DE3937152A1 - Verfahren zum optimierten betreiben zweier oder mehrerer kompressoren im parallel- oder reihenbetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-A-35 27 059 ist ein Steuerverfahren für paral­ lel betriebene Kompressoren einer Kühleinrichtung be­ kannt. Bei diesem Verfahren werden die Antriebsleistun­ gen der Kompressoren in Abhängigkeit von den jeweils er­ faßten Werten für die einzelnen Durchflüsse an Kühlme­ dium durch die Kompressoren so geregelt, daß alle Durch­ flüsse untereinander gleich werden bzw. bleiben. Damit wird - unter der Voraussetzung einer Verwendung gleicher Kompressoren - eine gleichmäßige Belastung bzw. Leistung der Kompressoren erreicht. Für die gemeinsame Verwendung unterschiedlicher Kompressoren ist das Verfahren nicht geeignet; auch ergibt eine gleichmäßige Belastung der Kompressoren nicht zwangsläufig einen in wirtschaftli­ cher Hinsicht optimalen Betrieb.

Ein ähnliches Verfahren ist aus der FR-A-21 08 039 be­ kannt, welches zur Steuerung von parallelen, elektromo­ torisch angetriebenen Kompressoren einer Kühleinrichtung dient. Ziel dieses Verfahrens ist ebenfalls eine Ver­ gleichmäßigung der Belastung bzw. Leistung der einzelnen Kompressoren. Hierzu werden einzeln die Werte für die Stromaufnahme der Antriebsmotoren der Kompressoren er­ faßt und miteinander verglichen und es werden hieraus Steuersignale abgeleitet, welche die Motoren so regeln, daß deren Stromaufnahmen untereinander gleich werden bzw. bleiben. Die zuvor genannten Nachteile treten hier in gleicher Weise auf.

Ein Verfahren für das Betreiben zweier Kompressoren in Reihe ist aus der US-A-42 55 089 bekannt. Dieses Verfah­ ren nimmt eine Lastverteilung auf die beiden Kompresso­ ren anhand festgelegter, vorbestimmter Speicherdaten in Abhängigkeit von einem Steuersignal vor, welches die von einem nachgeschalteten System oder Prozeß gestellten Anforderungen repräsentiert. Die benötigten Speicher­ daten sind hier in Form von aneinandergereihten Folgen linearer Funktionen dargestellt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß es sehr große Datenspeicherkapa­ zitäten erfordert und wegen der vielen benötigten Spei­ cherzugriffe relativ langsam und daher kaum für mehr als zwei Kompressoren anwendbar ist. Auch kann das Verfahren nicht auf Veränderungen in den Kompressoren nach der Festlegung der Speicherdaten reagieren, wie sie z. B. infolge von Alterung oder Verschmutzung oder auch Um­ bauten auftreten. Um diese zu berücksichtigen, wäre eine sehr aufwendige Erzeugung und Eingabe neuer Speicher­ daten erforderlich.

In dem Artikel "Advances in Instrumentation, Band 31, Nr. 1, 1976, Seite 585.1 bis 585.7, ISA AC; A. E. Nisen­ feld et al.: Control of Parallel Compressors" wird die Problematik eines Parallelbetriebes von Kompressoren diskutiert. Als Möglichkeiten für die Optimierung des Betriebes werden hier zum einen eine gleichmäßige Last­ verteilung, wie vorher schon erwähnt, oder eine Maximie­ rung des Gesamtwirkungsgrades angegeben. Zur Realisie­ rung der zweiten Möglichkeit wird eine dynamische Simu­ lation des Kompressor-Parallel-Betriebes in einem Hybrid-Rechner vorgeschlagen, ohne daß aber nähere Hin­ weise oder eine konkrete technische Lehre hierzu gegeben werden.

