valve to the pumping limit quantity. They can be purely blow-off or blow-out controls or those in which a turbine is fed with the difference between the amount actually consumed and the limit amount.

Die Ausbildung des Grenzmengenregelkreises hängt dabei weitgehend von der Betriebsart,in der der Verdichter betrieben ist, ab. Die Verwendung von Grenzmengenreglern verhindert dabei jedoch nicht, dass vorübergehend ein "Pumpen", d. h. Instabilität, eintritt.The formation of the limit quantity control loop largely depends on the operating mode in which the compressor is operated. The usage of However, limit quantity regulators do not prevent temporary "pumping", d. H. Instability occurs.

Der Pumpvorgang verläuft dabei weitgehend gedämpft. Bei grösseren Verdichtern ist dieses zu vermeiden, da bereits einige wenige Pumpstösse die gesamte Anlage gefährden, weshalb solche Verdichtersicherheiten im allgemeinen weit von der Pumpgrenze entfernt betrieben werden und eine vollwirtschaftliche Betriebsweise nicht , zulassen, da durch äussere Einflüsse Störungen in der Apparatur odgl.l leicht die Pumpgrenze überschritten werden kann. Der Erfindung entsprechend, wird deshalb eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, dass eine von einem der Druckänderungsgeschwindigkeit des verdichteten Mediums proportionalen Messimpuls beaufschlagte Steuerungsvorrichtung vorgesehen ists deren Ausgangssignal das Abblaseventil beim Überschreiten einer vorgebbaren Grenze mit Vorrang gegen das Stelleignal des Grenzmengenreglers und zeitlich begrenzbar öffnet.The pumping process is largely subdued. With larger ones This is to be avoided with compressors, as just a few pumping strokes will complete the entire process Endanger the system, which is why such compressor safety is generally far from operated away from the surge line and a fully economical mode of operation do not allow, since external influences can easily interfere with the apparatus or the like the surge limit can be exceeded. According to the invention, is therefore proposed a device of the type mentioned, which characterized in that one of one of the rate of pressure change of the compacted medium proportional measuring pulse applied control device is provided whose output signal the blow-off valve when a specifiable limit with priority over the control signal of the limit quantity regulator and time-limited opens.

Bevorzugt ist die Anordnung derart getroffen,cäss die Öffnung des Ventils selbsttätig - z.B. durch ein Zeitrelais mit einstellbarer Zeitkonstante - zeitlich begrenzt ist und nach einer passend gewählten, von der jeweiligen Anlage abhängigen Zeit wieder dem Stellsignal des Grenzmengenreglers unterstellt wird.The arrangement is preferably made such that the opening of the Valve automatically - e.g. by a time relay with adjustable time constant - Is limited in time and according to a suitably selected by the respective system dependent time is again subject to the control signal of the limit quantity controller.

Es ist jedoch auch denkbar, die Begrenzung von Hand über einen Steuerquittungssehalter,, der die Umschaltung herbeiführt, durchzuführen.However, it is also conceivable to limit the manually using a control acknowledgment switch. that brings about the switchover.

Die Figur erläutert ein Ausführungsbeispiel. Es bezeichnet 1 eine Saugleitungfüber die Duft stark schwankenden Drucks dem Verdiohter 2 zugeführt ist. Diese fördert auf eine Zeitung 3, der eine Verbrauchsleitung 4 und eine Abblaseleitung 5,- die ein Ventil 6 enthält, nachgeschaltet ist. Der Verdichter 2 ist durch einen Motor 7 mit konstanter Drehzahl angetrieben. Durch Verstellung seiner Zeitschaufeln ist die Fördermenge des Verdichters durch einen hydraulischen Kolbenmotor 8 einstellbar. Die Regelung des Verdichters erfolgt derart, dass die dem Verbraucher [Hochofen über die Zeitung 4 zugeführte Luftmenge stets konstant ist. Dazu ist an der Zeitung 4 eine Mengenmessvorrichtung 9 vorgesehen.The figure explains an embodiment. It denotes 1 a Suction line is supplied to the Verdiohter 2 via the fragrance strongly fluctuating pressure. This promotes a newspaper 3, which has a consumption line 4 and a blow-off line 5, - which contains a valve 6, is connected downstream. The compressor 2 is through a Motor 7 driven at constant speed. By adjusting his time blades the delivery rate of the compressor can be adjusted by a hydraulic piston motor 8. The compressor is regulated in such a way that the consumer [blast furnace The amount of air supplied via the newspaper 4 is always constant. This is on the newspaper 4 a quantity measuring device 9 is provided.

