EP4614005A1 - Verfahren und steuergerät zum betreiben eines verdichters - Google Patents

Verfahren und steuergerät zum betreiben eines verdichters

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EP4614005A1
EP4614005A1 EP25159006.3A EP25159006A EP4614005A1 EP 4614005 A1 EP4614005 A1 EP 4614005A1 EP 25159006 A EP25159006 A EP 25159006A EP 4614005 A1 EP4614005 A1 EP 4614005A1
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EP
European Patent Office
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compressor
water vapor
process gas
vapor content
volume flow
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Application number
EP25159006.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kolja Metz
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Everllence SE
Original Assignee
Everllence SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Everllence SE filed Critical Everllence SE
Publication of EP4614005A1 publication Critical patent/EP4614005A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D27/02—Surge control
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/001—Testing thereof; Determination or simulation of flow characteristics; Stall or surge detection, e.g. condition monitoring
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a compressor and a control device for operating a compressor.
  • the present invention is based on the object of creating a novel method for operating a compressor and a control device for operating a compressor.
  • a water vapor content of the process gas or a variable corresponding to the water vapor content is determined, wherein the control line along which the compressor is operated is adapted depending on the water vapor content or the variable corresponding to the water vapor content.
  • the present invention proposes, for the first time, determining the water vapor content of the process gas or a value corresponding to the water vapor content and adapting the control characteristic along which the compressor operates based on this.
  • a compressor used to compress a process gas with a dynamically changing water vapor content can thus always operate stably.
  • the invention is particularly suitable for compressing carbon dioxide as a process gas with a dynamically changing water vapor content.
  • the dew point of the process gas is measured, in particular using a dew point mirror hygrometer, and the water vapor content is determined depending on the dew point, in particular based on a characteristic map or characteristic curve.
  • a dew point seal hygrometer the dew point of the process gas and, depending on the dew point, the water vapor content can be determined very quickly with little effort and therefore low cost.
  • the water vapor content can be determined in a timescale of less than one second, in particular in the order of 50 milliseconds, in order to then adjust the control characteristic of the surge limit controller with the same dynamic response.
  • a temperature of the process gas upstream of the compressor is also measured, wherein the control line along which the compressor is operated is also adjusted depending on the temperature of the process gas upstream of the compressor, in particular depending on the characteristic map or characteristic curve. If the temperature of the process gas upstream of the compressor is additionally measured and the control characteristic curve is adjusted not only depending on the water vapor content but also on the temperature of the process gas, in particular depending on the characteristic map or characteristic curve, the operation of the surge limit controller can be further improved in order to always operate the compressor within a stable operating range, i.e., with sufficient distance from the surge limit.
  • a gas constant of the process gas is determined depending on the water vapor content or the quantity corresponding to the water vapor content.
  • the control curve along which the compression is carried out is adjusted depending on the gas constant of the process gas and thus depending on the water vapor content or the quantity corresponding to the water vapor content, in particular depending on the characteristic map or characteristic curve. This procedure is particularly preferred.
  • the gas constant of the process gas to be compressed is determined depending on the water vapor content, in order to then adjust the control characteristic curve depending on the gas constant of the process gas to be compressed.
  • Fig. 1 shows a highly schematic view of a compressor 10 for compressing a process gas, wherein process gas to be compressed is fed to the compressor 10 via a supply line 11, and wherein compressed process gas is discharged from the compressor 10 via a discharge line 12.
  • the operation of the compressor 10 is controlled by a control unit 13, wherein a surge limit controller 20 is a component of the control unit 13.
  • control unit 13 Various input variables are provided to the control unit 13, such as the input variable of a so-called differential pressure sensor 14.
  • the differential pressure sensor 14 measures a pressure difference in the supply line 11 upstream of the compressor 10, as a function of which the control unit 13, in particular the surge limit controller 20 thereof, determines a volume flow of the process gas through the compressor 10 or a variable corresponding to this volume flow, in particular in a map-dependent or characteristic-curve-dependent manner.