Schließlich ist aus der EP 01 32 487 B1 ein Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei parallel geschalteten Turbokompressoren bekannt. Kern dieses Verfahrens ist es, durch Lastverteilungsregler die Einstellung der Kom­ pressoren untereinander derart zu regeln, daß die Ar­ beitspunkte aller Kompressoren jeweils den gleichen Ab­ stand von ihrer Abblaselinie aufweisen. Dabei wird nur einer der Kompressoren von einem zugeordneten Druckreg­ ler gesteuert, während weitere Kompressoren über Last­ verteilungsregler nachgeführt werden. Als nachteilig wird bei diesem Verfahren angesehen, daß es nur für un­ tereinander gleiche Kompressoren einen angenähert opti­ malen Betrieb gewährleisten kann, nicht jedoch für un­ gleiche Kompressoren. Zudem stellt die mit diesem Ver­ fahren erreichbare Optimierung nur eine Annäherung und nicht das absolute Optimum dar.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art anzugeben, welches mit geringem tech­ nischen und zeitlichen Aufwand einen wirtschaftlich op­ timierten Betrieb zweier oder mehrerer parallel oder in Reihe geschalteter, auch ungleicher Kompressoren sicher­ stellt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die parallel oder in Reihe betriebenen Kompressoren während des lau­ fenden Betriebes in eine hinsichtlich des gewählten Ein­ gangsparameters optimale Arbeitspunktkombination verfah­ ren werden, wobei es keinerlei Rolle spielt, ob gleiche oder unterschiedliche Kompressoren gemeinsam betrieben werden. Unterschiede können von unterschiedlichen Bau­ größen oder Bauarten, aber auch schon von unterschied­ lichen Einsatzzeiten oder Bautoleranzen herrühren. Da das Verfahren für jeden seiner Zyklen nur eine sehr kurze Zeit benötigt, erfolgt die Optimierung praktisch stetig und verzögerungsfrei. Die für das Verfahren be­ nötigten Daten, hier Betriebsparameter, werden üblicher­ weise ohnehin stetig erfaßt, so daß dafür kein zusätz­ licher Aufwand erforderlich ist. Auch die inkrementelle Veränderung der Einzel-Volumenströme bzw. Einzel-Druck­ verhältnisse ist leicht durch entsprechende Verstellung der Stellgrößen erreichbar, wobei das jeweils erforder­ liche Maß der Verstellung der Stellgrößen aus den tech­ nischen Daten der einzelnen Kompressoren entnehmbar ist. Diese technische Daten sind dem Betreiber für jeden Kompressor bekannt und liegen üblicherweise in Form von Kennfeldern vor. Erfolgt durch die übergeordnete Steue­ rung eine Verstellung der Stellgrößen, z. B. wegen ge­ änderter Anforderungen des nachgeschalteten Prozesses, dann führt das erfindungsgemäße Verfahren umgehend die Kompressoren wieder in eine neue optimale Arbeitspunkt- Kombination. Wegen der zeitlichen Kürze der einzelnen Verfahrenszyklen können auch Systeme mit mehr als zwei Kompressoren mit ausreichender Schnelligkeit in ihrer Betriebsweise optimiert werden, indem umlaufend alle möglichen Kompressor-Paare gebildet werden. Mit dem Be­ griff Stellgröße ist hier insbesondere eine bestimmte Drehzahl, Leitschaufelstellung oder Drosselstellung des Kompressors gemeint, wobei die Auswahl der konkreten Größe von der Art der Leistungssteuerung des Kompressors abhängt, welche technisch-konstruktiv festgelegt ist. Unter Stellgröße wird häufig der Stellbefehl eines Reg­ lers für ein nachfolgendes, die Drehzahl, Leitschaufel­ stellung oder Drosselstellung beeinflussendes Stellorgan verstanden; soweit hier keine Übertragungsfehler auf­ treten, sind die Stellgröße im oben definierten Sinn und der Stellbefehl auch identisch. Bei Vorliegen von Über­ tragungsfehlern können diese einfach festgestellt und entsprechende Korrekturen angebracht werden, um deren Einfluß zu eliminieren.

Bei den Kompressoren kann es sich beispielsweise um Turbo- oder Schrauben-Kompressoren handeln, die von einer Antriebsmaschine, z. B. Elektromotor oder Turbine, angetrieben werden. Als Eingangsparameter können die im jeweiligen Anwendungsfall wesentlichen Größen, z. B. die Leistungsaufnahme oder die Betriebskosten der Kompresso­ ren, herangezogen werden. Dabei können problemlos die Leistungsaufnahmen oder Betriebskosten sowohl der An­ triebsmaschinen der Kompressoren als auch zusätzlicher Hilfsaggregate, wie Kühlmittelpumpen, Kondensatpumpen bei Antrieb durch Turbinen, Transformatoren bei elektri­ schem Antrieb usw., berücksichtigt werden, da deren ent­ sprechende technische Daten dem Betreiber ebenfalls be­ kannt sind oder leicht ermittelbar sind.

