DE19812159A1 - Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter - Google Patents

Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter

Info

Publication number
DE19812159A1
DE19812159A1 DE19812159A DE19812159A DE19812159A1 DE 19812159 A1 DE19812159 A1 DE 19812159A1 DE 19812159 A DE19812159 A DE 19812159A DE 19812159 A DE19812159 A DE 19812159A DE 19812159 A1 DE19812159 A1 DE 19812159A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control
line
working point
station
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19812159A
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Adomeit
Martin Berghoff
Johannes Staufenbiel
Bernd Wachenberg
Ulf Schwane
Johannes-Joerg Rueger
Harro Kiendl
Stefan Poetzsch
Joerg Praczyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EON Ruhrgas AG
Original Assignee
Ruhrgas AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruhrgas AG filed Critical Ruhrgas AG
Priority to DE19812159A priority Critical patent/DE19812159A1/de
Publication of DE19812159A1 publication Critical patent/DE19812159A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0265Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion
    • G05B13/0275Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric the criterion being a learning criterion using fuzzy logic only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0223Control schemes therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter, der in ein Leitungsnetz eingebunden ist. Der Turboverdichter wird zur Gasrückgewinnung von einer Bypassleitung umgangen, die ein Regelventil enthält. Eine Pumpverhütungsregelung erzeugt ein Stellsignal für das Regelventil, wobei die Pumpverhütungsregelung in Abhängigkeit von der Position des Arbeitspunktes, bezogen auf eine Regellinie arbeitet, die im Kennfeld des Turbodichter in Abhängigkeit zum Verlauf der Pumpgrenze festgelegt ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird der Pumpverhütungsregelung als Eingangsgrößen die Abweichung des Arbeitspunktes von der Regellinie, die Änderungsgeschwindigkeit des Arbeitspunktes bei Annäherung an die Regellinie und die Drehzahl zugeführt. Alle Eingangsgrößen werden in Abhängigkeit von ihrer Wertigkeit zeitgleich nach einer nichtlinearen Regelstrategie verarbeitet. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine verbesserte Nutzung des möglichen Arbeitsbereichs des Verdichters bei gleichzeitig erhöhtem Schutz des Verdichters vor Ausfall oder Beschädigung durch Pumpen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Fer­ ner betrifft die Erfindung eine Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Erdgas-Leitungsnetz beinhaltet in der Praxis mehrere Verdichterstationen, die dazu dienen den Gasfluß zu regeln, wobei in die Regelung die Abweichungen des Volu­ menstroms, des Eintrittsdrucks, des Austrittsdrucks und der Austriftstemperatur von ih­ ren Soll- und/oder Grenzwerten als Regelgrößen eingehen. In der Regel werden in einer Verdichterstation mehrere Verdichter, in der Regel Turboverdichter, parallel oder seriell betrieben.
Die Stationsregelung erzeugt für alle installierten Verdichter einen summarischen Leistungssollwert. Dieser Wert dient als Eingangsgröße für eine sog. Gruppenregelung, die für die einzelnen Verdichter Drehzahl-Sollwertverläufe erzeugt.
In bestimmten Betriebssituationen könnte die strikte Einhaltung der Sollwertverläufe den Volumenstrom durch die einzelnen Verdichter so sehr reduzieren, daß durch Strö­ mungsabriß eine Beschädigung des Erdgas-Verdichters auftreten kann. Dieses uner­ wünschte Pumpen von Verdichtern tritt auf, wenn der Volumenstrom durch den Ver­ dichter in Abhängigkeit vom Verhältnis des Austrittsdrucks bzw. Enddrucks zum Ein­ trittsdruck bzw. Saugdruck, d. h. wenn der hierdurch bestimmte Arbeitspunkt unter ei­ nen Grenzwert, im folgenden Pumpgrenze genannt, absinkt. Insbesondere schnelle Reduzierungen der Verdichterdrehzahl führen zu einer schnellen Annäherung des Ar­ beitspunktes im Verdichterkennfeld an die Pumpgrenze, da dann das Druckverhältnis aus Austrittsdruck und Eintrittsdruck zunächst näherungsweise konstant bleibt und be­ reits kleine Drehzahlverringerungen den Volumenstrom stark reduzieren.
