DE384006C

DE384006C - Control device for centrifugal compressor

Info

Publication number: DE384006C
Application number: DEA38047D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Rueckert
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1922-06-29
Filing date: 1922-06-29
Publication date: 1923-10-24

Description

Regeleinrichtung für Kreiselverdichter. Kreiselverdichter können wirtschaftlich nur bis zur Pumpgrenze, d. h. um etwa 5o Prozent, in der Fördermenge geregelt werden. Nicht selten wird längere Zeit hindurch eine geringere Fördermenge gebraucht, die infolge der Pumpgefahr nicht mehr durch mechanische Regeleinrichtungen ohne erhebliche Verluste einstellbar ist, selbst wenn man Drehzahlregelung zu Hilfe nimmt. In solchen Fällen muß der Kreiselverdichter dauernd an der unsicheren Pumpgrenze arbeiten, und es muß ein Teil der komprimierten Luft ins Freie abgeblasen werden; dabei ist in jedem Fall mindestens der gleiche Energieaufwand nötig, wie wenn der Kompressor die abgeblasene Luft ins Drucknetz hineinfördern würde.Control device for centrifugal compressors. Centrifugal compressors can be economical only up to the surge limit, d. H. by about 5o percent, in the flow rate can be regulated. It is not uncommon for a lower delivery rate to be required for a longer period of time due to the risk of pumping no longer by mechanical control devices without significant Losses can be set, even if speed control is used as an aid. In such In some cases, the centrifugal compressor must constantly work at the unsafe surge limit, and some of the compressed air must be blown off into the open; is there In any case, at least the same amount of energy is required as when the compressor would convey the blown air into the pressure network.

Gemäß der Erfindung soll nun eine wirtschaftliche Betriebsweise der Kreiselverdichteranlage auch dann erreicht werden, wenn der Bedarf an Preßluft geringer ist als der Fördermenge des Kompressors oberhalb der Pumpgrenze entspricht; außerdem soll die ganze Kompressoranlage selbsttätig arbeiten und sich die Preßlufterzeugung möglichst beim besten Wirkungsgrad dem jeweiligen Preßluftverbrauch vollständig anpassen. Dieser doppelte Zweck wird erreicht durch die Anordnung einer vom Druck in der Preßluftleitung beeinflußten Schaltvorrichtung, welche den Kreiselverdichter bei Erreichen der Pumpgrenze selbsttätig stillsetzt und bei gegebener Druckabnahme selbsttätig wieder einschaltet, in Verbindung mit einem in die Preßluftleitung eingeschalteten Druckluftspeicher, welcher dazu dient, bei dauernd ungünstigstem Preßluftverbrauch die Zahl der erforderlichen Ein- und Ausschaltungen nicht über ein bestimmtes Maß hinausgehen zu lassen.According to the invention should now be an economical mode of operation Centrifugal compressor system can also be achieved when the need for compressed air is lower is than corresponds to the delivery rate of the compressor above the surge limit; aside from that the whole compressor system should work automatically and the compressed air generation if possible with the best efficiency for the respective Compressed air consumption fully customize. This dual purpose is achieved by the arrangement of a Switching device influenced by the pressure in the compressed air line, which controls the centrifugal compressor automatically stops when the surge limit is reached and when the pressure drops automatically switches on again in connection with a switched on in the compressed air line Compressed air storage, which is used with the most unfavorable compressed air consumption the number of required switches on and off does not exceed a certain level to let go.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise, Abb.2 ein Schema der Einrichtung gemäß der Erfindung.The invention is illustrated in one embodiment in the drawing, namely Fig. i shows a diagram to explain the mode of operation, Fig.2 a Scheme of the device according to the invention.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Anlage ist a der durch den einen Elektromotor angetriebene Kreiselverdichter, b ein Selbstanlasser, d ein in die Preßluftleitung eingeschalteter Speicher und c ein von der Spannung im Speicher beeinflußter Druckregler, der durch eine geeignete Übertragung, z. B. eine elektrische Übertragung, auf den Selbstanlasser b wirkt. Bei e ist die zur Einrichtung gehörige Anfahrölpumpe dargestellt, die vom Selbstanlasser b gesteuert wird, und bei f eine gleichfalls vom Selbstanlasser aus gesteuerte elektromagnetische Schaltvorrichtung, «-elche auf einen Hilfsauslaß der Preßluftleitung wirkt.In the system shown in Fig. 2, a is that by an electric motor driven centrifugal compressor, b a self-starter, d a in the compressed air line activated storage tank and c a pressure regulator influenced by the voltage in the storage tank, by a suitable transmission, e.g. B. an electrical transmission to the Self-starter b works. The start-up oil pump belonging to the device is shown at e, which is controlled by the self-starter b, and at f one also by the self-starter from controlled electromagnetic switching device, «-elche on an auxiliary outlet the compressed air line acts.