Eine erste Weiterbildung des Verfahrens ist im Patent­ anspruch 2 angegeben, wobei hier wesentlich ist, daß ein Teil der Verfahrensschritte nicht an den Kompressoren selbst sondern in einer Simulation durchgeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Zahl der Verstellvor­ gänge an den Kompressoren selbst wesentlich verringert wird und auf die Verstellungen beschränkt wird, die den gewünschten Effekt bringen, während unnötige Verstellun­ gen, d. h. solche mit unerwünschtem Effekt, nicht bis zu den Kompressoren gelangen. Außerdem wird so eine deut­ liche Beschleunigung des Ablaufes jedes einzelnen Ver­ fahrenszyklus erreicht, weil die Folgen von Stellgrößen­ änderungen in der Simulation schneller ermittelbar sind als an realen Kompressoren. Voraussetzung hierfür ist, daß das Eingangsparameterkennfeld in gespeicherter Form vorliegt, was technisch und rechnerisch aber kein Pro­ blem darstellt. Es genügt hier, eine Anzahl von Kenn­ linien konstanter Stellgröße zu speichern; Zwischenwerte zwischen den einzelnen Kennlinien können dann durch Interpolation ausreichend genau ermittelt werden.

Im Patentanspruch 3 ist eine konkrete Ausgestaltung des Verfahrens für den parallelen Betrieb zweier Kompresso­ ren in Form einer Folge von einzelnen Verfahrensschrit­ ten angegeben, aus denen ein bevorzugter Verfahrensab­ lauf für diesen Anwendungsfall im Detail hervorgeht.

Speziell für den Parallelbetrieb sind einige weitere Verfahrensausgestaltungen vorgesehen, die im folgenden erläutert werden.

Um einerseits einen möglichst schnellen Verfahrensablauf und andererseits eine möglichst genaue Festlegung des Optimums der Eingangsparametersumme sicherzustellen, ist gemäß Anspruch 4 vorgesehen, die Inkremente bei Annähe­ rung an das Optimum kleiner werden zu lassen. Es wird so bei größerer Entfernung vom Optimum ein rascheres Ver­ fahren und bei kleiner werdender Entfernung vom Optimum ein zwar langsameres, aber feineres Verfahren der Kom­ pressor-Arbeitspunkte bewirkt.

Da in der Praxis bei zwei oder mehr parallel betriebenen Kompressoren auf der Druckseite aufgrund unterschiedli­ cher Leitungslängen und -führungen bis zur Einmündung in den nachgeschalteten Prozeß unterschiedliche Druckverlu­ ste auftreten und da diese zudem durchflußabhängig sind, ist nach Patentanspruch 5 eine individuelle Ermittlung des Druckverhältnisses jedes Kompressors vorgesehen. Da­ durch können sich Leitungseinflüsse auf das Ergebnis der Optimierung der Betriebsweise nicht mehr auswirken.

Beim Betrieb von Kompressoren kommt es weiterhin relativ häufig vor, daß aufgrund geänderter Prozeßanforderungen eine Änderung des Systemdruckes und damit des Druckver­ hältnisses der Kompressoren erforderlich wird. Zur mög­ lichst verzögerungsfreien Berücksichtigung derartiger Änderungen in dem Verfahren dient die im Anspruch 6 dar­ gelegte Verfahrensweiterbildung. Innerhalb des Verfah­ rensablaufes werden danach selbsttätig die zugehörigen neuen Werte für die Stellgrößen ermittelt und die Kom­ pressoren in die für die neuen Prozeßanforderungen opti­ malen Arbeitspunkte verfahren.

Außer Änderungen des Druckes können auch geänderte Pro­ zeßanforderungen hinsichtlich des Volumenstromes auftre­ ten, deren Berücksichtigung im Verfahren im Anspruch 7 angegeben ist. Bei dieser Verfahrensausgestaltung kann das vorliegende Verfahren außerdem zusätzlich Teile der Aufgaben herkömmlicher Regelverfahren bzw. Regelungen übernehmen, wodurch der Aufwand für die Regelung und Optimierung des Kompressorbetriebes insgesamt niedrig gehalten wird. Dabei kann die herkömmliche Regelung so­ wohl eine Durchflußregelung als auch eine Druckregelung sein, wobei letztere durch einen Vergleich zwischen dem Gesamt-Druck-Sollwert und dem aktuellen Druck die im Anspruch 7 genannten zusätzlichen Inkremente Y1 und Y2 mit gleichen Vorzeichen erzeugt.

