DE3544822A1 - Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokomporessoren - Google Patents
Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokomporessorenInfo
- Publication number
- DE3544822A1 DE3544822A1 DE19853544822 DE3544822A DE3544822A1 DE 3544822 A1 DE3544822 A1 DE 3544822A1 DE 19853544822 DE19853544822 DE 19853544822 DE 3544822 A DE3544822 A DE 3544822A DE 3544822 A1 DE3544822 A1 DE 3544822A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- compressor
- setpoint
- actual value
- gas
- monitoring parameter
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pumpgrenzregelung
von Turbokompressoren von der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Art. Ein solches Verfahren ist aus "Nachrichten
für den Maschinenbau" 5/82 bekannt.
Als Pumpen wird ein instabiler Zustand eines Turbokompressors
bezeichnet, bei dem stoßweise oder periodisch Fördergas von
der Druck- zur Saugseite zurückströmt. Das Pumpen tritt
bei zu hohem Enddruck und/oder zu niedrigem Durchsatz auf.
In dem durch Enddruck und Durchsatz oder davon abgeleiteten
Koordinaten bestimmten Kennfeld kann deshalb eindeutig
eine Linie definiert werden, die den stabilen vom instabilen
Bereich trennt und als Pumpgrenze bezeichnet wird. Mittels
der Pumpgrenzregelung soll verhindert werden, daß der Arbeitspunkt
des Kompressors die Pumpgrenze erreicht und dadurch
Pumpen eintritt. Hierzu wird in einem Sicherheitsabstand
von der Pumpgrenze eine Abblaselinie im Kennfeld festgelegt.
Wenn der Arbeitspunkt die Abblaselinie überschreitet,
wird ein vom Kompressorausgang abzweigendes Entlastungsventil
mehr oder weniger geöffnet, um Fördermedium abzublasen
oder zur Saugseite umzublasen und dadurch den Enddruck
zu senken bzw. den Durchsatz zu steigern.
Der Verlauf der Pumpgrenze und damit der Abblaselinie im
Kennfeld liegt dann eindeutig und unveränderlich und von dem
momentanen Betriebszustand unabhängig fest, wenn als Kennfeldkoordinaten
die adiabate Förderhöhe Δ h ad und der Ansaugvolumenstrom
verwendet werden. Aus den laufend gemessenen
Betriebsgrößen des Kompressors, insbesondere Saug-
und Enddruck sowie der Druckdifferenz an einer saugseitigen
Drosselstelle, können diese Koordinaten errechnet werden
nach den Formeln
wobei P 1 der Saugdruck, P 2 der Enddruck, Δ P der Wirkdruck
an einer saugseitigen Drosselstelle und T 1 die Temperatur
an der Saugseite sind und diese Werte als ständig überwachte
Meßwerte vorliegen. R 1 ist die Gaskonstante und κ der
Isentropenexponent des jeweiligen Fördergases, während
K eine von der Geometrie der Drosselstelle im Kompressoreintritt
abhängige Konstante ist. 2 ist ein konstanter Faktor (Realgasfaktor).
In dem durch Δ h ad und definierten Kennfeld ist die Lage
der Pumpgrenze und damit auch der Abblaselinie unabhängig
von Änderungen der in den Formeln (1) und (2) enthaltenen
Parameter. Die Berechnung dieser Kennfeldkoordinaten aus
den Meßwerten der Drücke und Temperaturen ist jedoch nur
dann möglich, wenn die Werte für R, κ und K bekannt sind.
Bei gegebener, unveränderlicher Kompressorgeometrie und
bei unveränderter Zusammensetzung des Fördergases können
die Größen R, κ und K einmal gemessen und dann als Konstanten
behandelt werden. Eine Änderung der Zusammensetzung
des Fördergases kann aber eine Änderung der zugehörigen
Werte für R und/oder κ zur Folge haben. Diese Änderungen
sind jedoch nicht direkt meßbar. In einem solchen Fall
würde die Beibehaltung der bisherigen Werte für R und κ
zu einer fehlerhaften Berechnung der Kennfeldkoordinaten
führen, so daß auch die Pumpgrenze in dem so errechneten
Kennfeld nicht mehr den richtigen Verlauf hat. Entsprechendes
gilt, wenn sich z. B. durch Verschmutzung die effektive
Kompressorgeometrie ändert.
Wird bei der Pumpgrenzregelung von einem solchermaßen unkorrekten
Verlauf der Pumpgrenze und damit der Abblaselinie
im Kennfeld Bezug genommen, dann führt dies entweder
dazu, daß das Pumpen nicht mit Sicherheit verhindert
wird oder daß das Öffnen des Entlastungsventils bereits
in einem zu großen Sicherheitsabstand von der wahren
Pumpgrenze ausgelöst wird, was zu unerwünscht hohen Leistungsverlusten
des Kompressors führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Pumpgrenzregelung
der genannten Art anzugeben, welches es ermöglicht,
durch Änderungen der Gaszusammensetzung und/oder durch
z. B. verschmutzungsbedingte Änderungen der Kompressorgeometrie
verursachte Auswirkungen auf die Lage der Pumpgrenze
im verwendeten Kennfeld zu erfassen und entsprechende Korrekturen
bei der Pumpgrenzregelung vorzunehmen.
Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche
beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird davon
ausgegangen, daß zu jedem Arbeitspunkt im stabilen Kennfeldbereich
eine Kennlinie weitere eindeutige Parameter wie Drehzahl,
Schaufelstellung, Leistung usw. gehören, so daß zwischen
den Kennfeldkoordinaten des Arbeitspunktes und den Paramatern
jeweils ein eindeutiger Zusammenhang besteht. Aus
den gemäß den obigen Formeln (1) und (2) errechneten Kennfeldkoordinaten
kann somit anhand eines berechneten oder
gemessenen Kennfelds ein zugehöriger Sollwert z. B. der Drehzahl
n des Kompressors bestimmt werden. Weicht die tatsächlich
gemessene Drehzahl von diesem Sollwert ab, dann bedeutet
dies, daß auch der tatsächliche Arbeitspunkt von dem nach
den Formeln (1) und (2) errechneten Arbeitspunkt abweicht,
weil sich eine oder mehrere der Größen R, κ und K geändert
haben. Die Abweichung zwischen Sollwert und Istwert der Drehzahl
oder eines anderen Kennlinienparameters wie Schaufelstellung
oder Kompressorleistung, dient somit als Korrekturgröße,
die anzeigt, daß der tatsächliche Verlauf der Pumpgrenze im
Kennfeld von dem vorausgesetzten Verlauf abweicht. Diese
Abweichung beruht, durch entsprechende Korrektur innerhalb der
Berechnung der Kennfeldkoordinaten gemäß Formel (1) für die
Bestimmung der Regelgrößen oder durch direkte Aufschaltung
einer entsprechenden Korrekturgröße auf die Regelung berücksichtigt
werden. Andererseits kann durch Betreiben des
Kompressors mit einem Normgas mit bekannten Werten für R
und κ festgestellt werden, ob eine Abweichung zwischen
Soll- und Istwert der Drehzahl eine Verschmutzung
des Kompressorsystems anzeigt. In diesem Fall
kann durch ein Warnsignal eine entsprechende Wartung oder
Stillsetzung des Systems veranlaßt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die verallgemeinerte Darstellung des Kennfeldes
eines Kompressors mit Pumpgrenze, Abblaselinie
und Kennlinien konstanter Drehzahl;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verlaufs des
rechnerischen Vergleichs;
Fig. 3 eine komplette schematische Darstellung der Einrichtung
zur Pumpgrenzregelung eines Kompressors.
Die Pumpgrenze P eines Kompressors ist im Kennfeld mit den
Koordinaten und Δ h ad , wie in Fig. 1 dargestellt, eindeutig
definiert. Die Lage der Pumpgrenze ist unabhängig von
Änderungen der Parameter Saugdruck, Enddruck, Temperatur,
Gaskonstante oder Isentropenexponent.
Während Größen wie Drücke und Temperaturen leicht meßbar
sind, sind Gaskonstante R und Isentropenexponent κ nicht
direkt meßbar, jedenfalls nicht schnell und wirtschaftlich
genug. Gasanalysen nehmen oft erhebliche Zeit in Anspruch,
so daß die Meßergebnisse zu spät vorliegen und für die
Regelung des Entlastungsventils unbrauchbar sind. Das erfindungsgemäße
Verfahren, das Änderungen dieser Größen
erfassen und berücksichtigen kann, setzt voraus, daß bei
der Variation der Gaszusammensetzung stets ein eindeutiger
Zusammenhang zwischen Isentropenexponenten κ und der
Gaskonstante R besteht.
Dies ist z. B. dann stets gewährleistet, wenn die Gaszusammensetzung
durch Zumischung eines Gases konstanter Zusammensetzung verändert
wird oder auch, wenn mehrere Gase zugemischt werden, die ähnliche
Gaskonstanten oder Isentropenexponenten haben. Ganz
allgemein kann gesagt werden, daß das Verfahren immer dann
anwendbar ist, wenn für alle vorkommenden Gaszusammensetzungen
eine eindeutige Relation zwischen der Gaskonstanten R und
dem Isentropenexponenten κ besteht.
Erfindungsgemäß wird von einer Normzusammensetzung des
Gases ausgegangen, bei der R und κ einen vorgegebenen
bekannten Wert haben. Für dieses Normgas werden nun,
unabhängig von der wirklichen Gaszusammensetzung, aus
den Meßwerten die Förderhöhe und der Ansaugvolumenstrom
als Kennfeldkoordinaten errechnet. Aus den Formeln (1)
und (2) erhält man die rechnerischen Werte Δ h adr und
r .
Wird Gas mit einer abweichenden Zusammensetzung gefahren,
weichen die aktuellen Werte Δ h ada und a von den rechnerischen
Werten Δ h adr und r ab.