  • the volume flow of the process gas through the compressor (10) or a value corresponding to the volume flow is determined depending on a pressure difference in the supply line upstream of the compressor.
  • thermo-based measuring methods such as temperature-based measuring methods (hot wire anemometers), Coreolis flow measurements, ultrasonic flow meters, laser Doppler anemometers can be used to determine the volume flow.
  • Fig. 1 further shows a pressure sensor 15 in the area of the supply line 11 and a pressure sensor 16 in the area of the discharge line 12, wherein the pressure sensor 15 measures a suction pressure and thus an inlet pressure of the compressor 10 and the pressure sensor 16 measures an outlet pressure of the compressor 10 and provides it to the control unit 13.
  • the control unit 13 Depending on the inlet pressure of the compressor 10 and depending on the outlet pressure of the compressor 10, a so-called delivery head of the compressor 10 or a variable corresponding to the delivery head can be determined by the control unit 13, in particular by the surge limit controller, in particular in a map-dependent or characteristic-curve-dependent manner.
  • Fig. 3 shows an exemplary volume flow-head characteristic map of the compressor 10, where Fig. 3 The delivery head FH is plotted against the volume flow VS through the compressor 10.
  • Fig. 3 shows a so-called surge limit PG, which separates the stable operating range from the unstable operating range of the compressor 10.
  • the surge limit controller 20 of the control unit 13 operates the compressor 10 along the Fig. 3 shown control line RL with sufficient distance from the surge limit PG to operate the compressor 10 in the stable operating range.
  • the surge limit controller 20 or the control unit 13 acts on a valve 17.
  • This valve 17 is designed as a relief valve. If the surge limit controller 20 determines, depending on the volume flow VS or the value corresponding to the volume flow VS as well as depending on the discharge head FH or the value corresponding to the discharge head FH, that the compressor 10 is no longer operating along the control line RL but with too little distance to the surge limit PG, the control unit 13 or the surge limit controller 20 thereof outputs a control variable for the valve 17 serving as the actuator in order to blow off part of the compressed process gas.
  • Fig. 2 an embodiment of the invention in which the valve 17 is not designed as a relief valve, but as a return valve in order to return a part of the compressed process gas in the direction of the supply line 11 of the compressor 10.
  • the characteristic map of the compressor 10 and thus also its surge limit PG will change depending on the water vapor content.
  • Fig. 4 a volume flow-head characteristic map analogous to the Fig. 3 , but with a higher water vapor content of the process gas to be compressed. If the volume flow-head characteristic map of the Fig. 4 the surge limit controller the control line RL of the Fig. 3 this could lead to unstable operation of the compressor 10.
  • the water vapor content of the process gas or a value corresponding to the water vapor content is determined. This is done according to Fig. 1, 2 using a dew point mirror hygrometer 18, which measures the dew point of the process gas to be compressed and provides the measured dew point to the control unit 13 as an input variable.
  • the control unit 13 can then determine the water vapor content of the process gas to be compressed depending on the measured dew point, in particular depending on the characteristic map or characteristic curve.
  • a dew point mirror hygrometer 18 it is also possible for a dew point mirror hygrometer 18 to directly determine the water vapor content of the process gas to be compressed as an output variable and to provide it to the control unit 13.
  • the control unit 13 adapts the control characteristic RL of the surge limit controller depending on the water vapor content or the variable corresponding to the water vapor content, in particular in a map-dependent or characteristic-dependent manner, in order to always ensure stable operation of the compressor 10 depending on the water vapor content of the process gas.
  • the control unit 13 can adapt the control curve RL in such a way that it determines a gas constant of the process gas depending on the water vapor content or the variable corresponding to the water vapor content, for example in a map-dependent or characteristic-dependent manner. From the dependent The control line RL can then be adjusted, in particular depending on the map or characteristic curve, using the gas constant determined by the water vapor content.
  • the control line RL of the surge limit controller is adjusted depending on the gas constant and thus depending on the water vapor content or the quantity corresponding to the water vapor content.
