DE2113038C3 - MeB- und Regelanordnung zum kondensatfreien Betrieb von Gasverdichtern - Google Patents

Description

Wert T₁ und dem Enddruck der Verdichterstufe zugeordnete Temperatur darstellt und diesen Wert T₁ m + a = T, einem Folgeregler als Sollwert zuführt

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile beste- l hen in der sicheren Vermeidung der Taupunktunterschreitung bei der Zwischenkühlung. Hieraus resultiert die Möglichkeit, den von dem Maschinenhersteller garantierten maximalen Wirkungsgrad des Verdichters einzuhalten, die Laufzeiten des Verdichters von Revision zu Revision wegen verminderter Verschmutzung und Korrosion zu verlängern und den Bedienungsaufwand klein zu halten.

Nimmt man die Ansaugluft von der Temperatur T₁ als maximal feucht an, d.h. rechnet man mit 100 °/o relativer Feuchtigkeit, so findet man aus dem Mollier-i,x-Diagramm zu diesem Wert Γ, und zu einem von der Verdichterstufe bewirkten Enddruck die Temperatur T₂, die am Eingang der zweiten Verdichterstufe herrschen müßte, um den Taupunkt ge- ao rade nicht zu unterschreiten.

Auf diese Weise kann man für den durch die Verdichterkonstruktion festgelegten Enddruck der einen Stufe oder, was fast gleich ist, zu jedem Eingangsdruck der nachfolgenden Stufe die (T₁-, T,-) Werte- paare finden. Trägt man T₂ gegen T_x auf, wie in Fig. 1 gezeigt, so ergibt sich ein linearer Zusammenhang T₂ = T₁In + a, wo m die Steigung der Geraden und α der Abschnitt der T₂-AcIiSe irt. Dieser Wert, T₁Tn + a, stellt den gewünschten Wert der Drucklufttemperatur am Eingang der nachfolgenden Verdichterstufe dar, bedeutet also denjenigen Wert, der im Zwischenkühler hergestellt werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

F i g. 2 stellt eine zweistufige Turboverdichteranlage für feuchte Luft dar.

Der Verdichter la, Ib wird von einer Turbine 2 angetrieben und verdichtet feuchte Luft, die durch die Leitung 3 aus der Atmosphäre angesaugt wird. Die in der Stufe la verdichtete heiße Luft wird durch die Leitung 4 zum Zwischenkühler 5 geleitet und nach der Zwischenkühlung über die Leitung 6 der Verdichterstufe Ib zugeführt. Die Temperatur T₁ der angesaugten Luft wird mit einem Temperaturfühler gemessen und im Transmitter 11 in einen elektrischen oder pneumatischen Wert umgeformt, der dann dem Sollwertgeber 10 zugeführt wird.

Im Sollwertgeber 10 wird der Temperaturwert mit der eingestellten Konstanten m multipliziert und das Produkt zu der Konstanten α addiert. Der so entstandene Wert (T₁ m + a) stellt nun den So'lwert für die Drucklufttemperatur nach der Zwischenkühlung dar und wird c'em Folgeregler 8 zugeführt. Dieser erhält von dem Transmitter 7 den Istwert der Drucklufttemperatur T₂ nach der Zwischenkühlung. Vom Regler 8 wird die Abweichung des Istwertes vom Sollwert in eine Steuerbewegung des Stellgliedes 9 umgeformt und hierdurch der Mengendurchfluß des Kühlmittels verändert. Unterschreitet der Istwert den Sollwert, wird das Stellglied 9, ein Drosselorgan, in Schließrichtung bewegt und hierdurch der Mengendurchsatz des Kühlmittels durch den Zwischenkühler gedrosselt. Bei entgegengesetzter Regelabweichung bewirkt diese eine Steuerbewegung des Stellgliedes in Richtung öffnen.

