BE1023392B1

BE1023392B1 - Werkwijze voor het regelen van het toerental van een compressor in functie van het beschikbaar gasdebiet van een bron en sturing en compressor daarbij toegepast.

Info

Publication number: BE1023392B1
Application number: BE2015/5555A
Authority: BE
Inventors: Subodh Sharadchandra Patwardhan; Hans Theo Magits
Original assignee: Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-01
Also published as: US20180283379A1; DE212016000182U1; WO2017035609A3; KR20180001474U; BR112018003863B1; BR112018003863A2; BE1023392A1; KR200492156Y1; CN108431424B; JP3217612U; US10815997B2; CN108431424A; WO2017035609A2

Abstract

Werkwijze voor het regelen van het toerental (n) van een compressor (4) met sturing (7) in functie van het beschikbaar gasdebiet (Q) bevattende volgende stappen: - het instellen van een wenswaarde (Pset) voor de inlaatdruk (Pin); - het bepalen van de inlaatdruk (Pin); - het bepalen van het toerental (n); - het regelen van het toerental (n) van de compressor (4) door het te verlagen of verhogen naargelang de inlaatdruk (Pin) kleiner of groter is dan de ingestelde wenswaarde (Pset) tot wanneer de inlaatdruk (Pin) gelijk wordt aan de ingestelde wenswaarde (Pset); - het voorzien van de karakteristieke gegevens van de compressor (4) aangaande het rendement en/of de SER in functie van het toerental (n) en van de inlaatdruk (Pin); - het aanpassen van de wenswaarde (Pset) van de inlaatdruk (Pin) op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens en op zodanige manier dat na voornoemde regeling van het toerental (n) bij de aangepaste wenswaarde (Pset) van de inlaatdruk (Pin) het rendement van de compressor maximaal is of de SER minimaal is.

Description

Werkwijze voor het regelen van het toerental van een compressor in functie van het beschikbaar gasdebxet van een bron en sturing en compressor daarbij toegepast.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het regelen van het toerental van een compressor in functie van het beschikbaar gasdebiet afkomstig van een bron en sturing en compressor daarbij toegepast.

Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor schroefcompressoren, maar is daar niet toe beperkt.

Schroefcompressoren worden door hun hoge betrouwbaarheid veel ingezet in sectoren van de industrie waar gassen worden geproduceerd of gewonnen, zoals in de sectoren van biogasproductie, aardgaswinning, CNG toepassingen, C02 levering voor de voedingsindustrie en meststoffenindustrie, waterstofvoorzieningen en dergelijke meer.

Het beschikbare debiet gas afkomstig van de bron is vaak sterk veranderlijk en dient gecomprimeerd te worden voor levering aan een stroomafwaarts net van gebruikers, typisch tot wel 18 bara in het geval van de biogasproductie.

Vanzelfsprekend moet het de bedoeling zijn om het van de bron beschikbare debiet maximaal aan het stroomafwaarts net te kunnen leveren, maar compressoren hebben hun beperkingen voor wat betreft de toelaatbare druk in de inlaat die bij ontwerp bijvoorbeeld begrensd is tussen 1 en 4 bara.

Er zijn reeds verschillende werkwijzen bekend voor de regeling van compressoren in zulke toepassingen waarin het beschikbare te comprimeren gasdebiet varieert.

Zo kent men voor compressoren met een vast toerental een eerste werkwijze waarbij de compressor aan- en uitgeschakeld wordt wanneer het beschikbare debiet onder een verwachte nominale waarde daalt of stijgt boven een verwachte waarde. Voor compressoren met een vast toerental is het eveneens bekend om een bypass in werking te laten treden om de compressor te overbruggen wanneer het beschikbare debiet te laag wordt. Het frequent aan- en uitschakelen heeft een negatieve invloed op de levensduur van de compressor.

Het spreekt voor zich dat met zulke beperkte regeling men niet de mogelijkheden heeft in alle omstandigheden de meest energiezuinige regeling in te stellen.