  • Fig. 1 and 2 It is further provided to measure the temperature of the process gas to be compressed upstream of the compressor 10 using a temperature sensor 19 and to provide a corresponding temperature measurement value to the control unit 13.
  • the control unit 13 adapts the control line RL depending on the water vapor content on the one hand and on the temperature of the process gas on the other hand, in particular depending on the characteristic map or characteristic curve.
  • the invention further relates to the control unit 13 with the surge limit controller 20, which is configured to automatically execute the method described above on the control side.
  • the control unit 13 has data interfaces for exchanging data with the components involved in implementing the method according to the invention, such as the differential pressure sensor 14, the pressure sensors 15, 16, the dew point mirror hygrometer 18, and the temperature sensor 19. All of these components provide input data to the control unit 13.
  • the control unit 13 outputs operating parameters for the compressor 10 and the valve 17 as output data.
  • the control unit 13 is configured to adapt the control line RL of the surge limit controller thereof depending on the water vapor content of the process gas or the variable corresponding to the water vapor content and preferably also depending on the temperature of the process gas to be compressed, in particular depending on the characteristic map or characteristic curve.
  • the invention allows the control line RL of a surge limit controller to be adjusted highly dynamically, within a time range of less than one second, particularly on the order of 50 milliseconds, depending on the water vapor content of the process gas to be compressed.
  • the solution according to the invention is fast and cost-effective.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Verdichters (10), welcher der Verdichtung eines Prozessgases dient, wobei ein Volumenstrom des Prozessgases durch den Verdichter (10) oder eine dem Volumenstrom entsprechende Größe ermittelt wird, wobei abhängig von einem gemessenen Eingangsdruck des Verdichters (10) und abhängig von einem gemessenen Ausgangsdruck des Verdichters (10) eine Förderhöhe des Verdichters (10) oder eine der Förderhöhe entsprechende Größe ermittelt wird, wobei ein Pumpgrenzregler (20) abhängig von dem Volumenstrom oder der dem Volumenstrom entsprechenden Größe und abhängig von der Förderhöhe oder der der Förderhöhe entsprechenden Größe eine Stellgröße für ein mit dem Verdichter (10) zusammenwirkendes Stellglied (17) derart ermittelt wird, dass der Verdichter (10) entlang einer Regellinie (RL), die einen definierten Abstand von der Pumpgrenze (PG) des Verdichters (10) aufweist, betrieben wird, wobei ein Wasserdampfanteil des Prozessgases oder eine dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe ermittelt wird, und wobei die Regellinie (RL), entlang derer der Verdichter (10) betrieben wird, abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe angepasst wird. Fig. 1

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verdichters und ein Steuergerät zum Betreiben eines Verdichters.
  • Aus der Praxis ist es bekannt, einen Verdichter so mithilfe eines Pumpgrenzreglers zu betreiben, dass der Verdichter entlang einer Regellinie betrieben wird, die einen definierten Abstand von der Pumpgrenze des Verdichters aufweist. Es ist bekannt, dass die Pumpgrenze dabei von der Zusammensetzung des vom Verdichter zu verdichtenden Prozessgases abhängig ist. In der Praxis wird daher die Zusammensetzung eines zu verdichtenden Prozessgases mithilfe eines Gaschromatographen oder eines vergleichbaren Gasanalysesystems bestimmt, um abhängig von der vom Gaschromatographen bestimmten Zusammensetzung des Prozessgases die Regellinie für den Pumpgrenzregler einzupassen. Die Gasanalyse mithilfe eines Gaschromatographen benötigt jedoch eine relativ lange Zeitdauer, sodass eine schnelle Reaktion des Pumpgrenzreglers auf eine sich ändernde Zusammensetzung des zu verdichtenden Prozessgases nicht gewährleistet ist. Ferner ist der Einsatz von Gaschromatographen teuer.
  • DE 35 44 822 A1 , DE 195 28 253 C2 und DE 103 04 063 A1 offenbaren jeweils Verfahren zum Betreiben eines Verdichters mit einer Pumpgrenzregelung.