Gemäß Fig. 1 verläuft durch jeden Arbeitspunkt mit den
Koordinaten und Δ h ad genau eine Kennlinie K, K′ mit
konstanter Drehzahl n 1, n 2 usw. Somit gehört auch zu
den rechnerischen Werten Δ h adr und r eine eindeutige
rechnerische Drehzahl n r . Es gilt ferner die Gleichung
wonach zu der wirklichen Förderhöhe Δ h ada und dem wirklichen
Durchfluß a eine Drehzahl n a gehört.
Diese Drehzahl ist die tatsächliche Istdrehzahl, die durch
Messung der Drehzahl der Antriebsturbine sehr leicht und
sehr genau meßbar ist.
Setzt man weiterhin voraus, daß das Kennfeld des Kompressors
(Δ h ad über ) rechnerisch oder experimentell bestimmt
wurde und bekannt ist und setzt man weiterhin voraus, daß
der Isentropenexponent κ eine eindeutige Funktion von der
Gaskonstanten R ist (κ = F (R)) sind damit alle Daten bekannt,
um κ zu bestimmen. Dies geschieht gemäß Fig. 2 wie
folgt:
Aus den Größen P 1, P 2, T 1 bestimmt der Rechner 1 unter
Zuhilfenahme von R r und κ r die theoretische Förderhöhe beim
Normzustand (Δ h adr ). Der Rechner 2 bestimmt aus Wirkdruck
Δ p, Saugdruck p 1 und Saugtemperatur T 1 sowie der Normgaskonstanten
R r den theoretischen Volumenstrom. Im Rechner 3
ist entweder der Verlauf der Kompressorkennlinien in Form
mathematischer Gleichungen oder in Form einer Matrix mit
der jeweiligen theoretischen Drehzahl n r als Inhalt der
Matrix dargestellt. Der Rechner 3 berechnet entweder die
rechnerische Drehzahl n r oder liest sie direkt aus dem
Matrixspeicher ab.
Diese rechnerische Drehzahl wird nun im Vergleicher 4 mit der
tatsächlich gemessenen Drehzahl n a verglichen. Stimmt die
Istdrehzahl mit der rechnerischen Drehzahl überein, so
stimmt auch die tatsächliche Gaszusammensetzung mit der
Normzusammensetzung überein. Weicht jedoch die gemessene
Drehzahl von der rechnerischen Drehzahl ab, liegt eine
abweichende Gaszusammensetzung vor. Dann stimmt auch die
Relation der im Kennfeld vorgegebenen Abblaselinie A zum
errechneten Arbeitspunkt nicht mit der zum tatsächlichen
Arbeitspunkt überein, und die Pumpgrenzregelung arbeitet
falsch. Dies muß durch Berücksichtigung der geänderten
Gaszusammensetzung korrigiert werden.
Ein gangbarer, aber sehr schwieriger Weg wäre es, anhand der Formeln
(1) und (2) sowie aus dem bekannten Zusammenhang zwischen R und κ die
Größen R a und κ a , das heißt die tatsächliche Gaskonstante und den tatsächlichen
Isentropenexponenten, zu berechnen. Diese Werte für R und κ
können dann in die Formeln für Δ h ad und eingesetzt
werden, und es ergeben sich die tatsächliche Förderhöhe
und der tatsächliche Durchfluß. Diese beiden Größen können
als Sollwert und Istwert einer üblichen Pumpgrenzregelung
aufgeschaltet werden, die den Kompressor vor dem Pumpen
schützt.
Diese Regelung selbst kann z. B. gemäß Fig. 1 wie folgt
arbeiten: Entsprechend der Δ h ad -Formel bestimmt ein Rechner
die tatsächliche Förderhöhe des Kompressors. Durch
Spiegelung an der Abblaselinie A wird hieraus der minimal
zulässige Ansaugdurchfluß soll bestimmt. Dieser wird mit
dem tatsächlich gemessenen Durchfluß ist verglichen.
Solange der gemessene Durchfluß ist größer ist als der
minimal zulässige soll , bleibt das Abblaseventil geschlossen.
Erst bei Unterschreiten von soll öffnet das
Abblaseventil.
Eine einfachere Möglichkeit, Änderungen der Gaszusammensetzung
zu berücksichtigen, besteht darin, aus der Abweichung
der Drehzahlen empirisch auf eine Verschiebung
der Pumpgrenze zu schließen und die Abblaselinie selbsttätig
entsprechend zu verschieben. Ein solches Verfahren
soll nachfolgend genauer beschrieben werden.
Gibt man in eine Pumpgrenzregelung, wie zuvor beschrieben,
statt der richtigen Daten für κ und R nur die Daten des Normzustandes,
so führt dies bei vom Normzustand abweichender Gaszusammensetzung
zu einem Fehler. Es wird eine falsche Förderhöhe
und ein falscher Durchfluß errechnet. Das Pumpen des
Kompressors wird an einer anderen Stelle eintreten als
auf der in Fig. 1 definierten Pumpgrenze P. Die tatsächliche
Pumpgrenze verschiebt sich abhängig vom Unterschied
zwischen dem aktuellen Gaszustand und dem Normzustand.