Wanneer bovendien met zulke regeling met een vast toerental het beschikbare gasdebiet stijgt boven de voornoemde nominale waarde, zal de inlaatdruk stijgen tot wanneer de inlaatdruk zijn maximum toegelaten waarde heeft bereikt. Indien in dat geval het beschikbare debiet nog verder toeneemt, dient men bij deze regeling maatregelen te nemen om de inlaatdruk niet verder te laten oplopen, welke maatregelen steeds gepaard gaan met energieverliezen. Bovendien wordt hierdoor de productiecapaciteit van de gasbron door de compressor aan banden gelegd.

Een tweede bekende werkwijze maakt gebruik van een compressor met een veranderlijk instelbaar toerental, ook bekend als VSD (Variable Speed Drive) compressor.

Deze tweede werkwijze omvat de volgende stappen: - het opleggen van een wenswaarde voor de inlaatdruk aan de inlaat van de compressor; - het bepalen van de inlaatdruk aan de inlaat van de compressor; - het bepalen van het toerental van de compressor; - het regelen van het toerental van de compressor door het toerental te verlagen wanneer de inlaatdruk kleiner is dan de ingestelde wenswaarde van de inlaatdruk of door het toerental te verhogen wanneer de inlaatdruk groter is dan de ingestelde wenswaarde van de inlaatdruk, dit tot wanneer de inlaatdruk gelijk wordt aan de ingestelde wenswaarde;

Wanneer bij deze werkwijze bij een bepaald toerental van de compressor het beschikbare gasdebiet toeneemt, neemt ook de inlaatdruk aan de inlaat van de compressor toe. De voornoemde regeling van het toerental in functie van de inlaatdruk zal er voor zorgen dat het toerental toeneemt tot wanneer de inlaatdruk zich herstelt op het niveau van de ingestelde wenswaarde. Door de toename van het toerental zal het toegenomen beschikbare gasdebiet volledig door de compressor gecomprimeerd en geleverd worden aan het net. Dezelfde logica kan in omgekeerde zin worden gevolgd bij een afname van het beschikbare gasdebiet.

Deze bekende werkwijze biedt het voordeel dat men er dus van verzekerd is dat, binnen opgelegde minimum en maximum grenzen van het toerental van de compressor, steeds het volledige beschikbare debiet aan het net kan geleverd/verkocht worden, waardoor men steeds verzekerd kan zijn van maximum productiviteit van de gasbron.

Een bijkomend voordeel van deze tweede werkwijze met regeling van het toerental is dat bij een beschikbaar gasdebiet dat laag is, het vermogen geleverd aan de compressor overeenkomt met compressievermogen van het gasdebiet, waardoor alle energie geleverd aan de compressor nuttig benut wordt voor de compressie en er dus geen waardevolle energie verloren gaat.

Nog een voordeel is dat door de continue regeling van het toerental vermeden wordt dat de compressor frequent moet in- en uitgeschakeld worden, wat de levensduur van de compressor ten goede komt.

Een nadeel is echter dat de sturing er steeds zal naar streven om het toerental te regelen in functie van ingestelde inlaatdruk en de inlaatdruk te handhaven op de ingestelde waarde, zonder dat de sturing daarbij rekening houdt met een maximum efficiëntie van het compressorverbruik dat kan uitgedrukt worden in termen van rendement van de compressor of in termen van specifiek energieverbruik of zogeheten SER (Specific Energy Requirement) die de verhouding is van het aan de compressor geleverd vermogen tot het geleverde gecomprimeerde gasdebiet en bijvoorbeeld wordt uitgedrukt in Joule/normal liter.

Vooral wanneer bij de regeling voor een ingestelde inlaatdruk het maximum toegelaten toerental van de compressor wordt bereikt, zal de compressor zeer inefficiënt werken aangezien in dit geval een toename van het beschikbare gasdebiet tot gevolg zal hebben dat de compressor aan dit maximum toerental blijft draaien en zal de inlaatdruk stijgen tot aan zijn maximum toegelaten waarde.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze overeenstemmend met de hierboven beschreven tweede werkwijze, maar waarbij de werkwijze volgens de uitvinding bijkomend de volgende stappen omvat: - het voorzien van de karakteristieke gegevens van de compressor met betrekking tot het rendement en/of tot de SER (specifiek energieverbruik} in functie van het toerental en van de inlaatdruk; - het aanpassen van de wenswaarde van de inlaatdruk op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens en op zodanige manier dat na voornoemde regeling van het toerental bij de aangepaste wenswaarde van de inlaatdruk het rendement van de compressor maximaal is of de SER minimaal is.