Die Pumpverhütungsregelung soll das Pumpen vermeiden, indem die Regelung das Regelventil in der Bypass-Leitung situationsabhängig so regelt, daß in bestimmten Be­ triebssituationen der Volumenstrom durch den Verdichter oberhalb des kritischen durch die Pumpgrenze vorgegebenen Niveaus gehalten wird. Gleichzeitig kann der Volumen­ strom in der angeschlossenen druckseitigen Leitung dieses Niveau unterschreiten.
Die Funktion der Pumpverhütungsregelung wird in der Praxis durch folgende Restrik­ tionen und Nebenbedingungen eingeschränkt: Die Öffnungs- und Schließgeschwindig­ keit des in der Bypass-Leitung installierten Regelventils sind begrenzt. Weiterhin darf die Temperatur des durch den Verdichter geleiteten Gases aus Gründen der Material­ festigkeit gewisse Grenzwerte nicht überschreiten. Durch die Verdichtung erhöht sich die Gastemperatur. Zwar erfährt das über die Bypass-Leitung zurückströmende Gas durch die Expansion am Regelventil eine Abkühlung, seine Temperatur ist aber den­ noch höher, als die Gastemperatur in der eingangsseitigen Transportleitung. Durch die Gasrückführung mischen sich beide Gasströme, so daß sich die Eintrittstemperatur des Verdichters solange ständig erhöht, wie das Bypass-Ventil geöffnet ist.
Bekannte Pumpverhütungsregelungen können in aktive und passive Verfahren unter­ teilt werden. Aktive Regelungen detektieren einsetzende Druckschwankungen anhand des Verlaufs eines geeigneten Signals und damit den Beginn des Pumpens des Ver­ dichters. Daraufhin leiten die Regelungen Maßnahmen ein, die dem Pumpen entge­ genwirken. Der Pumpbeginn muß über den Verlauf eines geeigneten Signals online detektiert werden. Die Pumpverhütungsregelung kann daher erst eingreifen, wenn die On-line-Detektion den Pumpbeginn erkannt hat, nicht aber bereits zuvor im Sinne einer Prävention.
Das Signal, das für die On-line-Detektion verwendet wird, muß dafür geeignet sein, den Pumpbeginn zuverlässig auch dann bestimmen zu können, wenn das Signal verrauscht oder durch sonstige Störungen verfälscht ist. Ferner muß es dafür geeignet sein, den Pumpbeginn so frühzeitig wie möglich bestimmen zu können, um einen schnellen Ein­ griff zu ermöglichen, da sich die Störungen innerhalb weniger Rotordrehungen zu ei­ nem vollständigen Strömungsabriß ausweiten können.
Die Gegenmaßnahmen müssen so schnell erfolgen, daß bei erkanntem Pumpbeginn das Pumpen noch sicher vermieden werden kann.
Aufgrund der mit diesen Nachteilen verbundenen Schwierigkeiten kommen aktive Pumpverhütungsregelungen für Erdgas-Verdichter in der Praxis kaum zum Einsatz.
Passive Regelungen basieren auf der Festlegung einer Regellinie im Verdichterkenn­ feld, die gegenüber der ermittelten Pumpgrenze in Richtung höherer Volumenströme verschoben ist. Die Pumpverhütungsregelung enthält einen linearen Pumpverhütungs­ regler, der z. B. als PI-Regler ausgebildet ist. Die Pumpverhütungsregelung arbeitet in Abhängigkeit von der Position des Arbeitspunktes bezogen auf die Regellinie. Sobald die Regellinie überschritten ist, öffnet der Pumpverhütungsregler das Regelventil und Gas strömt von der Druckseite auf die Saugseite des Verdichters zurück, so daß sich das Druckverhältnis aus Austrittsdruck zu Eintrittsdruck verringert und sich der Volu­ menstrom vergrößert. Der Abstand des Arbeitspunktes des Verdichters von der Pump­ grenze erhöht sich dadurch. Dieses Regelverfahren hat strukturbedingt folgende Nach­ teile:
Die Ausgangsgröße der Pumpverhütungsregelung stellt erst dann einen von Null ver­ schiedenen Wert dar, wenn die Regellinie überschritten wird. Erst dann öffnet das Re­ gelventil. Um das Erreichen der Pumpgrenze sicher zu vermeiden, muß der Abstand der Regellinie von der Pumpgrenze ausreichend groß gewählt werden. Dies führt zu ei­ nem frühen Eingriff in die Dynamik des Gesamtsystems und einem frühen Öffnen des Regelventils, verbunden mit dem Rückströmen eines Teils des Erdgases von der Druck- auf die Saugseite des Verdichters.