Diese Verschiebung hängt eindeutig von der Variation der
Gaszusammensetzung ab. Da k eine eindeutige Funktion von
R ist, wie eingangs unterstellt, ist auch diese Verschiebung
eindeutig. Da außerdem festgestellt wurde, daß die
Drehzahlabweichung zwischen rechnerischer Drehzahl n r
und der Istdrehzahl n a ausschließlich von der Gaszusammensetzung
abhängt, ist die Drehzahlabweichung auch ein
eindeutiges Maß für die Verschiebung der Pumpgrenze.
Dieser Einfluß ist in der Regel nichtlinear, so daß es
sich anbietet, die Drehzahlabweichung auf einen Funktionsgeber
zu schalten und vom Ausgang des Funktionsgebers die
Verschiebung der Abblaselinie steuern zu lassen. Die praktischste
Art und Weise, dies zu realisieren, besteht darin,
daß man den theoretischen Verlauf der Pumpgrenze bei verschiedenen
Gaszusammensetzungen ermittelt und graphisch
aufträgt. Weiterhin wird die Drehzahlabweichung ermittelt
und ein Funktionsgeber auf diesen Zusammenhang eingestellt.
Fig. 3 zeigt das Schema einer solchen Pumpgrenzregelung.
Ein Kompressor 10 wird von einer Turbine 11 angetrieben.
In der Saugleitung 13 wird mit einem Meßumformer 15 die Druckdifferenz
(Wirkdruck) an einer Drosselstelle 17 und ferner
mit einem Druckfehler 19 der Saugdruck und mit einem Temperaturfühler
21 die saugseitige Temperatur gemessen. Aus
diesen Größen wird im Rechner 1 (vgl. Fig. 2) unter Verwendung
der Gaskonstanten R r für die Normalzusammensetzung
des Gases der rechnerische Ansaugdurchfluß r bestimmt.
Am Kompressorauslaß 23 wird mit einem Druckfühler 25 der
Enddruck bestimmt und hieraus sowie aus den saugseitigen
Meßgrößen wird in dem zweiten Rechner 2 unter Verwendung
der Werte R r und κ r für die Normalzusammensetzung des Fördergases
die Förderhöhe Δ h adr ermittelt. In einem Rechner
oder Matrixspeicher 3 wird die zu den Werten r und
Δ h adr gehörende rechnerische Drehzahl n r bei Normalzusammensetzung
des Gases ermittelt. Diese wird mit der
an der Welle der Turbine 11 mittels eines Drehzahlgebers 27
gemessenen tatsächlichen Drehzahl n a in einem Differenzglied
29 verglichen.
Die von den Rechnern 1 und 2 errechneten Werte r und
Δ h adr dienen ferner als Regelgrößen für die Regelung eines
vom Kompressorauslaß 23 abzweigenden Entlastungsventil 31.
Der Wert der Förderhöhe Δ h adr wird einem Funktionsgeber 33
zugeführt, in welchem der Verlauf der Abblaselinie gespeichert
wird. Der Funktionsgeber 33 erzeugt für jeden Wert
von Δ h adr den zugehörigen durch die Abblaselinie A festgelegten
Sollwert soll des Ansaugstroms (vgl. Fig. 1).
Dieser Ausgang soll des Funktionsgebers 32 wird in einem
Differenzglied 35 mit dem Istwert r verglichen und hieraus
eine Regeldifferenz gebildet, die als Eingangssignal einem
Regler 37 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal das Entlastungsventil
31 öffnet, wenn die Abblaselinie A im Kennfeld
überschritten wird, so daß durch Senken des Enddruckes
und/oder Erhöhen des Durchflusses durch den Kompressor das
Pumpen verhindert wird.
Das Ausgangssignal des Differenzgliedes 29 wird einem
Funktionsgeber 39 zugeführt, der aufgrund der Abweichung
der rechnerischen Drehzahl n r von der tatsächlichen Drehzahl
n a eine festgelegte Korrekturgröße erzeugt, die den
nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Drehzahlabweichung
und der erforderlichen Korrektur der Pumpgrenze
bzw. Abblaselinie im Kennfeld nach Fig. 1 berücksichtigt.
Die vom Funktionsgeber 39 erzeugte Korrekturgröße wird
durch ein Summierglied 41 dem vom Funktionsgeber 33 erzeugten
Sollwert soll hinzuaddiert, so daß die Regelung
des Entlastungsventils an die geänderte Gaszusammensetzung
angepaßt wird.
Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsformen
sind im Rahmen der Erfindung möglich. So kann
die vom Funktionsgeber 39 erzeugte Korrekturgröße auch
dem vom Rechner 1 erzeugten Istwert r oder der vom Differenzglied
35 erzeugten Regeldifferenz hinzuaddiert werden.
Ferner ist es möglich, die Korrekturgröße nicht
rein additiv, sondern multiplikativ oder gleichzeitig
additiv und multiplikativ der Regelgröße hinzuzufügen.
Additive Hinzufügung bedeutet eine Parallelverschiebung,
multiplikative Hinzufügung eine Drehung der Pumpgrenze P
bzw. Abblaselinie A im Kennfeld nach Fig. 1.