Im Patentanspruch 8 ist eine konkrete Ausgestaltung des Verfahrens für den Reihenbetrieb zweier Kompressoren in Form einer zum Anspruch 3 analogen Folge von einzelnen Verfahrensschritten angegeben. Aus diesen Schritten geht ein bevorzugter Ablauf des Verfahrens für den genannten Anwendungsfall hervor, wobei weitere Ausgestaltungen des Verfahrens speziell für den Reihenbetrieb in den Ansprü­ chen 9 und 10 angegeben sind.

Gemäß Anspruch 9 ist, vergleichbar mit dem Merkmal des Anspruchs 4, vorgesehen, die inkrementellen Faktoren bei Annäherung an das Optimum zu verkleinern, um sowohl ei­ nen schnellen als auch im Bereich des Optimums genauen Verfahrensablauf zu erreichen.

Analog der Verfahrensausgestaltung nach Anspruch 7 für den Parallelbetrieb ist für den Reihenbetrieb im An­ spruch 10 angegeben, wie vom Prozeß herrührende Anfor­ derungsänderungen hinsichtlich des Gesamt-Druckverhältis­ ses im Verfahren berücksichtigt werden können. Auch hier kann also das Verfahren Teilaufgaben der herkömmlichen Regelung übernehmen. Soll bei Kompressoren im Reihenbe­ trieb der Durchfluß erhöht werden, so muß der zusätzlich benötigte Durchfluß zunächst in Massenstrom umgerechnet werden, sofern er noch nicht in dieser Einheit erfaßt ist. Anschließend ist dieser Massenstrom unter Berück­ sichtigung der Normdichte sowie des aktuellen Drucks und der aktuellen Temperatur im Eintritt des jeweiligen Kom­ pressors der Reihe auf den jeweiligen Volumenstrom um­ zurechnen. Anhand dieses Volumenstromes können dann Stellgrößen und Eingangsparameter aus den entsprechenden Kennfeldern ermittelt werden. Selbstverständlich kann hier die herkömmliche Regelung nicht nur eine Druckver­ hältnisregelung sondern auch eine Durchflußregelung sein, wobei letztere durch Vergleich von Gesamt-Durch­ fluß-Sollwert und aktuellem Durchfluß die im Anspruch 10 angegebenen zusätzlichen Inkremente Y′ erzeugt.

Im folgenden werden Verfahrensweiterbildungen behandelt, die sowohl für Parallel- als auch für Reihenbetrieb an­ wendbar sind.

Aus technischen Gründen ist in der Praxis häufig die Verstellgeschwindigkeit der Stellgröße auf eine von dem Kompressor bzw. dessen Stellorganen nachvollziehbare Geschwindigkeit begrenzt. Daher ist es zweckmäßig, auch die durch das Verfahren erfolgenden Veränderungen der Stellgrößen in ihrer Geschwindigkeit entsprechend zu begrenzen. Dies wird im Verfahren durch eine Begrenzung der Inkremente auf geeignete Werte erreicht, welche von der gewünschten maximalen Verstellgeschwindigkeit und der für jeden Verfahrenszyklus benötigten Zeit abhängen.

Da die Arbeitskosten für die Energie, z. B. den elektri­ schen Strom, für den Antrieb der Kompressoren und die gegebenenfalls zugehörigen Hilfsaggregate zeitlich nicht immer konstant sind, sondern vielmehr häufig tages- oder jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt, ist vorgese­ hen, dies durch die Vorhaltung entsprechend unterschied­ licher Eingangsparameterkennfelder im Verfahren zu be­ rücksichtigen.

Um das Verfahren auch bei seiner Anwendung auf mehr als zwei Kompressoren möglichst schnell und wirksam durch­ führen zu können, ist gemäß Anspruch 13 weiter vorgese­ hen, daß die Verstellung der Stellgrößen auf solche Kom­ pressorpaare beschränkt wird, die den relativ größten Effekt in der gewünschten Richtung erbringen. Dadurch werden Stellgrößen-Verstellungen, die nur geringfügig oder unwesentlich zur Optimierung beitragen, aber rela­ tiv viel Zeit in Anspruch nehmen würden, unterdrückt.

