CH648639A5 - Verfahren zur regelung des abblasens eines turbo-verdichters. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Abblasens eines Turboverdichters, bei welchem der Austrittsdruck hinter dem Verdichter gemessen wird und bei Erreichen der eingestellten Abblaselinie im Druck-Durch-fluss-Diagramm bzw. Erreichen des eingestellten Maximaldrucks über einen Regler das bzw. die Abblasventil(e) hinter dem Verdichter betätigt wird (werden).
Es ist bereits bekannt, Regelungen des Abblasens eines Turbo-Verdichters dadurch zu erreichen, dass eine Begrenzung des Durchfluss-Istwertes vorgenommen wird.
Dieses bekannte Verfahren ist jedoch nicht beim Vorliegen sehr steiler Abblaselinien geeignet, da sich durch einen Druckanstieg der Sollwert und damit die Regelabweichung nur geringfügig ändern. Ausserdem hat dieses Verfahren den Nachteil, dass bei einer Istwert-Begrenzung die Gesamtverstärkung des Regelkreises reduziert wird und die Regelung dadurch langsamer reagiert.
Bei einer Verschiebung der Abblaselinie mit der Temperatur wird der Sollwert der Regelung des Abblasens ebenfalls verstellt.
Eine Regelung des Abblasens durch eine waagrechte Abblaselinie ist nicht möglich, weil dabei zu einem bestimmten Enddruck kein definierter Solldurchfluss gehört und die Regelung somit instabil wird.
Es ist jetzt Aufgabe der Erfindung, ein Regelverfahren zu schaffen, bei welchem die genannten Nachteile nicht mehr auftreten und das es insbesondere erlaubt, auf einfache und wirksame Weise den Enddruck sicher und wirksam auch für schwierig zu regelnde, steile Abblaslinien zu regeln.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.
In einer weiteren Ausgestaltung ist dabei auch an die Berücksichtigung anderer Kenngrössen beim Verdichterbetrieb wie Leistung, Mischungsverhältnisse und dergleichen gedacht. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 die Abblaselinie und die Pumpgrenze einer Turbomaschine bzw. eines Turbo-Verdichters,
Figur 2 schematisch die erfindungsgemässe Regeleinrichtung mit symbolisch dargestelltem Kurvenzug und
Figur 3 die Abblaselinie einer Turbomaschine mit variablem Saugdruck mit einem senkrechten und horizontalen Ast.
Üblicherweise wird die Abblaselinie 2 (siehe Fig. 1) von der Pumpgrenzlinie 1 einen gewissen Abstand aufweisen, um die nötige Sicherheit zur Verhinderung des Pumpens der Turbomaschine bzw. des Turboverdichters zu haben.
Gemäss Figur 2 wird bei der Regelung des Abblasens eines Turboverdichters 15 der gemessene Austrittsdruck hinter dem Verdichter mit dem maximal zulässigen Druck (=
P-Soll) verglichen und parallel zur Regelabweichung auf den Maximalwertauswähler 5 vor dem Regler 8 gegeben. Bei Bedarf kann dieses Signal, welches hinter dem Vergleichspunkt 7 durch einen Leitungsstrang dem Maximalwertauswähler 5 zugeführt wird, mit einem Faktor multipliziert werden, um eine u.U. erforderliche Anpassung der Regelverstärkungen bei unterschiedlichen Betriebsarten zu ermöglichen.
Die Regeleinrichtung weist in üblicher Art je ein Messgerät 3 zur Messung des Durchflusses und des hinter dem Verdichter 15 vorliegenden Austrittsdruckes auf. Das Signal des Druckmessumformers 4 wird über einen Kurvenzugrechner 9 zu einem mit dem Signal des Durchflussmessgerätes 3 vergleichbaren Signal umgeformt und mit diesem verglichen. Die Differenz der beiden Signale wird dann über einen Leitungsstrang 13 dem Maximalwertauswähler 5 zugeführt, von dem aus das jeweils grösste Signal dem Regler 8 zugeführt wird, der wiederum ein Signal für das Abblaseventil 16 abgibt.