Falls die Regelung an einer mehrstufigen Kompressoranlage
durchgeführt wird, ist es möglich, das beschriebene Verfahren
nicht über alle Stufen, sondern nur über eine oder
mehrere Stufen anzuwenden.
Statt der Drehzahl können auch andere Parameter herangezogen
werden, die eindeutig eine durch den jeweiligen Arbeitspunkt
verlaufende Kennlinie definieren. Ein solcher Parameter
ist z. B. die Leitschaufelstellung, insbesondere bei
Kompressoren, die mit konstanter Drehzahl betrieben und
durch Verändern der Leitschaufelstellung gesteuert werden.
Ferner ist es möglich, anstelle der Drehzahl die Antriebsleistung
des Kompressors zu verwenden.
Wie eingangs erwähnt, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
nicht nur Änderungen der Gaszusammensetzung, sondern
auch z. B. verschmutzungsbedingte Änderungen der Kompressorgeometrie
erfaßt und berücksichtigt werden. Hierzu wird
der Kompressor mit einem Fördergas mit Normzusammensetzung betrieben,
dessen Werte für R und κ bekannt und mit den im Rechner 1 und 2
verwendeten Daten identisch sind. In diesem Fall sollten der Sollwert n r und
Istwert n a der Drehzahl gleich sein, so daß am Differenzierglied 29 kein Ausgangssignal
auftritt. Tritt trotzdem ein Signal vom Differenzierglied
29 auf, dann kann daraus geschlossen werden, daß
sich die Geometrie des Kompressors z. B. durch Verschmutzung
geändert hat. In diesem Fall kann das vom Differenzierglied
29 erzeugte Signal dazu verwendet werden, einen Warnsignalgeber
43 anzusteuern, welcher eine Anzeige dafür liefert,
daß der Kompressor gewartet bzw. bei Gefahr auch stillgesetzt
werden muß.
Sollte ein Gas mit Normzusammensetzung (R r , κ r ) nicht verfügbar
sein, kann diese Überprüfung auch mit einem anderen
Gas mit bekannten Werten für R und κ gemacht werden. In
diesem Fall wird sich auch bei sauberem Kompressor eine
Abweichung zwischen n a und n r im Differenzierglied 29 einstellen.
In einem separaten Rechengang außerhalb der in Fig. 3 dargestellen
Anordnung muß nach dem vorn beschriebenen Verfahren
diese Abweichung für einen sauberen Kompressor ermittelt
werden. Ein Vergleich dieser rechnerisch ermittelten Abweichung
mit dem Ausgangssignal des Differenziergliedes 29 ergibt,
ob eine Verschmutzung oder eine sonstige Veränderung
der Kompressorgeometrie vorliegt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Pumpgrenzregelung von Turbokompressoren,
bei dem aus laufend gemessenen Meßwerten von saug- und
auslaßseitigen Drücken und Temperaturen die Kennfeldkoordinaten
des momentanen Arbeitspunktes des Kompressors berechnet
werden und in Abhängigkeit vom Abstand des Arbeitspunktes
von einer im Kennfeld vorgegebenen Pumpgrenzlinie
und/oder Abblaselinie das Öffnen bzw. Schließen eines vom
Kompressorausgang abzweigenden Entlastungsventils gesteuert
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert eines
von den saug- und druckseitigen Meßwerten unabhängigen Betriebsparameters
der eine Kennlinienschar im Kennfeld definiert,
als Überwachungsparameter laufend gemessen wird,
daß aus den Kennfeldkoordinaten derjenige Sollwert des Überwachungsparameters,
der der durch den Arbeitspunkt verlaufenden
Kennlinie zugeordnet ist, bestimmt und mit dem gemessenen
Istwert des Überwachungsparameters verglichen wird,
und daß bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert des Überwachungsparameters
ein die Steuerung des Entlastungsventils
beeinflussendes Korrektursignal und/oder ein Warnsignal erzeugt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Kennfeldkoordinaten die adiabate Förderhöhe
(Δ h ad ) und der Ansaugvolumenstrom ( ) aus den Meßwerten
errechnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Überwachungsparameter die Drehzahl (n) des
Kompressors bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß vor oder in Abständen während des Betriebes des
Kompressors mit dem jeweils vorliegenden Fördergas der Kompressor
mit einem Normgas bekannter Zusammensetzung betrieben
wird und daß bei diesem Betrieb mit Normgas bei einer Abweichung
des Istwertes vom Sollwert des Überwachungsparameters
ein die Verschmutzung des Kompressors anzeigendes Warnsignal
erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei jeder Änderung der Zusammensetzung
des dem Kompressor zugeführten Fördergases der
Überwachungsparameter gemessen und bei Abweichung seines
Istwertes vom Sollwert das Korrektursignal erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Istwert ( ist )
einer Kennfeldkoordinate ( ) als Regelgröße mit einem
durch Vergleich der anderen Kennfeldkoordinate (Δ h ad )
mit der Abblaselinie gewonnenen Sollwert ( soll ) verglichen
wird und die so gewonnene Regeldifferenz einem Regler
für das Entlastungsventil als Eingangsgröße zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch Vergleich
des Istwertes (n a ) und Sollwertes (n r ) des Überwachungsparameters
gewonnene Korrekturgröße dem Istwert ( ist )