Deze werkwijze volgens de uitvinding combineert dus de voordelen van de bekende werkwijze op gebied van een volledige benutting van het beschikbare gasdebiet voor levering aan het net, gecombineerd met een voortdurend streven naar het meest efficiënt energieverbruik voor de aandrijving van de compressor voor het comprimeren van dit volledig beschikbare gasdebiet.

Voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen bij voorkeur de voornoemde karakteristieke gegevens van de betreffende compressor op voorhand worden bepaald, bijvoorbeeld bij de productie of reeds bij ontwerp en in het geheugen van de sturing worden ingeladen.

In geval van een compressor waarbij men de karakteristieke gegevens niet op voorhand kent is het mogelijk om ad hoe deze gegevens proefondervindelijk te bepalen door tijdens het gebruik van de compressor voor opeenvolgende werkingspunten in regime het rendement en/of de SER te bepalen en in het geheugen op te slaan in functie van het toerental en van de inlaatdruk.

Dit kan gebeuren tijdens het normaal gebruik van de compressor door telkens bij het bereiken van een regimetoestand bij een bepaalde inlaatdruk en toerental de SER te bepalen en telkens in het geheugen te laden voor elk nieuw regime of voor bestaande gegevens deze up te daten.

Aldus wordt een grafiek of tabel met de karakteristieke gegevens van de compressor punt voor punt opgebouwd en voortdurend geactualiseerd.

De sturing is aldus zelflerend waardoor de gegevens in het geheugen automatisch rekening houden met de mogelijke slijtageverschijnselen en andere verschijnselen die een invloed hebben op het rendement en op de SER.

Bij voorkeur worden minstens bij de indienststelling van de compressor de karakteristieke gegevens van de betreffende compressor over het volledige werkingsgebied van de compressor bepaald en in het geheugen opgeslagen.

Volgens een voorkeurdragend aspect is de sturing voor het bepalen van de karakteristieke gegevens van de betreffende compressor over het volledige werkingsgebied voorzien van een programma om de compressor opeenvolgend te laten werken in verschillende discrete werkingspunten binnen het voornoemde werkingsgebied door voor elk werkingspunt de overeenstemmende wenswaarde van de inlaatdruk en van het toerental in te stellen, bijvoorbeeld in incrementele stappen.

Industriële processen waar gassen worden geproduceerd hebben vaak te kampen met barre en veranderlijke condities. In die toepassingen wordt vaak de voorkeur gegeven aan betrouwbare compressoren zoals schroefcompressoren, eerder dan bekommerd te zijn met het zuinig energieverbruik. Dankzij de uitvinding wordt het nu ook mogelijk om dit type van compressoren te kiezen, niet enkel voor hun betrouwbaarheid, maar ook voor hun efficiënte inzetmogelij kheden.

De uitvinding heeft ook betrekking op een sturing voor het regelen van het toerental van een compressor in functie van het beschikbaar debiet gas afkomstig van een gasbron die het mogelijk maakt de werkwijze volgens de uitvinding autonoom uit te voeren.

Hiertoe betreft de uitvinding een sturing die voorzien is van : - een ingang voor een signaal dat representatief is voor de inlaatdruk pin aan de inlaat van de compressor; - een ingang voor een signaal dat representatief is voor het toerental n van de compressor; " een in te stellen wenswaarde pset voor de inlaatdruk Pin; en, - een algoritme voor het regelen van het toerental (n) van de compressor door het toerental n te verlagen wanneer de inlaatdruk kleiner is dan de ingestelde wenswaarde van de inlaatdruk of door het toerental te verhogen wanneer de inlaatdruk groter is dan de ingestelde wenswaarde van de inlaatdruk, dit tot wanneer de inlaatdruk gelijk wordt aan de ingestelde wenswaarde, met als kenmerk dat de sturing verder voorzien is van: een geheugen waarin de karakteristieke gegevens van de compressor zijn opgeslagen of in opgeslagen kunnen worden die betrekking hebben op het rendement en/of op de SER (specifiek energieverbruik) van de compressor in functie van het toerental en van de inlaatdruk; en, - een bijkomend algoritme om, op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens in het geheugen, de voornoemde wenswaarde van de inlaatdruk aan te passen op zodanige manier dat na voornoemde regeling van het toerental bij de aangepaste wenswaarde van de inlaatdruk het rendement van de compressor maximaal is of de SER minimaal is.