  • Es besteht Bedarf an einem Verfahren und an einem Steuergerät zum Betreiben eines Verdichters, die es ermöglichen, innerhalb kürzester Zeit, insbesondere im Bereich von weniger als einer Sekunde, auf eine sich ändernde Zusammensetzung eines zu verdichtenden Prozessgases zu reagieren und so einen stabilen Betrieb des Verdichters entlang einer Regellinie zu gewährleisten, die stets einen definierten Abstand von der Pumpgrenze des Verdichters aufweist.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Verdichters und ein Steuergerät zum Betreiben eines Verdichters zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines nach Anspruch 1 und durch ein Steuergerät nach Anspruch 7 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Wasserdampfanteil des Prozessgases oder eine dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe ermittelt, wobei die Regellinie, entlang derer der Verdichter betrieben wird, abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe angepasst wird.
  • Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, den Wasserdampfanteil des Prozessgases oder eine dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe zu ermitteln und abhängig hiervon die Regelkennlinie, entlang derer der Verdichter betrieben wird, anzupassen. Ein Verdichter, welcher der Verdichtung eines Prozessgases mit sich dynamisch änderndem Wasserdampfanteil dient, kann so stets stabil betrieben werden. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Verdichtung von Kohlenstoffdioxid als Prozessgas mit einem sich dynamisch ändernden Wasserdampfanteil.
  • Vorzugsweise wird der Taupunkt des Prozessgases insbesondere mit Hilfe eines Taupunktspiegelhygrometers gemessen, und der Wasserdampfanteil wird abhängig vom Taupunkt insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig ermittelt. Über ein Taupunktsiegelhygrometer kann der Taupunkt des Prozessgases und abhängig vom Taupunkt der Wasserdampfanteil innerhalb kürzester Zeit mit geringem Aufwand und demnach geringen Kosten ermittelt werden. Der Wasserdampfanteil kann in einer Größenordnung von weniger als einer Sekunde, insbesondere in der Größenordnung von 50 Millisekunden ermittelt werden, um dann mit der gleichen Dynamik die Regelkennlinie des Pumpgrenzreglers anzupassen.
  • Vorzugsweise wird ferner eine Temperatur des Prozessgases stromaufwärts des Verdichters gemessenen, wobei die Regellinie, entlang derer der Verdichter betrieben wird, auch abhängig von der Temperatur des Prozessgases stromaufwärts des Verdichters insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig angepasst wird. Dann, wenn zusätzlich die Temperatur des Prozessgases stromaufwärts des Verdichters gemessen wird und die Regelkennlinie nicht nur abhängig vom Wasserdampfanteil, sondern auch von der Temperatur des Prozessgases insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig angepasst wird, kann der Betrieb des Pumpgrenzreglers weiter verbessert werden, um den Verdichter stets in einem stabilen Betriebsbereich zu betreiben, also mit ausreichendem Abstand von der Pumpgrenze.
  • Vorzugsweise wird abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe eine Gaskonstante des Prozessgases ermittelt, wobei die Regellinie, entlang derer der Verdichtung betrieben wird, abhängig von der Gaskonstante des Prozessgases und damit abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig angepasst wird. Diese Vorgehensweise ist besonders bevorzugt. Abhängig vom Wasserdampfanteil wird die Gaskonstante des zu verdichtenden Prozessgases ermittelt, um dann abhängig von der Gaskonstante des zu verdichtenden Prozessgases die Regelkennlinie anzupassen.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    ein schematisiertes Blockschaltbild eines ersten Verdichters;
    Fig. 2
    ein schematisiertes Blockschaltbild eines zweiten Verdichters;
    Fig. 3
    ein erstes Volumenstrom-Förderhöhe-Kennfeld;
    Fig. 4
    ein zweites Volumenstrom-Förderhöhe-Kennfeld;
  • Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Verdichter 10 zur Verdichtung eines Prozessgases, wobei zu verdichtendes Prozessgas dem Verdichter 10 über eine Zuleitung 11 zugeführt wird, und wobei verdichtetes Prozessgas vom Verdichter 10 über eine Ableitung 12 abgeführt wird.