oder dem Sollwert ( soll ) der Regelgröße oder deren Regeldifferenz
additiv und/oder multiplikativ aufgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß anhand der Kennfeldkoordinaten des Arbeitspunktes
der zu diesen gehörende Sollwert (n r ) des Überwachungsparameters
rechnerisch aufgrund vorgegebener, die Gaszusammensetzung
berücksichtigender Formeln ermittelt wird oder
in einem Matrixspeicher gespeichert ist und abgerufen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, zur Pumpgrenzregelung einer
mehrstufigen Kompressoranlage, dadurch gekennzeichnet,
daß es nur für eine oder einen Teil der Kompressorstufen
angewendet wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853544822 DE3544822A1 (de) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokomporessoren |
JP61295087A JPS62147096A (ja) | 1985-12-18 | 1986-12-12 | タ−ボ圧縮機のサ−ジング限界調整方法 |
US06/940,980 US4831535A (en) | 1985-12-18 | 1986-12-12 | Method of controlling the surge limit of turbocompressors |
EP86117636A EP0228665B1 (de) | 1985-12-18 | 1986-12-18 | Verfahren zur Pumpgrenzregelung von Turbokompressoren |
DE8686117636T DE3674365D1 (de) | 1985-12-18 | 1986-12-18 | Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokompressoren. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853544822 DE3544822A1 (de) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokomporessoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3544822A1 true DE3544822A1 (de) | 1987-06-19 |
Family
ID=6288791
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853544822 Withdrawn DE3544822A1 (de) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokomporessoren |
DE8686117636T Expired - Lifetime DE3674365D1 (de) | 1985-12-18 | 1986-12-18 | Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokompressoren. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8686117636T Expired - Lifetime DE3674365D1 (de) | 1985-12-18 | 1986-12-18 | Verfahren zur pumpgrenzregelung von turbokompressoren. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4831535A (de) |
EP (1) | EP0228665B1 (de) |
JP (1) | JPS62147096A (de) |
DE (2) | DE3544822A1 (de) |
Cited By (5)
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 |
DE102004013209A1 (de) * | 2004-03-17 | 2005-10-06 | Volkswagen Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Volumenstroms eines Verdichters bei Kraftfahrzeugen |
DE102008005354A1 (de) * | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Man Turbo Ag | Verfahren zur Regelung einer Strömungsmaschine |
DE102009003978A1 (de) | 2009-01-07 | 2010-07-08 | Man Turbo Ag | Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Gases mittels einer Strömungsmaschine |
RU2638896C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2017-12-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя и устройство для его реализации |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8800904D0 (en) * | 1988-01-15 | 1988-02-17 | Rolls Royce Plc | Fuel control system |
DE3809070A1 (de) * | 1988-03-18 | 1989-10-26 | Gutehoffnungshuette Man | Verfahren zum sicheren betreiben von turbo-kompressoren |
DE3809881A1 (de) * | 1988-03-24 | 1989-10-12 | Gutehoffnungshuette Man | Regelverfahren zur vermeidung des pumpens eines turbokompressors |
DE3810717A1 (de) * | 1988-03-30 | 1989-10-19 | Gutehoffnungshuette Man | Verfahren zur vermeidung des pumpens eines turboverdichters mittels abblaseregelung |
DE3811230A1 (de) * | 1988-04-02 | 1989-10-26 | Gutehoffnungshuette Man | Verfahren zum schuetzen eines turboverdichters vor pumpen mittels abblasens ueber ein abblaseventil sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
US5002459A (en) * | 1988-07-28 | 1991-03-26 | Rotoflow Corporation | Surge control system |
US4949276A (en) * | 1988-10-26 | 1990-08-14 | Compressor Controls Corp. | Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor |
US5054995A (en) * | 1989-11-06 | 1991-10-08 | Ingersoll-Rand Company | Apparatus for controlling a fluid compression system |
FR2666854B1 (fr) * | 1990-09-19 | 1992-12-18 | Framatome Sa | Dispositif de commande de moyens d'antipompage d'un compresseur. |
IT1255836B (it) * | 1991-10-01 | 1995-11-17 | Procedimento per la sorveglianza del limite di pompaggio di turbocompressori a piu' stadi e refrigerazione intermedia | |
US5195875A (en) * | 1991-12-05 | 1993-03-23 | Dresser-Rand Company | Antisurge control system for compressors |
US5306116A (en) * | 1992-04-10 | 1994-04-26 | Ingersoll-Rand Company | Surge control and recovery for a centrifugal compressor |
US5357748A (en) * | 1992-11-09 | 1994-10-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Compressor vane control for gas turbine engines |
US5508943A (en) * | 1994-04-07 | 1996-04-16 | Compressor Controls Corporation | Method and apparatus for measuring the distance of a turbocompressor's operating point to the surge limit interface |