Bij voorkeur is de sturing bijkomend voorzien van een algoritme om de voornoemde karakteristieke gegevens van de betreffende compressor tijdens het gebruik van de compressor automatisch te bepalen en punt voor punt in het geheugen van de sturing op te slaan.

Dit biedt het voordeel dat de sturing op om het even welke compressor kan worden toegepast, ook zonder de karakteristieke gegevens van de betreffende compressor te kennen of zonder dat deze karakteristieken eerst proefondervindelijk dienen bepaald te worden.

De sturing is daartoe voorzien van een bijkomende ingang voor een signaal dat representatief is voor het aan de compressor geleverd vermogen, welk signaal kan gebruikt worden door het algoritme om het rendement en/of de SER te bepalen en in het geheugen bij de karakteristieke gegevens op te slaan in functie van het toerental en van de inlaatdruk.

Optioneel kan de sturing voorzien zijn of voorzien worden van een programma om de compressor autonoom opeenvolgend te laten werken in verschillende werkingspunten binnen het werkingsgebied van de compressor door voor elk werkingspunt de overeenstemmende wenswaarde van de inlaatdruk en van het toerental in te stellen, bijvoorbeeld volgens incrementele stappen,

Dit laat toe om bij de Indienststellung van een compressor waarvan men de karakteristieken niet kent, deze karakteristieken in kaart te brengen voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft vanzelfsprekend ook betrekking op een compressor die is voorzien van een dergelijke sturing volgens de uitvinding en op het gebruik van dergelijke compressor voor het leveren van gas afkomstig van een bron met een veranderlijk beschikbaar debiet met de bedoeling om, binnen bepaalde grenzen, het volledige beschikbare debiet gas van de bron te kunnen leveren aan een stroomafwaarts net van gebruikers bij een zo hoog mogelijk rendement en/of een laag mogelijke SER.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende toepassingen beschreven van de werkwijze volgens de uitvinding voor het regelen van het toerental van een compressor in functie van het beschikbaar gasdebiet gas en van een sturing en een compressor daarbij toegepast, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een compressor volgens de uitvinding weergeeft opgesteld in een industriële omgeving waar biogassen worden geproduceerd om aan een verbrui kersnet geleverd te worden ; de figuren 2 tot 7 enkele vereenvoudigde grafieken tonen met betrekking tot karakteristieke gegevens van de compressor van figuur 1; figuur 8 een opstelling weergeeft zoals deze van figuur 1, doch met een variante uitvoering van een compressor volgens de uitvinding.

In figuur 1 is bij wijze van voorbeeld een bron 1 van gas weergegeven in de vorm van een industriële installatie 1 voor de productie van biogas.

Typisch voor zulke installatie is dat de beschikbare geproduceerde hoeveelheid gas veranderlijk is in de tijd en dus ook het beschikbare debiet Q voor levering van het biogas aan een net 2 van verbruikers 3.

Het is vanzelfsprekend de bedoeling van de producent van het biogas om het volledige beschikbare debiet Q maximaal te kunnen verkopen aan de verbruikers 3.

Voor de levering van het biogas dient dit eerst druk van dit biogas te worden verhoogd, in dit geval gebruik makend van een compressor 4 met een compressorelement 5 aangedreven door een motor 6 met veranderlijk toerental en voorzien van een sturing 7 volgens de uitvinding voor het regelen van het toerental n.

Het compressorelement 5 is bijvoorbeeld een schroefcompressor waarvan de karakteristieke kenmerken zeer schematisch zijn weergegeven in de grafieken van de figuren 2 tot 7 die bijvoorbeeld op voorhand experimenteel werden opgesteld voor het betreffende compressorelement 5 voor verschillende opgelegde werkingsregimes binnen het werkingsgebied van het compressorelement 5.

Dit werkingsgebied wordt begrensd door een minimaal en een maximaal toelaatbaar toerental, respectievelijk nmj.n en nmax, en een minimale en een maximale toelaatbare inlaatdruk pin aan de inlaat 8 van het compressorelement 5, respectievelijk pinmin en pinmax waarvoor het compressorelement 5 ontworpen is.