Die Pumpverhütungsregelung bewirkt, daß der Arbeitspunkt an der Regellinie ausgere­ gelt wird. Bei einem großen Abstand der Regellinie von der Pumpgrenze ist für den Betreiber nur ein eingeschränktes Kennfeld nutzbar.
Die Stationsregelung muß langsamer ausgelegt werden, als im Mittel notwendig wäre, damit die Drehzahl-Sollwerte auch bei großen Regelabweichungen nicht zu schnell ab­ gesenkt werden und die Pumpverhütungsregelung das Erreichen der Pumpgrenze sicher vermeiden kann. Die Stationsregelung reagiert daher aber in Betriebssituationen in denen der Arbeitspunkt einen großen Abstand von der Pumpgrenze aufweist, erheb­ lich langsamer auf Sollwertänderungen, als dies möglich und wünschenswert wäre.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen mit dem in allen Betriebssituationen der Volumenstrom durch den Turboverdichter oberhalb der durch die Pumpgrenze vorgegebenen Werte geregelt wird, derart, daß ein Pumpen des Verdichters sicher verhindert wird, und zwar unter Bereitstellung eines großen Arbeitsbereiches des Verdichters. Außerdem soll bei Turboverdichtern in einer Verdichterstation das dynamische Verhalten in Betriebssituationen, in denen der Volu­ menstrom durch die einzelnen Verdichter ausreichend groß ist, möglichst nicht beein­ flußt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch aufgeführten kenn­ zeichnenden Merkmale gelöst.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß ein zu starkes Absinken des Volumenstroms durch einen Turboverdichter und damit das unerwünschte Pumpen sicher verhindert wird.
Das Ausgangssignal der Pumpverhütungsregelung öffnet das Regelventil im Unter­ schied zu bekannten Pumpverhütungsregelungen bereits bei Annäherung an die Re­ gellinie, d. h. vor ihrem Überschreiten in der Regel mit nahezu maximaler Geschwin­ digkeit. Dies erhöht den Schutz vor Verdichterausfall aufgrund zu großer Annäherung an die Pumpgrenze. Ferner bewirkt das schnelle und bereits präventive Öffnen des Regelventils eine drastische Verringerung des Überschwingens über die Regellinie in allen relevanten Betriebssituationen, so daß der Abstand der Regellinie von der Pumpgrenze erheblich verringert werden kann. Damit vergrößert sich der nutzbare Ar­ beitsbereich im Verdichterkennfeld.
Das Regelventil wird durch die nichtlineare Regelstrategie bzw. dem Algorithmus, nach der die Pumpverhütungsregelung arbeitet, im Bedarfsfall sehr schnell geöffnet. Dies führt zu einem schnellen Erreichen eines erneuten stabilen Arbeitspunktes und einem vollständigen Schließen des Regelventils. Insbesondere kann durch die Berücksichti­ gung der Änderung des Abstandes des Arbeitspunktes von der Regellinie besser auf schnelle Bewegungen in Richtung auf die Pumpgrenze reagiert werden. Durch die Be­ rücksichtigung der Drehzahl kann der Algorithmus derart angepaßt werden, daß bei höheren Drehzahlen das Regelventil tendenziell schneller geöffnet wird.
Die Gasmenge, die über die Bypass-Leitung auf die Saugseite des Turboverdichters zurückströmt, wird durch dieses Verfahren minimiert.