US5743715A (en) * | 1995-10-20 | 1998-04-28 | Compressor Controls Corporation | Method and apparatus for load balancing among multiple compressors |
DE19541192C2 (de) * | 1995-11-04 | 1999-02-04 | Ghh Borsig Turbomaschinen Gmbh | Verfahren zum Schutz eines Turbokompressors vor Betrieb im instabilen Arbeitsbereich mittels einer Abblaseeinrichtung |
WO1997044719A1 (en) * | 1996-05-22 | 1997-11-27 | Ingersoll-Rand Company | Method for detecting the occurrence of surge in a centrifugal compressor |
DE19726547A1 (de) * | 1997-06-23 | 1999-01-28 | Babcock Bsh Gmbh | Verfahren zur Bestimmung des Betriebspunktes eines Ventilators und Ventilator |
US6141951A (en) * | 1998-08-18 | 2000-11-07 | United Technologies Corporation | Control system for modulating bleed in response to engine usage |
US6394764B1 (en) | 2000-03-30 | 2002-05-28 | Dresser-Rand Company | Gas compression system and method utilizing gas seal control |
DE10151032A1 (de) * | 2001-10-16 | 2003-04-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Optimierung des Betriebs mehrerer Verdichteraggregate einer Erdgasverdichtungsstation |
KR100812011B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2008-03-10 | 주식회사 포스코 | 고로 송풍기 서지방지 제어장치와 방법 |
US7094019B1 (en) | 2004-05-17 | 2006-08-22 | Continuous Control Solutions, Inc. | System and method of surge limit control for turbo compressors |
DE102006030108A1 (de) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Man Turbo Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Durchführen eines Ventiltests an einer Turbomaschine |
US20080034753A1 (en) * | 2006-08-15 | 2008-02-14 | Anthony Holmes Furman | Turbocharger Systems and Methods for Operating the Same |
US8840358B2 (en) * | 2008-10-07 | 2014-09-23 | Shell Oil Company | Method of controlling a compressor and apparatus therefor |
CN101995126B (zh) * | 2009-10-20 | 2014-11-05 | 约翰逊控制技术公司 | 用于控制冷水机组的控制器和计算机化生成的方法及一种三维浪涌图的应用 |
DE102010040503B4 (de) * | 2010-09-09 | 2012-05-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Steuerung eines Verdichters |
EP2693059A4 (de) * | 2011-03-31 | 2014-11-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Verfahren zum betrieb eines gaskompressors und mit dem gaskompressor ausgestattetes gaskraftwerk |
US10436208B2 (en) * | 2011-06-27 | 2019-10-08 | Energy Control Technologies, Inc. | Surge estimator |
KR101858643B1 (ko) | 2012-03-23 | 2018-05-16 | 한화테크윈 주식회사 | 서지 방지를 위한 압축기 시스템 제어방법 및 압축기 시스템 |
DE102012213016A1 (de) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Minimierung des Spalts zwischen einem Läufer und einem Gehäuse |
US9097447B2 (en) | 2012-07-25 | 2015-08-04 | Johnson Controls Technology Company | Methods and controllers for providing a surge map for the monitoring and control of chillers |
US20140064948A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Dresser, Inc. | System and method for operating a compressor device |
US9506474B2 (en) * | 2014-12-08 | 2016-11-29 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for real-time compressor surge line adaptation |
US10254719B2 (en) | 2015-09-18 | 2019-04-09 | Statistics & Control, Inc. | Method and apparatus for surge prevention control of multistage compressor having one surge valve and at least one flow measuring device |
US20180163736A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | General Electric Company | Systems and methods for operating a compression system |
FR3081193B1 (fr) * | 2018-05-16 | 2020-07-03 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Compresseur et procede de controle du debit |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0058305A1 (de) * | 1981-02-14 | 1982-08-25 | M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Aktiengesellschaft | Steuerung von Turboverdichtern zum Verhindern des Pumpens |
EP0140499A2 (de) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | The Babcock & Wilcox Company | Verdichter mit Kontrolle des Pumpens |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2132141C3 (de) * | 1971-06-29 | 1979-08-16 | Gutehoffnungshuette Sterkrade Ag, 4200 Oberhausen | Verfahren zum kondensatfreien Betrieb von mehrstufigen Turbokompressoren |
US3876326A (en) * | 1974-01-30 | 1975-04-08 | Simmonds Precision Products | Surge control system |
US3963367A (en) * | 1974-08-21 | 1976-06-15 | International Harvester Company | Turbine surge detection system |
US4139328A (en) * | 1977-05-25 | 1979-02-13 | Gutehoffnungshitte Sterkrade Ag | Method of operating large turbo compressors |
US4156578A (en) * | 1977-08-02 | 1979-05-29 | Agar Instrumentation Incorporated | Control of centrifugal compressors |
US4164033A (en) * | 1977-09-14 | 1979-08-07 | Sundstrand Corporation | Compressor surge control with airflow measurement |
US4464720A (en) * | 1982-02-12 | 1984-08-07 | The Babcock & Wilcox Company | Centrifugal compressor surge control system |