In figuur 2 zijn binnen het voornoemde werkingsgebied de werkingslijnen 9 weergegeven van het debiet Q in functie van inlaatdruk pin, dit telkens voor een bepaald toerental n van het compressorelement 5 en dit voor een constante uitlaatdruk aan de uitlaat 10 van het compressorelement.

Hieruit blijkt dat bij een bepaald toerental n het debiet Q toeneemt met de inlaatdruk pin en dat bij een bepaalde opgelegde .inlaatdruk pset het debiet Q toeneemt met het toerental n.

In figuur 3 is voor hetzelfde compressorelement 5 de grafiek weergegeven van de specifiek energievereiste SER in functie van de inlaatdruk pin en van het debiet Q, waarbij de concentrische ringen 11 de curven voorstellen van gelijke SER en waarbij de SER vanuit de middelste ring 11 toeneemt naar de buitenste ring 11 toe.

De SER wordt uitgedrukt als zijnde het vereiste vermogen P door de motor 6 te leveren om een debiet Q bij een inlaatdruk pj.n te comprimeren en wordt bijvoorbeeld uitgedrukt in Joule/normal liter.

Het spreekt voor zich dat de SER omgekeerd evenredig is met het rendement en met de efficiëntie van het compressorelement 5.

In figuur 4 werden de beide grafieken van de figuren 2 en 3 samengebracht op éénzelfde figuur.

Bij bekende sturingen wordt het toerental n van het compressorelement 5 geregeld in functie van het beschikbaar gasdebiet Q afkomstig van de bron 1 door: - het instellen van een wenswaarde voor de inlaatdruk,. bijvoorbeeld de wenswaarde p3e«. in figuur 4, en, - het regelen van het toerental n van de motor 6 door het toerental n te verlagen wanneer de inlaatdruk pin kleiner is dan de ingestelde wenswaarde pseti. of door het toerental n te verhogen wanneer de inlaatdruk pin groter is dan deze ingestelde wenswaarde pseti , dit tot wanneer de inlaatdruk pin gelijk wordt aan de ingestelde wenswaarde pseti·

Op deze manier kan men er voor zorgen dat het beschikbare debiet Q ook volledig geleverd wordt aan het net 2.

Inderdaad, wanneer uitgaande van het werkingspunt I in figuur 4 bij een debiet Ql, een toerental nl en een wenswaarde pseti, het beschikbare debiet Q geleverd door de bron 1 toeneemt tot bijvoorbeeld Q2 in figuur 4, zal bij gelijkblijvende uitlaatdruk de inlaatdruk pj.n toenemen,

De sturing zal in dat geval volgens voornoemde bekende regeling het toerental n doen toenemen tot n2 zodanig dat in regime een nieuw werkingspunt II wordt bereikt bij een hoger debiet Q2 dat gelijk is aan het beschikbare debiet.

Voor een gegeven beschikbaar debiet Q1 zal men door het instellen van p3et een werkingsgebied kunnen overlappen dat in figuur 4 begrensd is het parallellogram afgebakend door de voornoemde waarden pinmin en Pinmax en door de werkingslijnen van het toerental gaande door de uiterste werkpunten Ql, pinmin en Ql,Pinmax-

In de praktijk worden bij de bekende schroefcompressoren bijvoorbeeld twee wenswaarden voor de inlaatdruk pin ingesteld, bijvoorbeeld psetl en pset2 in figuur 4.

Het is duidelijk dat bij deze wenswaarden de overeenstemmende SER in figuur 4 niet optimaal is en dat volgens de bekende regeling van het toerental n in functie van één of twee wenswaarden van de inlaatdruk pin slechts toevallig in optimale condities van minimale SER wordt gewerkt aangezien deze optimale condities ook afhangen van het beschikbare debiet Q.

De uitvinding stelt een vergelijkbare regeling voor als hiervoor beschreven, maar met dit verschil dat bijkomend de wenswaarde van de inlaatdruk pset wordt aangepast op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens en op zodanige manier dat na voornoemde regeling van het toerental bij de aangepaste wenswaarde Pset van de inlaatdruk het rendement van de compressor maximaal is of met andere woorden de SER minimaal is.