Dieses erfolgt so lange, bis die fortlaufend gemessene Temperatur T„ den Wert (T₁ m + α) annimt, d. h., bis die Drucklufttemperatur am Ausgang des Zwischenkühlers 5 über den jeweiligen Taupunkt eingeregelt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι ²

   raturdifferenz aus der Eintrittstemperatur des Mediums beim Eintritt in eine Verdichterstufe und der

   Patentanspruch: Taupunkttemperatur dieses Mediums nach dem Aus-

   , j ♦ tritt aus dieser Verdichterstufe bestimmt wird uiad als

   Meß- und Regelanordnung zum f ndensat- ££££„ einem Festwertregler eingestellt wird, freien Betneb von mehrstufigen nut Gaszwi- 5 ^M™¹*" _{fa me solche} Regelanordnung hat unschenkühlern versehenen Gasverdichtern, da- -_h ,ShbareNachteüe-

   durch gekennzeichnet, daß die im Ein- uoeraca ^^ ^ Zwischenkühlertemperatur

   gang einer Verdichterstufe gemessene Tempera- ^^_{εη1θ5 gerege}it werden und so der zeitlichen tür T₁ einem Sollwertgeber zugeführt wird, der JJJJJJ"™"^^δ Ansaugtemperatur stetig angepaßt diesen Wert T₁ mit HDf e von auf eine vorgegebene to Änderung aer λ^ s f β &^«»i

   Luftfeuchte von φ■= 100«/«eingestellten Kon- wenden. ^ ^ _χ

   stauten zu einem Wert T₁ m + β umwandelt, wo- Λμη ^^α^^α _{fa d erwarteten} maximalen Anbei die Konstanten m + α dem Zusammenhang JJjSoDjwtti η*_{N daß w emer} T₁ m + _β = T₂ entnommen smd und T₂ die nach »JgggJ ^^temperatur die ZwischenkühlerdemMolli_&r-i,x-DiagrammdemWertr_iunddem 15 Aerator zuhSh^eingeregelt wird. Das bedeutet Enddruck der Verdichterstufe zugeordnete Tem- JJ"**Sr Wirkungsgrad der Verdichteranlage peratur darstellt und diesen Atert T₁m-\- a — i₂ «dm, ^uau "*\ , ⁰^⁰

   einem Folgeregler als Sollwert zuführt. ' *%£%££& tatsächliche Ansaugtemperatur

   ao über den erwarteten maximalen Wert, so kommt es zu Unterschreitungen des Taupunktes und zunächst

   zur Verminderung der Ansaugleistung des Verdichters und im weiteren zu erwähnten Schaden. Gemäß der genannten Regelanordnung sind somit

   Die Erfindung betrifft eine Meß- und Regelanord- a₅ über den ^^^J^

   nung zum kondinsatfreien Betrieb von mehrstufigen die jeweils bestimmte Te»P ?™-

   mit Gaszwischenkühlern versehenen Gasverdichtern. Das bedeutet einen hohen rege taschen Au-

   Zur Erzielung des optimalen Wirkungsgrades wer- wand. Trotzdem aber werden durch'd« bekannte

   den Gase isotherm verdichtet. Zu diesem Zweck Regelanordnung d.e mit ^d^^£f^g¹.^{8 md}

   sucht man die im Gas enthaltene Kompressions- 30 ^^di^^Tt^^^S^^Lt wärme durch Kühlmedien in einzelnen zwischen die Em weiteres Verfahren zur Regelung kondensat-

   Verdichterstufen geschalteten Gaskühlem weitge- freier Zwischenkühlung νerdichteterGa* ,st a s der hend abzuführen. Es ist dabei anzustreben, daß die DT-AS 1428 033 bekannt. Be, diesem Verfahren Temperatur des Gases in den Zwischenkühlern die wird die Temperatur der Zwischenkühler stets hoher Taupunkttemperatur, d.h. den Temperaturwert, bei 35 gehalten als die ortlichen Taup^unkttemperatunm des dem das feuchte auf dem gegebenen Druckniveau be- Gases (Spalte 3, Zeile 35 ff.). Em derartiges Verfahfindliche Gas mit Wasserdampf gesättigt ist, nicht ren hat jedoch unübersehbare Nachteile: Einmal unterschreitet werden außerordentlich große Kuhlflachen erforder-