Das Erreichen der Pumpgrenze wird auch bei schnellen Arbeitspunktbewegungen, wie sie bei großen Regelabweichungen in der Stationsregelung auftreten können, insbe­ sondere, wenn diese schnell ausgelegt ist, sicher vermieden. Ferner wird das Über­ schwingen über die Regellinie vermieden, so daß deren Abstand von der Pumpgrenze möglichst klein gehalten werden kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft die Regelung des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch mindestens einen Turboverdichter in einer Verdichtersta­ tion, die eine Stationsregelung und eine Gruppenregelung aufweist, wobei die Stations­ regelung einen summarischen Leistungssollwert erzeugt, der als Eingangsgröße der Gruppenregelung zugeführt wird. Erfindungsgemäß erzeugt eine Abstimmungsregelung bei Annäherung des Arbeitspunktes an die Regellinie eine maximal zulässige Absenkungsgeschwindigkeit der jeweiligen Drehzahl, die als Eingangsgröße in die Stations- oder Gruppenregelung eingeht. Der Abstimmungsregelung wird als Eingangs­ größe die Abweichung des aktuellen Arbeitspunktes von der Regellinie zugeführt.
Die Abstimmungsregelung läßt bei Annäherung des Arbeitspunktes an die Regellinie eine Verringerung der Drehzahl und eine damit verbundene Verringerung des Volu­ menstroms durch den Verdichter nur maximal in einem Maße zu, wie diese Verringe­ rung durch eine Erhöhung des Volumenstromes durch den Verdichter durch eine Öff­ nung des Pumpverhütungsventils kompensiert werden kann. Das dynamische Verhal­ ten der Verdichterstation in Betriebssituationen, in denen der Volumenstrom durch die einzelnen Verdichter ausreichend groß ist, wird kaum beeinflußt.
Die Stations- und die Gruppenregelung können mit der Pumpverhütungsregelung ab­ gestimmt werden, so daß vermieden wird, daß es bei großen Regelabweichungen zu so schnellen Bewegungen im Verdichterkennfeld kommt, daß die Pumpverhütungsre­ gelung ein Erreichen der Pumpgrenze nicht vermeiden kann.
Die maximal zulässige Änderungsgeschwindigkeit bei Verringerung der Verdichterdreh­ zahl wird mit kleiner werdendem Abstand des Arbeitspunktes von der Regellinie betragsmäßig immer weiter verringert, so daß der Arbeitspunkt ohne Überschwingen über die Regellinie ausgeregelt werden kann.
Die Dynamik der Stations- und Gruppenregelung kann unabhängig von den Belangen der Pumpverhütung frei gewählt und daher gegenüber konventionellen Regelungen deutlich erhöht werden, da die Abstimmungsregelung zu einer Entkopplung der beiden Regelungsaufgaben führt.
Vorteilhafterweise wird die Abweichung des Arbeitspunktes von der Regellinie in einem Rechenmodul nach einer nichtlinearen Strategie berechnet, d. h. nach einer analytische Formel oder basierend auf Heuristiken durch ein Fuzzy-Verfahren bestimmt. Dem Rechenmodul werden als Eingangsgrößen der Volumenstrom, das Verhältnis vom Austrittsdruck und Eintrittsdruck sowie die Lage der Regellinie im Verdichterkennfeld zugeführt. Es wird vorzugsweise der waagerechte Abstand benutzt, da die Kennlinien konstanter Drehzahl an der Regellinie näherungsweise waagerecht verlaufen.
Vorzugsweise werden der Stationsregelung als Eingangsgrößen die Abweichungen des Volumenstroms, des Eintrittsdrucks, des Austrittsdrucks und der Austrittstemperatur von ihren Soll- und/oder Grenzwerten sowie die Änderungsgeschwindigkeit dieser Ein­ gangsgrößen zugeführt. Alle Eingangsgrößen werden in Abhängigkeit von ihrer Wertig­ keit zeitgleich nach einer nicht linearen Regelstrategie verarbeitet.