Bei mehreren Kompressoren in einer Anlage treten häufig Betriebssituationen auf, bei denen die vom Prozeß vorge­ gebenen Anforderungen hinsichtlich Druckverhältnis und Volumenstrom mit unterschiedlichen Zahlen und/oder Kom­ binationen von Kompressoren erfüllbar sind. Wegen der Nichtlinearität der Kennlinien der Kompressoren ist es beispielsweise nicht ohne weiteres erkennbar, ob es be­ trieblich günstiger ist, eine kleinere Zahl von Kompres­ soren im Voll- oder Überlastbereich oder eine größere Zahl von Kompressoren im Teillastbereich zu betreiben. Bei unterschiedlichen Kompressoren in einer Anlage er­ gibt sich zudem noch die Frage nach der optimalen Kom­ bination, wenn nicht alle Kompressoren betrieben werden müssen. Zur Lösung dieser Fragen dient die Verfahrens­ variante nach Anspruch 14, mittels welcher eine eindeu­ tige Festlegung der bestmöglichen Kompressorzahl und -kombination zur Erfüllung der jeweils vorliegenden Prozeßanforderungen ermöglicht wird.

Eine weitere im Betrieb von Kompressoren auftretende Situation ist das Abblasen eines oder mehrerer Kompres­ soren unter Kontrolle der Pumpgrenzregelung, z. B. bei schlagartiger Verminderung des vom Prozeß abgenommenen Volumenstromes. Mit der im Anspruch 15 angegebenen Ver­ fahrensweiterbildung werden Auswirkungen eines Abblasens auf den Ablauf des Verfahrens und das Optimierungsergeb­ nis verhindert, indem dafür gesorgt wird, daß nur der relevante, d. h. der in den Prozeß gelangende Volumen­ strom in das Verfahren eingeht.

Soweit wie bisher beschrieben, liegt dem Verfahren die Voraussetzung zugrunde, daß im Arbeitsbereich der Kom­ pressoren bzw. der Kompressor-Kombinationen nur ein ein­ ziges Optimum extistiert. Es kann jedoch auch vorkommen, daß mehrere relative Optima existieren, was dazu führen kann, daß das Verfahren ein relatives Optimum ermittelt, welches aber nicht das absolute Optimum darstellt. Eine Möglichkeit, diesen unerwünschten Effekt auszuschließen, ist im Anspruch 16 angegeben. In dieser Verfahrensausge­ staltung wird also der gesamte Arbeitsbereich daraufhin überprüft, ob relative Optima vorliegen, um gegebenen­ falls hieraus das absolute Optimum auszuwählen.

In den allermeisten in der Praxis auftretenden Anwen­ dungsfällen des Verfahrens kann von einer im wesentli­ chen gleichbleibenden Zusammensetzung und Eingangstempe­ ratur des zu verdichtenden Mediums ausgegangen werden. Um das Verfahren auch in Fällen anwenden zu können, in denen die Zusammensetzung und Eingangstemperatur und damit die Gasdaten des Mediums stark schwanken können, ist es ratsam, statt einer Kennfelddarstellung mit dem Druckverhältnis über dem Ansaugvolumenstrom eine Kenn­ felddarstellung zu wählen, bei welcher anstelle des Druckverhältnisses die Förderhöhe bzw. Enthalpiediffe­ renz verwendet wird. Die Umwandlung des Druckverhältnis­ ses in Förderhöhe bzw. Enthalpiedifferenz erfolgt auf­ grund der bekannten physikalischen Zusammenhänge und Um­ rechnungsformeln. Im Verfahrensablauf werden dann wei­ terhin Druckverhältnisse erfaßt sowie inkrementelle Fak­ toren variiert; vor der nachfolgenden Bestimmung der Stellgrößen erfolgt aber die beschriebene Umrechnung.

Das neue Verfahren läßt sich für den Parallel- und Rei­ henbetrieb beliebiger Kompressoren in vielen technischen Bereichen anwenden, z. B. in der Chemieindustrie, insbe­ sondere Petro-Chemie, für den Gastransport in Pipelines, in der Eisen- und Stahlindustrie, insbesondere für den Hochofenbetrieb und in weiteren, insbesondere industriel­ len Bereichen.