In dem Diagramm der Abb. i ist auf der Abszisse die volumetrische Leistung Q in Prozenten aufgetragen und auf der Ordinate die Drücke p in der Preßluftleitung sowie der Wirkungsgrad des Kreiselverdichters. Die Kurve g zeigt die sogenannte Pumpgrenze; h ist die Druckvolumenkurve und i die Wirkungsgradkurve. Ferner sind k und l die untere und obere Leistungsgrenze, die bei dem Beispiel zu 5o bzw. ioo Prozent angenommen sind.In the diagram in Fig. I, the volumetric power Q is plotted as a percentage on the abscissa and the pressures p in the compressed air line and the efficiency of the centrifugal compressor are plotted on the ordinate. The curve g shows the so-called surge limit; h is the pressure volume curve and i is the efficiency curve. Furthermore, k and l are the lower and upper power limits, which are assumed to be 50 and 100 percent in the example.

Solange die Spannung im Druckluftnetz unter 7 Atm. Überdruck liegt, arbeitet der Kompressor a im Bereiche der Druckvolurnenkurve oberhalb der Pumpgrenze zwischen k und 1. Die mittlere Leistung entspricht dabei ungefähr dem besten Wirkungsgrad (vgl. Kurve i). Nimmt der Preßluftverbrauch dauernd ab und ist schließlich niedriger, als der Kompressorförderung oberhalb der Pumpgrenze entspricht, so steigt der Druck unter Aufladung des Speichers, bis bei7,5Atm.Überdruck die ganze Anlage durch den Druckregler c, der den Stromkreis zum Selbstanlasser b unterbricht, stillgesetzt wird. Der Preßluftverbrauch wird jetzt aus dem Speicher gedeckt, bis die untere Druckgrenze erreicht ist. Der Speicher ist so bemessen, daß der Selbstanlasser bei dauernd ungünstigstem, d. h. bei dein vorkommenden geringsten Preßluftverbrauch, der etwa 25 Prozent der maximalen Kompressorleistung betragen möge, nicht durch zu häufiges Schalten überlastet wird. Die Umschaltung soll bei diesen ungünstigsten Betriebsverhältnissen beispielsweise einige wenige Male in der Stunde stattfinden.As long as the voltage in the compressed air network is below 7 Atm. If there is overpressure, the compressor a works in the area of the pressure volume curve above the surge limit between k and 1. The average power corresponds approximately to the best efficiency (cf. curve i). If the compressed air consumption decreases continuously and is ultimately lower than the compressor delivery above the surge limit, the pressure rises while the accumulator is being charged, up to 7.5Atm will. The compressed air consumption is now covered by the memory until the lower pressure limit is reached. The memory is dimensioned in such a way that the self-starter is not overloaded by too frequent switching in the case of the most unfavorable, that is, when the lowest compressed air consumption occurs, which may amount to about 25 percent of the maximum compressor output. The changeover should take place, for example, a few times an hour under these most unfavorable operating conditions.

Das Einschalten des Selbstanlassers erfolgt, wenn der Druckregler c den Hilfsstromkreis schließt. Dies geschieht in vorliegendem Falle bei 5 Atm. Überdruck. Es wird dann zunächst die Anfahrölpumpe eingeschaltet und zugleich der Hilfsauslaß durch den Elektromagneten f geöffnet, damit der Kompressor leer anläuft und das Pumpen während des Anfahrens vermieden wird. Nach Einschalten der Anfahrölpumpe wird der Motor des Kompressors a elektrisch angelassen, indem die Anlaßwiderstände durch einen Hilfsmotor abgeschaltet werden. Hat der Kompressor seine volle Leistung aufgenommen, so wird die Anfahrölpumpe e wieder stillgesetzt und der Hilfsauslaß bei f .geschlossen; der Kompressor beginnt dann ins Netz zu fördern.Switching on the self-starter occurs when the pressure regulator c closes the auxiliary circuit. In the present case, this happens at 5 atm. Overpressure. The start-up oil pump is then switched on first and at the same time the Auxiliary outlet opened by solenoid f so that the compressor starts idling and avoid pumping during start-up. After switching on the start-up oil pump the motor of compressor a is started electrically by using the starting resistors be switched off by an auxiliary motor. Does the compressor have its full capacity added, the start-up oil pump e is stopped again and the auxiliary outlet closed at f.; the compressor then begins to feed into the network.

Die Regeleinrichtung läßt sich in gleicher Weise auch bei Dampfkreiselverdichtern verwenden; sie kann dann ebenfalls wirtschaftliche Vorteile bieten, besonders, wenn eine Dampfspeicheranlage vorhanden ist.The control device can also be used in the same way for centrifugal steam compressors use; it can then also offer economic advantages, especially if a steam storage system is available.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control device for centrifugal compressors, marked by the arrangement of a switching device influenced by the pressure in the compressed air line, which automatically stops the centrifugal compressor when the surge limit is reached and automatically switches on again when the pressure drops, in conjunction with a compressed air reservoir connected to the compressed air line, which serves to the number of required inputs and Not to let switch-offs go beyond a certain level.

2. Control device according to claim i, characterized in that the switching device is first the start-up oil pump starts up and switches it off automatically after the start of the engine.