US4594051A (en) * | 1984-05-14 | 1986-06-10 | Dresser Industries, Inc. | System, apparatus, and method for detecting and controlling surge in a turbo compressor |
US4697980A (en) * | 1984-08-20 | 1987-10-06 | The Babcock & Wilcox Company | Adaptive gain compressor surge control system |
-
1985
- 1985-12-18 DE DE19853544822 patent/DE3544822A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-12-12 US US06/940,980 patent/US4831535A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-12 JP JP61295087A patent/JPS62147096A/ja active Pending
- 1986-12-18 EP EP86117636A patent/EP0228665B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-18 DE DE8686117636T patent/DE3674365D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0058305A1 (de) * | 1981-02-14 | 1982-08-25 | M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Aktiengesellschaft | Steuerung von Turboverdichtern zum Verhindern des Pumpens |
DE3105376A1 (de) * | 1981-02-14 | 1982-09-02 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen | "verfahren zum betreiben von turboverdichtern" |
EP0140499A2 (de) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | The Babcock & Wilcox Company | Verdichter mit Kontrolle des Pumpens |
Cited By (8)
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 |
DE102004013209A1 (de) * | 2004-03-17 | 2005-10-06 | Volkswagen Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Volumenstroms eines Verdichters bei Kraftfahrzeugen |
DE102004013209B4 (de) * | 2004-03-17 | 2014-02-27 | Volkswagen Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Volumenstroms eines Verdichters bei Kraftfahrzeugen |
DE102008005354A1 (de) * | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Man Turbo Ag | Verfahren zur Regelung einer Strömungsmaschine |
DE102008005354B4 (de) * | 2008-01-21 | 2016-05-25 | Man Diesel & Turbo Se | Verfahren zur Regelung einer Strömungsmaschine |
DE102009003978A1 (de) | 2009-01-07 | 2010-07-08 | Man Turbo Ag | Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Gases mittels einer Strömungsmaschine |
RU2638896C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2017-12-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя и устройство для его реализации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3674365D1 (de) | 1990-10-25 |
EP0228665A3 (en) | 1988-01-13 |
EP0228665A2 (de) | 1987-07-15 |
EP0228665B1 (de) | 1990-09-19 |
JPS62147096A (ja) | 1987-07-01 |
US4831535A (en) | 1989-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0228665B1 (de) | Verfahren zur Pumpgrenzregelung von Turbokompressoren | |
EP1134422B1 (de) | Verfahren zur Regulierung des Pumpens eines Turbokompressors | |
DE3490181C2 (de) | ||
DE69727044T2 (de) | Regelsystem zur überspannungsverhütung bei dynamischen kompressoren | |
DE3544821A1 (de) | Verfahren zum regeln von turbokompressoren zur vermeidung des pumpens | |
EP2145112B1 (de) | Einrichtung und verfahren zur störungsüberwachung | |
EP2598755B1 (de) | Verfahren zum betrieb eines verdichters | |
DE102011050018A1 (de) | Pumpen-System | |
DE2838650A1 (de) | Druckstoss-steuersystem fuer verdichter | |
DE102010040503B4 (de) | Verfahren zur Steuerung eines Verdichters | |
EP2702459A1 (de) | Steuermittel zum ansteuern eines frequenzumrichters sowie ansteuerverfahren | |
DE19742799A1 (de) | Automatische Anpassung des Stellbereiches eines Druckregelkreises in Mehrpumpenanlagen | |
EP0335105B1 (de) | Verfahren zur Vermeidung des Pumpens eines Turboverdichters mittels Abblaseregelung | |
EP3524577B1 (de) | Wasserenthärtungsverfahren mit bestimmung einer regeneriermittelkonzentration über eine förderdauer und ein fördervolumen oder eine fördermasse | |
EP1450046B1 (de) | Verfahren zum Betreiben von Turbokompressoren mit Pumpgrenzregelung | |
DE102019003920A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Amplitude einer pumpeninduzierten Fluiddruckschwankung eines Fluids | |
EP3942171B1 (de) | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, einspritzsystem für eine brennkraftmaschine und brennkraftmaschine mit einem einspritzsystem | |
DE3540284A1 (de) | Einrichtung zum regeln eines turbokompressors zur verhinderung des pumpens | |
DE102008005354B4 (de) | Verfahren zur Regelung einer Strömungsmaschine | |
DE4316202C2 (de) | Verfahren zur Überwachung der Pumpgrenze eines Turboverdichters mit Vorleitapparat und Nachleitapparat | |
DE102014210877A1 (de) | Funktionsüberwachung einer Einspritzanlage | |
DE2739229A1 (de) | Regeleinrichtung fuer einen turboverdichter | |
EP1198871B1 (de) | Störungsüberwachung einer durch einen elektrischen motor angetriebenen arbeitsmaschine | |
DE102020215916A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Strömungsmaschine, Steuergerät | |
EP1847715A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Turboverdichters sowie Turboverdichter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MAN GUTEHOFFNUNGSHUETTE AG, 4200 OBERHAUSEN, DE |
|
8130 | Withdrawal |