Der beschriebene Regelkreisast verläuft von 4 über 9 und Vergleichspunkt 10. Der weitere Regelkreisast vergleicht im Vergleichspunkt 7 P-Soll und im Vergleichspunkt 7 wird ein Vergleich des Signals von 4 mit P-Soll vorgenommen. Die Differenz in 7 wird dann über einen Leitungsstrang 12 dem Maximalwertauswähler 5 zugeführt.
In einem weiteren Ast des Regelkreises wird das Reglersignal im Vergleichspunkt 11 mit einem aus einem Handregler 6 kommenden Signal verglichen, wobei die Signaldifferenz über einen Leitungsstrang 14 ebenfalls dem Maximalwertauswähler 5 zugeführt wird. Auf diese Weise wird auch während des Anfahrvorganges des Verdichters die Überwachung gesichert.
Steigt der Enddruck über den eingestellten zulässigen Druck an, erhält der Regler 8 unabhängig vom Abstand des Arbeitspunktes von der Abblaselinie 2 eine positive Regelabweichung und das Abblaseventil öffnet so weit, bis der Enddruck dem Referenzdruck entspricht.
Um die erforderliche Verstärkung der eingestellten Reglerverstärkung anzupassen, kann der genannte feste Faktor in dem Multiplikationsglied Xa nach den Erfordernissen verändert werden.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Regelung besteht ausserdem darin, dass eine Veränderung der Lage der Abblaselinie 2 keinerlei Einfluss auf den eingestellten Höchstdruck-Sollwert hat.
Bei Maschinen mit einer Abblaselinie gemäss Figur 3 kann weiterhin bei Einsatz des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Bildung des Druckverhältnisses verzichtet werden. Statt des festen Höchstdrucks wird der mit dem Auslegungsdruckverhältnis multiplizierte Ansaugdruck als Sollwert aufge2
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schaltet und dadurch wird der waagrechte Ast bei sinkendem Saugdruck entsprechend dem Druckverhältnis zu kleinen Enddrücken verschoben, d.h. der End-Höchstdruck wird an den Ansaugdruck angepasst.
stung entsprechend bestimmt und begrenzt werden. Hierbei wird entsprechend dem erfindungsgemässen Prinzip eine Regelabweichung aus Leistungs-Istwert und maximal zulässiger Leistung gebildet und parallel zu den anderen Signalen
In einer weiteren Ausgestaltung kann auch die Antriebslei- 5 auf den Maximalwertauswähler 5 geschaltet.
B
1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Regelung des Abblasens eines Turboverdichters, bei welchem der Austrittsdruck hinter dem Verdichter (15) gemessen wird und bei Erreichen der eingestellten Abblaselinie (2) im Druck-Durchfluss-Diagramm bzw. Erreichen des eingestellten Maximaldrucks über einen Regler (8) das bzw. die Abblaseventil(e) (16) hinter dem Verdichter (15) betätigt wird (werden), dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Austrittsdruck proportionales Signal mit der Signalgrösse des Maximaldrucks (P-Soll) verglichen wird und das resultierende Signal über einen ersten Leitungsstrang (12) einem Maximalwertauswähler (5) zugeführt wird, dass das dem Durchfluss proportionale Signal mit dem minimal zulässigen Durchfluss gemäss der Abblaselinie (2) verglichen wird und das resultierende Signal über einen zweiten Leitungsstrang (13) ebenfalls dem Maximalwertauswähler (5) zugeführt wird, dass hinter dem Maximalwertauswähler (5) ein Regler (8) angeordnet ist, dessen Signal das bzw. die Abblaseventil(e) (16) eingestellt, und dass das Reglersignal mit einem Signal eines Handreglers (6) verglichen und über einen dritten Leitungsstrang (14) ebenfalls dem genannten Maximalwertauswähler (5) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal des mit dem Auslegedruckverhältnis des Turboverdichters (15) multiplizierten Ansaugdrucks als Sollwert mit dem Signal des hinter dem Verdichter gemessenen Austrittsdrucks verglichen und die Differenz über den ersten Leitungsstrang (12) dem Maximalwertauswähler (5) zugeführt wird.
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