Ein Ausgangssignal ist über. eine Signalleitung La dem Eingang eines Reglers 11 zugeführt. Der Sollwert für diesen Regler ist an einer Vorrichtung 12 einstellbar. Der Regler 11 erzeugt ausgangsseitig ein Steilsignal, das über die Zeitungen 13 den Motor 8 verstellt.. Die Regelung erfolgt mit I-Wirkung. Das Abblaseventil 6 ist durch einen hydraulischen Kolbenmotor 20 verstellbar. Die Verstellung erfolgt mittels des Reglers 21 in Abhängigkeit von der Luftmenge, die der Verdichter über die Leitung 1 ansaugt. Ein entsprechender Messimpuls ist an der Messstelle 22 erzeugt und über die Signalleitung 23 dem Eingang des Reglers 21 zugeführt, wo er mit einem Sollwert, der an einem Geber 24 einstellbar ist, verglichen ist. Das hydraulische Ausgangssignal dieses Reglers verstellt über die Leitungen 25, 25 A den Differentialkolben des Motors 20 mit I-Wirkung.An output signal is over. a signal line La to the input of a Regulator 11 supplied. The setpoint for this controller is on a device 12 adjustable. The controller 11 generates a control signal on the output side, which via the Newspapers 13 adjusts the motor 8 .. The regulation takes place with I-effect. That Blow-off valve 6 can be adjusted by a hydraulic piston motor 20. The adjustment takes place by means of the controller 21 depending on the amount of air that the compressor sucks in via line 1. A corresponding measuring pulse is at the measuring point 22 generated and fed via the signal line 23 to the input of the controller 21, where it is compared with a setpoint value that can be set on a transmitter 24. That The hydraulic output signal of this controller is adjusted via lines 25, 25 A. the differential piston of the engine 20 with I-action.

In die Leitungen 25, 25 A ist ein Mehrwegehahn 26 eingeschaltet. Seine Stellung ist normalerweise so gewählt, dass die beiden Leitungen 25 mit den Druckleitungen 25 A verbunden sind und eine normale Steuerung des Motors 20 durch den Regler 21 möglich ist. Mit 30 ist eine Druckmessstelle in der Druckleitung des Verdichters 2 bezeichnet. Der Messimpuls der Messvorrichtung ist über die Signalleitung 31 dem Eingang eines Steuergeräts 32 zugeführt. Das Steuergerät wandelt diesen Impuls in die Stellung einer mechanischen Welle oder einer Stange 33 um, die mit den Vorrichtungen 12 und 24 verbunden ist und diese über geeignete Kurvenscheiben oder andere Getriebe nach einer passenden Funktion in. Abhängigkeit vom Druck der Messstelle 30 korrigierend verstellt. Die beschriebene Vorrichtung regelt den Verdichter in bekannter Weise derart, dass auch bei Druckschwankungen in der Zeitung 3 bzw. 4 den der Zeitung 4 nachgeschalteten Verbrauchern stets eine konstante Luftmenge und auch dann zugeführt ist, wenn das Ventil 6 zwecks Vermeidung des Pumpens geöffnet wird. Das Steuerwerk 32 korrigiert dabei sowohl den Sollwert für den Grenzmengenregler 21 als auch den für den Drallregler 11, so dass Druckschwankungen der Luft ohne Einfluss auf die Regelung bleiben.A multi-way valve 26 is switched on in the lines 25, 25 A. His Position is normally chosen so that the two lines 25 with the pressure lines 25 A are connected and normal control of the motor 20 by the controller 21 is possible. At 30 there is a pressure measuring point in the pressure line of the compressor 2 designated. The measuring pulse of the measuring device is via the signal line 31 the Input of a control device 32 is supplied. The control unit converts this pulse into the position of a mechanical shaft or rod 33 associated with the devices 12 and 24 is connected and these via suitable cam disks or other gears Correcting according to a suitable function. Depending on the pressure of the measuring point 30 adjusted. The device described controls the compressor in a known manner such that even with pressure fluctuations in the newspaper 3 or 4 that of the newspaper 4 downstream consumers always a constant amount of air and then supplied is when the valve 6 is opened to avoid pumping. The control unit 32 corrects both the setpoint value for the limit quantity controller 21 and the for the swirl regulator 11, so that pressure fluctuations in the air without affecting the Regulation remain.

