-
Kreiselverdichteranlage mit einer nachgeschalteten Luftturbine Es
ist bekannt, einer Kreiselverdichteranlage eine Luftturbine nachzuschalten, die
mit der in der Nähe der Pumpgrenze des Verdichters über den Bedarf hinaus zu erzeugenden
Druckluft betrieben wird, so daß die überschußluft arbeitsleistend verwertet werden
kann. Das. Luftzuführungsventil der Turbine wird dabei selbsttätig über ein Steuergerät
in Abhängigkeit von der Pumpgrenze oder der Leistung des Verdichters verstellt.
-
Diese Regelung der Luftturbine bedingt, daß der Turbine bei großer
Leistung des Verdichters, d. h. also wenn dieser weit oberhalb der Pumpgrenze arbeitet,
wenig oder gar keine Luft zugeführt wird, also ihre Leistung gering oder sogar gleich
Null ist. Tritt in diesem Betriebszustand der Luftturbine eine Störung in der Speisung
eines vorhandenen elektrischen Leitungsnetzes ein, in das ein mit der Luftturbine
gekuppelter Stromerzeuger während desjenigen Zeitraumes zusätzlich Strom liefert,
innerhalb welchem aus dem Druckluftnetz des in der Nähe der Pumpgrenze arbeitenden
Verdichters überschußluft der Turbine zugeführt wird, so kann nicht einmal ein Notstrombetrieb
aufrechterhalten werden, weil auch der mit der stillstehenden Luftturbine gekuppelte
Stromerzeuger keinen Strom liefert.
-
Um die Luftturbine zur Notstromversorgung auch bei weit oberhalh der
Pumpgrenze arbeitendem Verdichter heranziehen zu können, wird nach der Erfindung
das Steuergerät für das Lufteinlaßventil der Turbine unter den Einfluß des Druckluftnetzes
gestellt, wenn der von der Luftturbine angetriebene Stromerzeuger das elektrische
Netz zusätzlich speist; dagegen wird dieses Steuergerät vom elektrischen Netz beeinflußt,
wenn der Stromerzeuger beim Ausfall des elektrischen Netzes zur Notstromversorgung
herangezogen wird. Abgesehen davon, daß hierdurch eine zweckentsprechende Anpassung
der gesamten Anlage an die jeweiligen Betriebsverhältnisse gesichert ist, wird ferner
noch der Vorteil erreicht, daß eine Beeinflussung des Steuergerätes durch die Pumpgrenze
beim Notstrombetrieb unterbleibt, während gleichzeitig dafür gesorgt ist, daß die
von dem Notstromerzeuger gelieferte Spannung geregelt wird.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
-
r ist ein Kreiselverdichter, beispielsweise zur Versorgung eines Luftdrucknetzes,
2 die Antriebsturbine mit Kondensation und einer Entnahmestelle, 3 eine zweigehäusige
Luftentspannungsturbine, die den Asynchronstromerzeuger q. antreibt und über eine
Rohrleitung mit dem Druckstutzen des Kreiselverdichters verbunden ist. 5 ist ein
Luftzwischenerhitzer, der von der Dampfturbinenentnahmestelle aus beheizt wird.
-
Zur selbsttätigen Regelung ist ein elektrischer Regler 6 vorgesehen,
dessen Steuergerät 7 bei geöffnetem Ventil 8 unmittelbar von dem Druckluftnetz beeinflußt
wird. Die
jeweils zwischen Kreiselv.erdichterdruckstutzen und Rückschlagventil9
abzublasende Druckluftmenge und damit die Belastung der Luftturbine 3 wird durch
das Ventil i o geregelf, das zu diesem Zweck einen vom Regler 6 beeinflußten elektrischen
Antrieb i i besitzt Der Asynchronstromerzeuger 4. mit Kurzschlußläufer gibt die
aus der Druckluft in Form von Elektrizität zurückgewonnene Energie an das vorhandene
Niederspannungsnetz 12 ab: er ist über den Schalter 13 mit dem Netz verbunden. Falls
die Hauptstromerzeugung einmal ausfällt, wird der Stromerzeuger q. zur Stromerzeugung
herangezogen. In diesem Falle wird das Ventil 8 von Hand oder durch Fernsteuerung
geschlossen, so daß die Regelung des Ventils io nicht in Abhängigkeit vom Druckluftnetz,
sondern in Abhängigkeit vom elektrischen Netz erfolgt, Für diese Regelung ist ein
Impulswandler i q. vorgesehen, der Spannungsschwankungen des Netzes umsetzt in Druckschwankungen
und diese dem Steuergerät 7 mitteilt, welches im entsprechenden Sinne auf das Ventil
i o wirkt. Der Impulswandler wird in dem Augenblick, in welchem das Ventil 8 geschlossen
wird, über den Schalter 15 an das Netz gelegt. Da ein Asynchronstromerzeuger nicht
ohne weiteres zur Speisung von Asynchronmotoren verwendet werden kann, sind Kondensatoren
16 und 17 zur Deckung des Blindstrombedarfes eingebaut. Zur Sicherung gegen das
Durchgehen der Luftturbinengruppe bei erhöhter Drehzahl ist der Asynchronstromerzeuger
mit hoher überlastbarkeit ausgelegt, jedoch kann der Luftturbine sicherheitshalber
noch ein Schnellschlußventil vorgeschaltet werden.