  • Der Betrieb des Verdichters 10 wird von einem Steuergerät 13 geregelt, wobei Bestandteil des Steuergeräts 13 ein Pumpgrenzregler 20 ist.
  • Dem Steuergerät 13 werden verschiedene Eingangsgrößen bereitgestellt, so zum Beispiel die Eingangsgröße eines sogenannten Wirkdruckgebers 14.
  • Der Wirkdruckgeber 14 misst eine Druckdifferenz in der Zuleitung 11 stromaufwärts des Verdichters 10, in Abhängigkeit derer das Steuergerät 13, insbesondere der Pumpgrenzregler 20 desselben, einen Volumenstrom des Prozessgases durch den Verdichter 10 oder eine diesem Volumenstrom entsprechende Größe insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig ermittelt.
  • Der Volumenstrom des Prozessgases durch den Verdichter (10) oder eine dem Volumenstrom entsprechende Größe wird abhängig von einer Druckdifferenz in der Zuleitung stromaufwärts des Verdichters ermittelt.
  • Alternativ zu einem Wirkdruckgeber können auch andere Messverfahren wie temperaturbasierte Messverfahren (Hitzdrahtanemometer), Coreolis-Mengenmessungen, Ultraschalldurchflussmesser, Laser-Doppler-Anemometer eingesetzt werden um den Volumenstrom zu ermitteln.
  • Fig. 1 zeigt weiterhin einen Drucksensor 15 im Bereich der Zuleitung 11 und einen Drucksensor 16 im Bereich der Ableitung 12, wobei der Drucksensor 15 einen Saugdruck und damit einen Eingangsdruck des Verdichters 10 und der Drucksensor 16 einen Ausgangsdruck des Verdichters 10 misst und dem Steuergerät 13 bereitstellt. Abhängig vom Eingangsdruck des Verdichters 10 sowie abhängig vom Ausgangsdruck des Verdichters 10 kann eine sogenannte Förderhöhe des Verdichters 10 oder eine der Förderhöhe entsprechende Größe vom Steuergerät 13, insbesondere vom Pumpgrenzregler, insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig ermittelt werden.
  • Fig. 3 zeigt ein exemplarisches Volumenstrom-Förderhöhe-Kennfeld des Verdichters 10, wobei in Fig. 3 über den Volumenstrom VS durch den Verdichter 10 die Förderhöhe FH aufgetragen ist. Fig. 3 zeigt eine sogenannte Pumpgrenze PG, die den stabilen Betriebsbereich von dem instabilen Betriebsbereich des Verdichters 10 trennt. Der Pumpgrenzregler 20 des Steuergeräts 13 betreibt den Verdichter 10 entlang der in Fig. 3 gezeigten Regellinie RL mit ausreichendem Abstand von der Pumpgrenze PG, um den Verdichter 10 im stabilen Betriebsbereich zu betreiben.
  • Der Pumpgrenzregler 20 bzw. das Steuergerät 13 wirkt hierzu auf ein Ventil 17 ein. In Fig. 1 ist dieses Ventil 17 als Abblaseventil ausgeführt. Stellt der Pumpgrenzregler 20 abhängig vom Volumenstrom VS oder der dem Volumenstrom VS entsprechenden Größe sowie abhängig von der Förderhöhe FH oder der der Förderhöhe FH entsprechenden Größe fest, dass der Verdichter 10 nicht mehr entlang der Regellinie RL, sondern mit zu geringem Abstand zur Pumpgrenze PG betrieben wird, so gibt das Steuergerät 13 bzw. der Pumpgrenzregler 20 desselben eine Stellgröße für das als Stellglied dienende Ventil 17 aus, um einen Teil des verdichteten Prozessgases abzublasen. Demgegenüber zeigt Fig. 2 eine Ausprägung der Erfindung, in welcher das Ventil 17 nicht als Abblaseventil ausgebildet ist, sondern als Rückführventil, um einen Teil des verdichteten Prozessgases in Richtung auf die Zuleitung 11 des Verdichters 10 zurückzuführen.