Die Erfindung betrifft ferner eine Regeleinrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens. Die Regeleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpverhütungsregelung und/oder die Stationsregelung zur zeitgleichen nichtlinearen Verarbeitung aller Eingangsgrößen in Abhängigkeit von ihrer Wertigkeit einen Fuzzy- Regler aufweist bzw. aufweisen.
Der Fuzzy-Regler kann auch als zweisträngiger Fuzzy-Regler zur Verarbeitung von sowohl positiven als auch negativen Regeln unter optionaler Verwendung eines Infe­ renzfilters ausgebildet sein.
Eine bevorzugte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fuzzy-Regler als Fuzzy-PI-Regler ausgebildet ist, der ein Fuzzy-Modul, ein nachgeschaltetes Proportio­ nal-Glied und einen nachgeschalteten Integrierer aufweist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Turboverdichters mit einer Bypass-Leitung und Pumpverhütungsregelung;
Fig. 2 ein Verdichterkennfeld;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Stationsregelung;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Stationsregelung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Stations- und Gruppenregelung.
In Fig. 1 ist ein Turboverdichter 1 schematisch dargestellt, der in eine Erdgas-Leitung 2 eingebunden ist. Eine Bypass-Leitung 3, die ein Regelventil 4 enthält, verläuft parallel zum Turboverdichter. Die Bypass-Leitung 3 dient zur Gasrückführung. Eine Pumpverhü­ tungsregelung 5 erzeugt ein Stellsignal für das Regelventil 4. Der Pumpverhütungsre­ gelung 5 werden als Eingangsgrößen die Abweichung xw des Arbeitspunktes von der Regellinie, die Änderungsgeschwindigkeit w des Arbeitspunktes bei Annäherung an die Regellinie und die Drehzahl nist zugeführt. Alle Eingangsgrößen werden in Ab­ hängigkeit von ihrer Wertigkeit zeitgleich nach einer nichtlinearen Regelstrategie verar­ beitet. Die Abweichung xw des Arbeitspunktes von der Regellinie wird in einem Re­ chenmodul 9 nach einer nichtlinearen Strategie berechnet. Dem Rechenmodul 9 wer­ den als Eingangsgrößen der Volumenstrom V, das Verhältnis Π von Austrittsdruck PD und Eintrittsdruck PS und die Lage der Regellinie f (RL) im Verdichterkennfeld zuge­ führt.
Fig. 2 zeigt ein typisches Verdichterkennfeld. Dargestellt sind die Kennlinien minimaler bzw. maximaler Drehzahlen nmin bzw. nmax. Ferner ist die Begrenzung des zulässigen Arbeitsbereiches nach links durch die Pumpgrenze PG und die etwa parallel dazu an­ geordnete Regellinie RL dargestellt. Auf der Abszisse ist der Volumenstrom V durch den Turboverdichter, auf der Ordinate das Verhältnis Π von Austrittsdruck und Ein­ trittsdruck aufgetragen.
Als Abszisse und Ordinate des Verdichterkennfeldes können auch andere Größen ver­ wendet werden. Die prinzipielle Wirkungsweise des Verfahrens ist dadurch unberührt.
Fig. 3 zeigt eine Stationsregelung. Das Eingangsmodul 6 dient zur Aufbereitung und Verarbeitung der diversen Eingangsgrößen und liefert einen Wert e, der vom Regler 7, und zwar einem PI-Regler weiterverarbeitet wird. In einer Abstimmungsregelung 8 wird bei Annäherung des Arbeitspunktes an die Regellinie eine maximal zulässige Absen­ kungsgeschwindigkeit z der jeweiligen Drehzahl erzeugt, wobei der Abstim­ mungsregelung als Eingangsgröße die Abweichung xw des aktuellen Arbeitspunktes von der Regellinie zugeführt wird. Die Abweichung xw des Arbeitspunktes von der Re­ gellinie wird, wie in Fig. 1 beschrieben, in dem Rechenmodul 9 nach einer nichtlinearen Strategie berechnet.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Stationsregelung. Ein Modul 10 erzeugt eine Ausgangsgröße d, die einer Sollwertänderung der summarischen Verdichterlei­ stung entspricht und von einem Integrierer 11 zu einem summarischen Leistungssoll­ wert eB weiterverarbeitet wird. In den Integrierer 11 geht als Eingangsgröße die maxi­ mal zulässige Änderungsgeschwindigkeit z aus der Abstimmungsregelung 8 ein, wo­ durch der untere Grenzwert für die Eingangsgröße des Integrierers vorgegeben wird.