In het geval van figuur 4 stemt deze aangepaste wenswaarde voor een debiet Q1 overeen met de optimale wenswaarde popt die in werkelijkheid functie is van het beschikbaar debiet Q.

Om deze regeling mogelijk te maken is de sturing 7 voorzien van : - een ingang 12 voor een signaal dat representatief is voor de inlaatdruk pin dat bijvoorbeeld afkomstig is van een druksensor 13 aan de inlaat 8 van de compressor 4; - een ingang 14 voor een signaal van representatief is voor het toerental n van het compressorelement 5 of van de motor 6 met variabel instelbaar toerental en dat bijvoorbeeld afkomstig is van een tachymefer 15; ~ een aan 16 in te stellen wenswaarde pset voor de inlaatdruk pin; - een uitgang 17 voor het stuursignaal nset voor het gewenste toerental van het compressorelement 5; - een algoritme 18 voor het regelen van het toerental n van het compressorelement 5 door het toerental n te verlagen wanneer de inlaatdruk kleiner is dan de wenswaarde pset van de inlaatdruk of door het toerental n te verhogen wanneer de inlaatdruk pin groter is dan de wenswaarde pset van de inlaatdruk pin, dit tot wanneer de inlaatdruk pin gelijk wordt aan de wenswaarde pSGt; - een geheugen 19 waarin de karakteristieke gegevens van het compressorelernent 5 zijn opgeslagen, bijvoorbeeld in de vorm van de grafiek van figuur 4 of in tabel- of formulevorm, welke grafiek bij voorkeur op voorhand is opgeslagen in het geheugen 19; en, - een bijkomend algoritme 20 om, op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens in het geheugen 19, de waarde popt van de wenswaarde pset van de inlaatdruk te bepalen en die overeenkomstig aan te passen zodanig dat de compressor 4, na regeling van het toerental n met behulp van het algoritme 18 met als wenswaarde popt, het minste vermogen P verbruikt om het beschikbare gasdebiet na te comprimeren en te leveren aan het net 2.

Zodoende is de producent van het gas ervan verzekerd dat steeds het volledige beschikbare debiet gas ook kan geleverd worden aan het net 2 en dit met het kleinste specifiek verbruik.

In de figuren 5 tot 7 is een alternatieve of bijkomende vorm weergegeven van de karakteristieke gegevens van het compressorelement 5 die in het geheugen 19 zouden kunnen zijn opgeslagen. In dit geval zijn in figuur 5 deze karakteristieke gegevens opgeslagen in de vorm van diagrammen met inlaatdruk p.in en toerental n de werkingscurven weergeven waarlangs respectievelijk het debiet Q en de SER constant zijn en zijn in figuur 7 beide diagrammen in één diagram weergegeven.

In plaats van de SER kan ook het rendement deel uitmaken van de voornoemde karakteristieke gegevens van het compressorelement 5.

In plaats van de karakteristieke gegevens op voorhand experimenteel te bepalen of te berekenen kan men gebruik maken van een zelflerende intelligente sturing 7 die tijdens het gebruik van de compressor 4 deze karakteristieke gegevens van bijvoorbeeld figuur 4 punt voor punt te bepalen en in het geheugen 19 op te slaan in de vorm van een grafiek of tabel.

Hiertoe kan de sturing 7 bijkomend uitgerust zijn met een tweede bijkomend algoritme 21 zoals weergegeven in figuur 8 om de voornoemde karakteristieke gegevens zoals de SER van de betreffende compressor 4 tijdens het gebruik ervan automatisch te bepalen en punt voor punt in het geheugen 19 van de sturing op te slaan.

In dit verband kan de intelligente sturing 7 voorzien zijn van een bijkomende ingang 22 voor een signaal dat representatief is voor het aan het compressorelement 5 geleverd vermogen P en dat bijvoorbeeld afkomstig is van een opnemer 23, welk signaal gebruikt wordt door het bijkomend algoritme 21 om het SER te bepalen en .in het geheugen 19 bij de karakteristieke gegevens op te slaan in functie van het toerental n en van de inlaatdruk pin.