  • Handelt es sich bei dem zu verdichtenden Prozessgas um ein Gas mit sich dynamisch änderndem Wasserdampfanteil, so ändert sich abhängig vom Wasserdampfanteil das Kennfeld des Verdichters 10, und damit auch die Pumpgrenze PG desselben. So zeigt Fig. 4 ein Volumenstrom-Förderhöhe-Kennfeld analog zur Fig. 3, jedoch mit einem höheren Wasserdampfanteil des zu verdichtenden Prozessgases. Würde bei dem Volumenstrom-Förderhöhe-Kennfeld der Fig. 4 der Pumpgrenzregler die Regellinie RL der Fig. 3 verwenden, so würde dies unter Umständen zu einem instabilen Betrieb des Verdichters 10 führen.
  • Daher wird erfindungsgemäß der Wasserdampfanteil des Prozessgases oder eine dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe ermittelt. Dies erfolgt gemäß Fig. 1, 2 mithilfe eines Taupunktspiegelhygrometers 18, welches den Taupunkt des zu verdichtenden Prozessgases misst und den gemessenen Taupunkt dem Steuergerät 13 als Eingangsgröße bereitstellt.
  • Das Steuergerät 13 kann dann abhängig vom gemessenen Taupunkt den Wasserdampfanteil des zu verdichtenden Prozessgases insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig ermitteln.
  • Es ist jedoch auch möglich, dass ein Taupunktspiegelhygrometer 18 als Ausgangsgröße unmittelbar den Wasserdampfanteil des zu verdichtenden Prozessgases ermittelt und dem Steuergerät 13 bereitstellt.
  • Das Steuergerät 13 passt abhängig von dem Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe die Regelkennlinie RL des Pumpgrenzreglers an, insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig, um abhängig vom Wasserdampfanteil des Prozessgases stets einen stabilen Betrieb des Verdichters 10 zu gewährleisten. Das Steuergerät 13 kann die Regellinie RL derart anpassen, dass dasselbe abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe eine Gaskonstante des Prozessgases ermittelt, zum Beispiel kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig. Aus der abhängig vom Wasserdampfanteil bestimmten Gaskonstante kann dann die Regellinie RL insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig angepasst werden.
  • So wird abhängig von der Gaskonstante und damit abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe die Regellinie RL des Pumpgrenzregler angepasst.
  • In Fig. 1 und 2 ist weiterhin vorgesehen, mithilfe eines Temperatursensors 19 die Temperatur des zu verdichtenden Prozessgases stromaufwärts des Verdichters 10 zu messen und einen entsprechenden Temperaturmesswert dem Steuergerät 13 bereitzustellen. In dieser Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuergerät 13 die Regellinie RL einerseits abhängig vom Wasserdampfanteil sowie andererseits abhängig von der Temperatur des Prozessgases insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig anpasst.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin das Steuergerät 13 mit dem Pumpgrenzregler 20, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren steuerungsseitig automatisch auszuführen. Hierzu verfügt das Steuergerät 13 über Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen Daten auszutauschen, so zum Beispiel mit dem Wirkdruckgeber 14, den Drucksensoren 15, 16, dem Taupunktspiegelhygrometer 18 sowie dem Temperatursensor 19. Von all diesen Baugruppen werden dem Steuergerät 13 Eingangsdaten bereitgestellt. Das Steuergerät 13 gibt als Ausgangsdaten Betriebsparameter für den Verdichter 10 und das Ventil 17 aus.
  • Das Steuergerät 13 ist eingerichtet, die Regellinie RL des Pumpgrenzreglers desselben abhängig vom Wasserdampfanteil des Prozessgases oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe sowie vorzugsweise auch abhängig von der Temperatur des zu verdichtenden Prozessgases insbesondere kennfeldabhängig oder kennlinienabhängig anzupassen.