Wird nun die Pumpgrenze infolge irgend welcher Störungen dennoch erreicht, so reisst die Strömung durch den Verdichter ab.@Es treten in der Leitung 3, 4, 5 bei nicht geöffnetem oder nicht ausreichend geöffnetem Ventil 6 starke Druckstösse auf. Der statische Druck sinkt ab, wobei unter Umständen eine Rüokatrömung auftritt, die einen augenblicklichen Förderdruckabfall herbeiführt. Um eine gefährliche Wiederholung eines solchen einmaligen Druckstosses zu verhindern, ist der Druck an der Messstelle 9 über die Signalleitungen 40 und 41 einer Differenzdruekmessvorriähtung 42 zugeführt. In die Zeitung 40 ist dabei eine einstellte bare Drossel 43 eingeschaltet. Das Messwerk 42 arbeitet gegen die einstellbare Kraft einer Feder 44 und betätigt kurzzeitig .» je nach Einstellung der Drossel 43 - einen elektrischen`Kontakt 45. Die Betätigung des Kontakts erfolgt bereits beinDruekabfall an der Messetelle 30, sofern dieser eine mit der Feder 43 einstellbare Grenzgeschwindigkeit überschreitet.If the surge limit is still reached as a result of some disturbance, this stops the flow through the compressor. @ In line 3, 4, 5 if the valve is not open or not sufficiently open, 6 strong pressure surges on. The static pressure drops, whereby under certain circumstances a rüoka flow occurs, the causes an instantaneous drop in delivery pressure. A dangerous repetition To prevent such a one-off pressure surge is the pressure at the measuring point 9 is fed to a differential pressure measuring device 42 via the signal lines 40 and 41. In the newspaper 40 an adjusted face throttle 43 is turned on. The measuring mechanism 42 works against the adjustable force of a spring 44 and actuated briefly . " depending on the setting of the throttle 43 - an electrical `contact 45. The actuation The contact takes place when the pressure drops at the exhibition site 30, provided that this a limit speed adjustable with the spring 43 exceeds.

Dem Kontakt ist eine Schaltvorrichtung 46 nachgeordnet.-Diese ist-über einen Magnetschalter 46 A mit dem Mehrwegeventil 26 verbunden. Der Magnetschalter betätigt das Ventil, und die Zeitungen 25 werden von den Zeitungen 25 A getrennt. Eine von einer Pumpe 48 gespeiste Druckleitung 49 wird dabei mit einer Zeitung 25 A verbunden, und das Druckmittel öffnet mit größter Geechwindigkeit.über den Motor 20 das Ventil 6, wobei das beim Öffnen des Ventils aus dem Motor 20 abfliessende Druckmittel über den Schieber 26 in eine Rückflussleitung 50 abfliessen kann.A switching device 46 is arranged downstream of the contact. This is over a magnetic switch 46 A is connected to the multi-way valve 26. The magnetic switch actuates the valve, and the newspapers 25 are separated from the newspapers 25A. A pressure line 49 fed by a pump 48 is connected to a newspaper 25 A connected, and the pressure medium opens with the greatest Geechspeed. Via the motor 20 the valve 6, the flowing out of the motor 20 when the valve is opened Pressure medium can flow off via the slide 26 into a return flow line 50.

Die Vorrichtung 46 weist eine Zeitschaltvorrichtung auf, die nach einer an-der Vorrichtung 51 einstellbaren Zeit (z.B,C. "15 sl die Erregung des Magnetschalters-46 A rückgängig macht und den Schieber 26 in seine Normalstellung überführt. Der Regler 21 übernimmt dann wieder die normale Betätigung des Ventile 6.The device 46 has a time switch device, according to a time which can be set on the device 51 (e.g., C. "15 sl the energization of the magnetic switch -46 A reverses and moves the slide 26 to its normal position. The regulator 21 then takes over the normal actuation of the valve 6 again.

Die Anordnung kann auch derart getroffen sein, dass die Rückschaltung des Schiebers 26 von Hand erforderlich ist.The arrangement can also be made such that the downshift of the slide 26 is required by hand.

Claims

Device with a regulated turbo compressor and a surge limit regulator for the compressor, in which the limit regulator adjusts a blow-off or blow-off valve connected to the pressure line of the compressor, daduroh marked that a measuring pulse proportional to one of the pressure change rate of the compressed medium [30, 40 , 41, 42, 43] actuated control device [42, 44, 45, 45 A, 46, 47, 46 A ] is provided, the output signal (471 of which valve [6 ] has priority over the control signal when a predeterminable speed limit [441] is exceeded [25, 25 A ] of the limit quantity regulator t211 and opens with a time limit. 21 The device according to A 1, characterized in that the time limitation occurs automatically via a time relay or the like. 31 The device according to A 1, characterized in that the valve can be opened manually 41 Device naoh one of claims 1 - 3 characterized in that the Steuerv device is actuated in the event of a pressure drop in the pressure line of the compressor.