In het tweede bijkomend algoritme 21 kan daartoe een programma geïntegreerd zijn om de compressor 4 opeenvolgend te laten werken in verschillende werkingspunten binnen het werkingsgebied van de compressor door voor elk werkingspunt de overeenstemmende wenswaarde van de inlaatdruk en van het toerental in te stellen, bijvoorbeeld in incrementele stappen.

Het spreekt voor zich dat het algoritme 21 éénmalig kan gebruikt worden bij de indienststelling van een compressor 4, waarna de opnemer 23 kan verwijderd worden, maar kan dit algoritme 21 ook tijdens het leven van de compressor 4 blijvend of occasioneel gebruikt worden om de karakteristieke gegevens in het geheugen 19 voortdurend te actualiseren teneinde bijvoorbeeld rekening te kunnen houden met de invloed van slijtage op de SER.

Alhoewel de uitvinding vooral van toepassing is voor schroefcompressoren kan de beschreven werkwijze en de daarbij toegepaste intelligente sturing 7 ook op andere types van compressoren worden toegepast.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en .in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een dergelijke werkwijze volgens de uitvinding voor het regelen van het toerental van een compressor in functie van het beschikbaar gasdebiet en sturing en compressor daarbij toegepast kan volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies .

1.- Werkwijze voor het regelen van het toerental (n) van een compressor (4) in functie van het beschikbaar gasdebiet (Q) afkomstig van een bron (1), waarbij de compressor (4) voorzien is van een sturing (7) voor het regelen van het toerental (n) en waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat : - het instellen van een wenswaarde (pset) voor de inlaatdruk (p.in) aan de inlaat (8) van de compressor (4) ; - het bepalen van de inlaatdruk (ρι.π) aan de inlaat (8) van de compressor (4); - het bepalen van het toerental (n) van de compressor (4) ; - het regelen van het toerental (n) van de compressor (4) door het toerental (n) te verlagen wanneer de inlaatdruk (pin) kleiner is dan de ingestelde wenswaarde (pset) van de inlaatdruk (pin) of door het toerental (n) te verhogen wanneer de inlaatdruk (pin) groter is dan de ingestelde wenswaarde (pset) van de inlaatdruk (pin) , dit tot wanneer de inlaatdruk (pin) gelijk wordt aan de ingestelde wenswaarde (pset) ; daardoor gekenmerkt dat de werkwijze bijkomend de volgende stappen omvat: - het voorzien van de karakteristieke gegevens van de compressor (4) met betrekking tot het rendement en/of tot de SER (specifieke energievereiste) in functie van het toerental (n) en van de inlaatdruk (piri) ; - het aanpassen van de wenswaarde (psot) van de inlaatdruk ( p .1 n ) op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens en op zodanige manier dat na voornoemde regeling van het toerental (n) bij de aangepaste wenswaarde ( p3et ) van de inlaatdruk (pin) het rendement van de compressor maximaal is of de SER minimaal is. 2. " Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde karakteristieke gegevens van de betreffende compressor (4) op voorhand zijn bepaald en in het geheugen (19) van de sturing (7) zijn ingegeven.
3. - Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde karakteristieke gegevens van de betreffende compressor (4) tijdens het gebruik van de compressor (4) automatisch worden bepaald en in het geheugen (19) van de sturing (7) worden opgeslagen.
4. - Werkwijze volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat voor het punt voor punt bepalen van de karakteristieke gegevens van de compressor (4) tijdens het gebruik van de compressor (4), voor opeenvolgende werkingspunten in regime het rendement en/of de SER wordt bepaald en in het geheugen (19) wordt opgeslagen in functie van het toerental (n) en van de inlaatdruk (pin) .
5. - Werkwijze volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat voor het bepalen van het rendement en/of van de SER het debiet (Q) samengedrukt gas en het aan de compressor geleverd vermogen (1?) voor aandrijving van de compressor (4) worden bepaald.
6. - Werkwijze volgens één van de conclusies 3 tot 5, daardoor gekenmerkt dat minstens bij de indienststelling van de compressor (4) de karakteristieke gegevens van de betreffende compressor (4) over het volledige werkingsgebied van de compressor (4) worden bepaald en in het geheugen (19) opgeslagen.
7. - Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat voor het bepalen van de karakteristieke gegevens van de betreffende compressor (4) over het volledige werkingsgebied van de compressor (4) de sturing (7) is voorzien van een programma om de compressor (4) opeenvolgend te laten werken in verschillende werkingspunten binnen het voornoemde werkingsgebied door voor elk werkingspunt de overeenstemmende wenswaarde (pset) van de inlaatdruk (pin) en van het toerental (n) in te stellen, bijvoorbeeld volgens incrementele stappen.
8. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij wordt toegepast op een schroefcompressor.
9. - Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij wordt toegepast voor het leveren van gas afkomstig van een bron (1) met een veranderlijk beschikbaar debiet (Q), om het volledige beschikbare debiet gas (Q) van de bron (1) te kunnen leveren aan een stroomafwaarts net (2) van gebruikers (3) met een zo hoog mogelijk rendement, en/of met een zo laag mogelijke SER.
10,- Sturing voor het regelen van het toerental van een compressor (4) in functie van het beschikbaar debiet gas (Q) afkomstig van een bron (1), waarbij de sturing (7) voorzien is van: - een ingang (12) voor een signaal dat representatief is voor de inlaatdruk (pin) aan de inlaat (8) van de compressor (4); - een ingang (14) voor een signaal dat representatief is voor het toerental (n) van de compressor (4); - een in te stellen wenswaarde (pset) voor de inlaatdruk ( Pin ) r Sn , “ een algoritme (18) voor het regelen van het toerental (n) van de compressor (4) door het toerental (n) te verlagen wanneer de inlaatdruk (pin) kleiner is dan de ingestelde wenswaarde (pset) van de inlaatdruk (pin) of door het toerental te verhogen wanneer de inlaatdruk (pin) groter is dan de ingestelde wenswaarde (pset) van de inlaatdruk, dit tot wanneer de inlaatdruk (p.in) gelijk wordt aan de ingestelde wenswaarde (pset) , daardoor gekenmerkt dat de sturing verder voorzien is van: een geheugen (19) waarin de karakteristieke gegevens van de compressor (4) zijn opgeslagen of in opgeslagen kunnen worden die betrekking hebben op het rendement en/of op de SER (specifieke energievereiste) van de compressor (4) in functie van het toerental (n) en van de .inlaatdruk (pin) ; en, - een bijkomend algoritme (20) om, op basis van de voornoemde karakteristieke gegevens in het geheugen (19), de voornoemde wenswaarde (Pset) van de inlaatdruk aan te passen op zodanige manier dat na voornoemde regeling van het toerental (n) bij de aangepaste wenswaarde (pset) van de inlaatdruk (pin) het rendement van de compressor (4) maximaal is of de SER minimaal is. 11. ~ Sturing volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat zij bijkomend is voorzien van een algoritme (21) om de voornoemde karakteristieke gegevens van de betreffende compressor (4) tijdens het gebruik van de compressor (4) automatisch te bepalen en punt voor punt in het geheugen (19) van de sturing (7) op te slaan. 12. ” Sturing volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een bijkomende ingang (22) voor een signaal dat representatief is voor het aan de compressor (4) geleverd vermogen (P), welk signaal gebruikt wordt door het algoritme (22) om het rendement en/of de SER te bepalen en in het geheugen (19) bij de karakteristieke gegevens op te slaan of te overschrijven in functie van het toerental (n) en van de inlaatdruk (pin) .
13. - Sturing volgens één van de conclusies 10 tot 12, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een programma om de compressor (4) opeenvolgend te laten werken in verschillende werkingspunten binnen het werkingsgebied van de compressor (4) door voor elk werkingspunt de overeenstemmende wenswaarde (pS6t) van de inlaatdruk (pin) en van het toerental in ( n ) te stellen, bijvoorbeeld in incrementele stappen.
14. - Compressor, daardoor gekenmerkt dat hij is voorzien van een sturing (7) volgens één van de conclusies .10 tot 13.
15. - Gebruik van een compressor voor het leveren van gas afkomstig van een bron (1) met een veranderlijk beschikbaar debiet (Q) , daardoor gekenmerkt dat gebruik gemaakt wordt van een compressor (4) volgens conclusie 1.4 of 15 om het volledige beschikbare debiet gas (Q) van de bron (1) te kunnen leveren aan een stroomafwaarts net (2) van verbruikers (3) bij een zo hoog mogelijk rendement en/of een laag mogelijke SER.