Fig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Gruppenregelung. Dargestellt ist lediglich ei­ ne Einzelregelung, die für einen von mehreren Verdichtern einer Verdichterstation zu­ ständig ist. Als Eingangsgröße geht der summarische Drehzahlsollwert eB ein, der in der Gruppenregelung 12 mit der bisherigen Solldrehzahl verglichen wird. Die Differenz beider wird betragsmäßig begrenzt und anschließend integriert. Über die Abstim­ mungsregelung 8 wird die maximal zulässige Absenkungsgeschwindigkeit z der Drehzahl z ermittelt und der Gruppenregelung als Eingangsgröße zugeführt. Dadurch wird eine noch stärkere Begrenzung für die Änderungsgeschwindigkeit bei einer Dreh­ zahlverringerung vorgegeben.

Claims (7)

1. Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch mindestens einen Turboverdichter, der in ein Leitungsnetz eingebunden ist und der zur Gasrückführung von einer Bypass-Leitung umgangen wird, die ein Regelventil enthält, mit einer Pumpverhütungsregelung, die ein Stellsignal für das Regelventil erzeugt, wobei die Pumpverhütungsregelung in Abhängigkeit von der Position des Arbeitspunktes bezogen auf eine Regellinie arbeitet, die im Kennfeld des Turboverdichters in Abhängigkeit zum Verlauf der Pumpgrenze festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß der Pumpverhütungsregelung als Eingangsgrößen die Abweichung des Arbeitspunktes von der Regellinie, die Änderungsgeschwindigkeit des Arbeitspunktes bei Annäherung an die Regellinie und die Drehzahl zuge­ führt werden und
  • b) daß alle Eingangsgrößen in Abhängigkeit von ihrer Wertigkeit zeitgleich nach einer nichtlinearen Regelstrategie verarbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch minde­ stens einen Turboverdichter in einer Verdichterstation, die in ein Leitungsnetz eingebunden ist, die eine Stationsregelung und eine Gruppenregelung aufweist, wobei die Stationsregelung einen summarischen Leistungssollwert erzeugt, der als Eingangsgröße der Gruppenregelung zugeführt wird, die für den Turboverdichter einen Drehzahl-Sollwertverlauf erzeugt, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Abstimmungsregelung bei Annäherung des Arbeitspunktes an die Regellinie eine maximal zulässige Absenkungsgeschwindigkeit der jeweiligen Drehzahl erzeugt, die als Eingangsgröße in die Stations- oder Gruppenregelung eingeht und daß der Abstimmungsregelung als Eingangsgröße die Abweichung des aktuellen Arbeitspunktes von der Regellinie zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung des Arbeitspunktes von der Re­ gellinie in einem Rechenmodul nach einer nichtlinearen Strategie berechnet wird und daß dem Rechenmodul als Eingangsgrößen der Volumenstrom und das Verhältnis von Austrittsdruck und Eintrittsdruck sowie die Lage der Regellinie im Verdichterkennfeld zugeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stationsregelung als Eingangsgrößen die Ab­ weichungen des Volumenstroms, des Eintrittsdrucks, des Austriftsdrucks und der Austrittstemperatur von ihren Soll- und/oder Grenzwerten sowie die Änderungs­ geschwindigkeiten dieser Eingangsgrößen zugeführt werden und daß alle Ein­ gangsgrößen in Abhängigkeit von ihrer Wertigkeit zeitgleich nach einer nicht li­ nearen Regelstrategie verarbeitet werden.
5. Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpverhütungsregelung und/oder die Stati­ onsregelung zur zeitgleichen, nichtlinearen Verarbeitung aller Eingangsgrößen in Abhängigkeit von ihrer Wertigkeit einen Fuzzy-Regler aufweist bzw. aufweisen.
6. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuzzy-Regler als zweisträngiger Fuzzy-Regler zur Verarbeitung von sowohl positiven als auch negativen Regeln unter optiona­ ler Verwendung eines Inferenzfilters ausgebildet ist.
7. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuzzy-Regler als Fuzzy-PI-Regler ausgebildet ist, der ein Fuzzy-Modul, ein nachgeschaltetes Proportional-Glied und einen nachgeschalteten Integrierer aufweist.
DE19812159A 1998-03-20 1998-03-20 Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter Ceased DE19812159A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19812159A DE19812159A1 (de) 1998-03-20 1998-03-20 Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19812159A DE19812159A1 (de) 1998-03-20 1998-03-20 Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19812159A1 true DE19812159A1 (de) 1999-09-23

Family

ID=7861602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19812159A Ceased DE19812159A1 (de) 1998-03-20 1998-03-20 Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19812159A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304063A1 (de) * 2003-01-31 2004-08-12 Man Turbomaschinen Ag Verfahren zum sicheren Betreiben von Turbokompressoren mit einer Pumpgrenzregelung und einem Pumpgrenzregelventil
DE102020203486A1 (de) 2020-03-18 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung
CN114754291A (zh) * 2022-03-28 2022-07-15 浙江英集动力科技有限公司 一种自适应工况的反供蒸汽加压调控系统及方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1267590A (en) * 1968-07-08 1972-03-22 Tokyo Shibaura Electric Co Automatic extraction and exhaust pressure type turbine control system
US4273508A (en) * 1978-12-14 1981-06-16 Fomichev Mikhail M Method for automatic control of power plant and power plant of compressor station of gas pipeline system, wherein said method is effected
DE3314143A1 (de) * 1982-06-21 1983-12-22 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. Stroemungsabrisserkennungsvorrichtung und -verfahren
US4526513A (en) * 1980-07-18 1985-07-02 Acco Industries Inc. Method and apparatus for control of pipeline compressors
DE3447471A1 (de) * 1983-12-27 1985-07-04 United Technologies Corp., Hartford, Conn. Vorrichtung und verfahren zum feststellen der rotierenden stroemungsabloesung im verdichter eines triebwerkes
EP0223207B1 (de) * 1985-11-13 1990-10-03 MAN Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft Einrichtung und Verfahren zum Regeln eines Turbokompressors zur Verhinderung des Pumpens
DE4011118A1 (de) * 1989-04-13 1990-10-31 Gen Electric Verfahren und anordnung zum erkennen von stroemungsabrissen
EP0175445B1 (de) * 1984-08-20 1990-11-07 International Control Automation Finance S.A. Regulierung des Pumpens für Verdichter
DE4321604A1 (de) * 1993-06-29 1995-01-19 Siemens Ag Regeleinrichtung, insbesondere für einen nichtlinearen, zeitvarianten Prozeß
DE3850755T2 (de) * 1987-12-18 1995-02-23 Kawasaki Steel Co Gasturbinenanlage mit Druckstabilisator für Notfälle.
EP0769624A1 (de) * 1995-10-20 1997-04-23 Compressor Controls Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Lastausgleichung zwischen mehreren Verdichtern

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1267590A (en) * 1968-07-08 1972-03-22 Tokyo Shibaura Electric Co Automatic extraction and exhaust pressure type turbine control system
US4273508A (en) * 1978-12-14 1981-06-16 Fomichev Mikhail M Method for automatic control of power plant and power plant of compressor station of gas pipeline system, wherein said method is effected
US4526513A (en) * 1980-07-18 1985-07-02 Acco Industries Inc. Method and apparatus for control of pipeline compressors
DE3314143A1 (de) * 1982-06-21 1983-12-22 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. Stroemungsabrisserkennungsvorrichtung und -verfahren
DE3447471A1 (de) * 1983-12-27 1985-07-04 United Technologies Corp., Hartford, Conn. Vorrichtung und verfahren zum feststellen der rotierenden stroemungsabloesung im verdichter eines triebwerkes
EP0175445B1 (de) * 1984-08-20 1990-11-07 International Control Automation Finance S.A. Regulierung des Pumpens für Verdichter
EP0223207B1 (de) * 1985-11-13 1990-10-03 MAN Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft Einrichtung und Verfahren zum Regeln eines Turbokompressors zur Verhinderung des Pumpens
DE3850755T2 (de) * 1987-12-18 1995-02-23 Kawasaki Steel Co Gasturbinenanlage mit Druckstabilisator für Notfälle.