  • Mit der Erfindung kann hochdynamisch im Bereich von weniger als einer Sekunde, insbesondere in der Größenordnung von 50 Millisekunden, die Regellinie RL eines Pumpgrenzreglers abhängig vom Wasserdampfanteil des zu verdichtenden Prozessgases angepasst werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist schnell und günstig.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verdichter
    11
    Zuleitung
    12
    Ableitung
    13
    Steuergerät
    14
    Wirkdruckgeber
    15
    Drucksensor
    16
    Drucksensor
    17
    Ventil
    18
    Taupunktspiegelhygrometer
    19
    Temperatursensor
    20
    Pumpgrenzregler

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Verdichters (10), welcher der Verdichtung eines Prozessgases dient,
    wobei ein Volumenstrom des Prozessgases durch den Verdichter (10) oder eine dem Volumenstrom entsprechende Größe ermittelt wird,
    wobei abhängig von einem gemessenen Eingangsdruck des Verdichters (10) und abhängig von einem gemessenen Ausgangsdruck des Verdichters (10) eine Förderhöhe des Verdichters (10) oder eine der Förderhöhe entsprechende Größe ermittelt wird,
    wobei ein Pumpgrenzregler (20) abhängig von dem Volumenstrom oder der dem Volumenstrom entsprechenden Größe und abhängig von der Förderhöhe oder der der Förderhöhe entsprechenden Größe eine Stellgröße für ein mit dem Verdichter (10) zusammenwirkendes Stellglied (17) derart ermittelt, dass der Verdichter (10) entlang einer Regellinie (RL), die einen definierten Abstand von der Pumpgrenze (PG) des Verdichters (10) aufweist, betrieben wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Wasserdampfanteil des Prozessgases oder eine dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe ermittelt wird,
    die Regellinie (RL), entlang derer der Verdichter (10) betrieben wird, abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampfanteil des Prozessgases gemessen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt des Prozessgases gemessen und der Wasserdampfanteil abhängig vom Taupunkt ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt des Prozessgases mit Hilfe eines Taupunktspiegelhygrometer (18) gemessen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Temperatur des Prozessgases stromaufwärts des Verdichters (10) gemessenen wird, wobei die Regellinie (RL), entlang derer der Verdichter betrieben wird, auch abhängig von der Temperatur des Prozessgases stromaufwärts des Verdichters (10) angepasst wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechende Größe eine Gaskonstante des Prozessgases ermittelt wird, wobei die Regellinie (RL), entlang derer der Verdichtung (10) betrieben wird, abhängig von der Gaskonstante des Prozessgases und damit abhängig vom Wasserdampfanteil oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe angepasst wird.
  7. Steuergerät (13) zum Betreiben eines Verdichters (10), welcher der Verdichtung eines Prozessgases dient,
    wobei das Steuergerät (13) einen Volumenstrom des Prozessgases durch den Verdichter (10) oder eine dem Volumenstrom entsprechende Größe ermittelt,
    wobei das Steuergerät (13) abhängig von einem gemessenen Eingangsdruck des Verdichters (10) und abhängig von einem gemessenen Ausgangsdruck des Verdichters (10) ein Förderhöhe des Verdichters (10) oder eine der Förderhöhe entsprechende Größe ermittelt,
    wobei ein Pumpgrenzregler (20) des Steuergeräts (13) abhängig von dem Volumenstrom oder der dem Volumenstrom entsprechenden Größe und abhängig von der Förderhöhe oder der der Förderhöhe entsprechenden Größe eine Stellgröße für ein mit dem Verdichter (10) zusammenwirkendes Stellglied (27) derart ermittelt, dass der Verdichter (10) entlang einer Regellinie (RL), die einen definierten Abstand von der Pumpgrenze (PG) des Verdichters (10) aufweist, betrieben wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass,
    das Steuergerät (13) die Regellinie (RL), entlang derer der Verdichter (10) betrieben wird, abhängig von einem Wasserdampfanteil des Prozessgases oder der dem Wasserdampfanteil entsprechenden Größe anpasst.
  8. Steuergerät (13) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 steuerungsseitig auszuführen.
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