   Bei der Unterschreitung der Taupunkttemperatur lieh, da die Temperaturdifferenz zwischen Gjs und vereinigen sich die mit der Luft angesaugten Gase 40 Kühlerwandung immer geringer wird, je mehr sich wie SO₂, SO₃, CO₂ und NH₈ mit dem kondensierten die Gastemperatur der Soll-Temperatur annähert, Wasserdampf zu Säuren und Basen und bewirken auf zum anderen ist ein Umbau bereits vorhanoener Verdem Strömungswege Korrosionen, wie die der Lauf- dichter auf das bekannte Verfahren äußerst schwieräder, Dichtungen, Zwischenkühler und so fort. rig, wenn nicht gar unmöglich, und ^m dritter, mus-

   Die im Luftstrom mitgeführten Wasserkonden- «5 sen die Kühler bei den hohen Kijhlwa^ertemperatusat-Tropfen führen an den Laufrädern der Verdichter ren mit aufbereitetem Wasser betneben werden um zu Kavitationsschäden, die beispielsweise bei einem ein Verkalken der Kühler zu vermeiden Dennoch Axialverdichter sich als Aufrauhung seiner empfind- läßt sich bei diesem Verfahren eine Konden atbülichen Beschaufelung bemerkbar machen kann. dung nicht immer vermeiden (Spalte 3, Zeile 53.1.

   Die Kondensattropfen tragen Schmutzteilchen und 50 Der Erfindung hegt die Aufgabe| ffljmj ,die Korrosionsprodukte mit; sie verdampfen zum Teil Temperatur des Gases m ZwischenkiAlern vor, Gasauf ihrem Strömungswege zur nächsten Kühlstufe Verdichtern mit einfachen Mitteln selbsttat^ so zu vorwiegend an den heißln Wandungen des Läufers regeln, daß der Wirkungsgrad der yerdichteranlage und der Leitapparate. Folgen hiervon sind Schmutz- nicht gemindert wird die An^ugleistung erhalten ablagerungen, die zur Verengung der Strömungska- 55 bleibt und ein dauerhafter korrosionsfreier Betneb näh fj'.ren und damit auch zur erheblichen Lei- gesichert ist. stungsminderung des Verdichters. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß gelost durch

   Schmutzablagerungen an den Laufrädern können eine Meß- und Regelanordnung z^ kondensatdie Ursache von stärken Unwuchten sein, die be- freien Betneb von mehrstufigen mit Gaszwischenkanntlich beim Betrieb der Turboverdichter zu Scha- 60 kühlem versehenen Gasverdichtern, die dadurch gedensfällen führen kennzeichnet ist, daß die im Eingang einer Ver-

   Zur Vermeidung der Taupunktunterschreitung im dichterstufe gemessene Temperatur T₁ «nein Sollgekühlten Gas war es bisher üblich, die Temperatur wortgeber zugeführt wird, der diesen Wert J₁ mit im Zwischenkühler nach Tabellen zu regeln, und Hilfe von auf eine vorgegebene Luftfeuchte von zwar von Hand durch Variieren des Kühlmittelflus- 65 φ = 100·/. eingestellten Konstanten zu einem Wert ses zum Kühler. T.m + a umwandelt, wobei die Konstanten m + a

   Die DT-AS 1 428 047 beschreibt eine Regelanord- dem Zusammenhang T₁M^a = T₂ entnommen nung, nach der fiir jede Verdichterstufe eine Tempe- sind und T, die nach dem MoUier-i,x-Diagramin dem