DE4011118A1 (de) * 1989-04-13 1990-10-31 Gen Electric Verfahren und anordnung zum erkennen von stroemungsabrissen
DE4321604A1 (de) * 1993-06-29 1995-01-19 Siemens Ag Regeleinrichtung, insbesondere für einen nichtlinearen, zeitvarianten Prozeß
EP0769624A1 (de) * 1995-10-20 1997-04-23 Compressor Controls Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Lastausgleichung zwischen mehreren Verdichtern

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAMELL,Eric: The Industry, Compressor Control: Surging Ahead. In: InTech, Dec. 1982, S.9,11, S.12,15,16 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304063A1 (de) * 2003-01-31 2004-08-12 Man Turbomaschinen Ag Verfahren zum sicheren Betreiben von Turbokompressoren mit einer Pumpgrenzregelung und einem Pumpgrenzregelventil
US7025558B2 (en) 2003-01-31 2006-04-11 Man Turbo Ag Process for the reliable operation of turbocompressors with surge limit control and surge limit control valve
DE102020203486A1 (de) 2020-03-18 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung
CN114754291A (zh) * 2022-03-28 2022-07-15 浙江英集动力科技有限公司 一种自适应工况的反供蒸汽加压调控系统及方法
CN114754291B (zh) * 2022-03-28 2023-11-24 浙江英集动力科技有限公司 一种自适应工况的反供蒸汽加压调控系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69727044T2 (de) Regelsystem zur überspannungsverhütung bei dynamischen kompressoren
EP1134422B1 (de) Verfahren zur Regulierung des Pumpens eines Turbokompressors
DE3543480C2 (de)
DE60015003T2 (de) Druckregelvorrichtung für eine Vakuumkammer, und eine mit einer solchen Vorrichtung versehenen Vakuumpumpeinheit
EP0132487B1 (de) Verfahren zum Regeln von mindestens zwei parallel geschalteten Turbokompressoren
DE3133504C2 (de) Regelanordnung für eine Dampfturbine mit Umleitstationen
DE3023550C2 (de)
DE3544822A1 (de) Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokomporessoren
DE19828368C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von zwei- oder mehrstufigen Verdichtern
DE4104642C2 (de) PID- bzw. PI-Regler
CH645436A5 (de) Verfahren zum betrieb eines turboverdichters.
DE102010040503B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Verdichters
DE3530579A1 (de) Verfahren und geraet zum steuern des ladedrucks fuer einen turbolader
EP1069314A1 (de) Regelung einer Kompressoreinheit
WO2021083578A1 (de) Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems
DE10343513A1 (de) Verfahren zum Regeln des Drehzahlverhältnisses eines stufenlosen Getriebes
EP0335105B1 (de) Verfahren zur Vermeidung des Pumpens eines Turboverdichters mittels Abblaseregelung
EP0223208B1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Regeln von Turbokompressoren
DE19812159A1 (de) Verfahren zum Regeln des Volumenstroms von Gas, insbesondere Erdgas, durch einen Turboverdichter
EP1116885B1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Regeln eines Turbokompressors zur Verhinderung des Pumpens
EP0334034B1 (de) Regelverfahren zur Vermeidung des Pumpens eines Turbokompressors
DE2707974C2 (de) Einrichtung zur Regelung einer Dampfturbinenanlage
EP2282036B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Motorsteuerung bei einem Kraftfahrzeug
DE19812157A1 (de) Verfahren zum Regeln des Gasflusses in einer Verdichterstation
CH663268A5 (de) Heizanlage an einem fernheizsystem.

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: F04D 27/02

8131 Rejection