-
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Solange der Druckluftbedarf
im Druckluftnetz oberhalb der Pumpgrenze des Kreiselverdichters liegt, ist eine
Zuschaltung der Luftturbine nicht erforderlich. Die Regelung des Kreiselverdichters
erfolgt in diesem Falle durch einen der bekannten Regler, die auf den Antrieb des
Kreiselverdichters wirken. Wenn jedoch der Druckluftbedarf in die Nähe der Pumpgrenze
gelangt, wird beispielsweise durch eine Signalvorrichtung, die in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, der Maschinist veranlaßt, von Hand das Regelventil io zu
öffnen und die Luftturbine 3 anzulassen. Das Anlassen kann aber auch elektrisch
geschehen, indem der Schalter 13 eingelegt wird, so daß der Asynchronstromerzeuger
anläuft. Nach öffnen des Ventils 8 steht das Steuergerät 7 unter dem unmittelbaren
Einfluß des Druckluftnetzes und regelt beispielsweise in Abhängigkeit vom Druck
über den Regler 6 das Regelventil io. Bei kleinem Druckabfall im Druckluftnetz durch
erhöhten Luftbedarf wird das Regelventil lm Schließungssinne eingestellt und umgekehrt.
-
-., Ziveclcmäßig arbeitet das Steuergerät ; .- träger als der eigentliche
Regler des Kreiselvee@dichters, damit bei einer geringen Druckänderung im Druckluftnetz
der Ausgleich des Luftbedarfes -zunächst durch das Regelventil io erfolgt und die
Antriebsturbine 2 mit gleicher Drehzahl weiterlaufen kann. Das Regelventil ist so
ausgelegt, daß es bei steigendem Luftbedarf im Druckluftnetz nur so weit geschlossen
werden kann, als es die Grundleistung der Luftturbine erfordert.
-
Bei Ausfall der Netzspannung wird das Ventil 8 geschlossen und der
Schalter 15 eingelegt. Die Spannungsänderungen des Stromerzeugers oder des Netzes
werden durch den Impulswandler 14 auf ein mit ihm gekuppeltes Drosselventil übertragen,
welches in einer Rohrleitung parallel zum Ventil 8 liegt. Zwischen dem mit dem Impulswandler
14 gekuppelten Drosselventil und dem Steuc#rgerät 7 ist eine in der Zeichnung nicht
gezeigte Abströmöffnung von bestimmtem Querschnitt vorhanden. Der zum Steuergerät
7 gelangende Steuerluftdruck ändert sich in dem Maße, wie das Ventil entsprechend
der Netzspannung im üffnungs- oder Schließungssinne eingestellt wird.
-
Damit Druckschwankungen im Luftdrucknetz bei Notstrombetrieb nicht
bis zurr Steuergerät 7 gelangen, kann dem mit dem Impulswandler 14. gekuppelten
Ventil noch ein besonderes Drosselorgan vorgeschaltet werden. Beispielsweise wirkt
die im Impulswandler eingebaute Spannungsspule bei einer Spannungsverminderung im
Schließungssinne ,auf das Ventil, so daß ein Druckabfall am Steuergerät 7 entsteht
und der Regler io im Öffnungssinne eingestellt wird, wodurch der Stromerzeuger auf
höhere Drehzahl und höhere Spannung gebracht wird.
-
Die Regelung der Luftturbine sowohl vom Druckluftnetz her als auch
von der Arbeitsmaschinenseite her beschränkt sich nicht auf das Zusammenarbeiten
mit einem einzigen Kreiselverdichter. Wenn mehrere Kreiselverdichter auf ein gemeinsames
Druckluftnetz arbeiten, wird die Luftturbine an das gemeinsame Druckluftnetz angeschlossen,
so daß bei entsprechender Auslegung der Luftturbine mehrere Verdichter unterhalb
der Pumpgrenze wirtschaftlich betrieben werden können.