Claims (16)

1. Verfahren zum optimierten Betreiben zweier oder meh­ rerer Kompressoren im Parallel- oder Reihenbetrieb für die Verdichtung und Förderung gasförmiger oder dampfförmiger Medien, wobei für jeden der Kompres­ soren die den aktuellen Arbeitspunkt definierenden Betriebsparameter, wie der Ansaugvolumenstrom und das Druckverhältnis, die Stellgröße, wie die Kompres­ sordrehzahl oder -leitschaufelstellung oder -drossel­ stellung, und die Eingangsparameter, wie die Lei­ stungsaufnahme oder die Betriebskosten der Kompres­ soren, erfaßt bzw. ermittelt werden, und wobei eine übergeordnete, die Kompressoren nach Maßgabe der An­ forderungen eines nachgeschalteten Prozesses regeln­ de Steuerung, vorzugsweise einschließlich einer Pumpgrenzregelung, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zyklisch die Arbeitspunkte je zweier Kompresso­ ren bei Parallelbetrieb ohne Beeinflussung des aktu­ ellen Gesamt-Volumenstromes und des Gesamt-Druckver­ hältnisses durch gegenläufige additive inkrementelle Veränderung der Einzel-Volumenströme bzw. bei Reihen­ betrieb ohne Beeinflussung des aktuellen Gesamt- Durchflusses und des Gesamt-Druckverhältnisses durch gegenläufige multiplikative inkrementelle Verände­ rung der Einzel-Druckverhältnisse, jeweils mittels entsprechender Verstellung der Stellgrößen, verscho­ ben werden und
daß nach Maßgabe der resultierenden Änderungsrich­ tung der Eingangsparametersumme bei deren Verände­ rung in Optimierungsrichtung, d. h. in Richtung z. B. einer Verringerung der Gesamt-Leistungsaufnah­ me oder -Betriebskosten, eine weitere inkrementelle Veränderung der Einzel-Volumenströme bzw. der Ein­ zel-Druckverhältnisse in den bisherigen Richtungen sowie bei deren Veränderung gegen die Optimierungs­ richtung, d. h. in Richtung z. B. einer Erhöhung der Gesamt-Leistungsaufnahme oder -Betriebskosten eine inkrementelle Veränderung der Einzel-Durchflüsse bzw. der Einzel-Druckverhältnisse in jeweils umge­ kehrter Richtung, jeweils durch entsprechende erneu­ te Verstellung der Stellgrößen, vorgenommen wird, wobei bei mehr als zwei betriebenen Kompressoren mit­ tels aufeinanderfolgenden Durchlaufens aller Kombi­ nationsmöglichkeiten wechselnde Kompressor-Paare gebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Arbeitspunkte der Kompres­ soren zunächst rechnerisch erfolgt, daß die Eingangs­ parametersumme aus in Form von gespeicherten Daten vorliegenden Eingangsparameterkennfeldern der einzel­ nen Kompressoren entnommen und die resultierende Än­ derungsrichtung der Eingangsparametersumme festge­ stellt wird und daß eine reale Verstellung der Stell­ größen der Kompressoren nur erfolgt, wenn eine Ände­ rung der Eingangsparametersumme in Optimierungsrich­ tung, d. h. in Richtung z. B. geringerer Gesamt-Lei­ stungsaufnahme oder -Betriebskosten, festgestellt ist oder erst dann erfolgt, wenn ein Optimum der Ein­ gangsparametersumme festgestellt ist, wobei in dem Eingangsparameterkennfeld jeweils der Eingangsparame­ ter über dem Ansaugvolumenstrom oder dem Druckver­ hältnis aufgetragen ist und Kennlinien für jeweils konstante Stellgrößen eingetragen sind.

3. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei parallel betriebene Kompressoren

• a) aus je einem eigenen gespeicherten Stellgrößen­ kennfeld, wie Drehzahlkennfeld, Leitschaufelkenn­ feld oder Drosselklappenkennfeld, die zum aktuel­ len Arbeitspunkt gehörende Stellgröße n1 bzw. n2, wie Kompressordrehzahl, Leitschaufelstellung oder Drosselklappenstellung, entnommen wird, wobei in dem Stellgrößenkennfeld jeweils das Druckverhält­ nis über dem Ansaugvolumenstrom aufgetragen ist und Kennlinien für jeweils konstante Stellgrößen eingetragen sind,
• b) zur rechnerischen Verschiebung des Arbeitspunktes der für den Ansaugvolumenstrom V1 ermittelte Zah­ lenwert um ein Inkrement V durch Addition ver­ größert und der für den anderen Ansaugvolumen­ strom V1 ermittelte Zahlenwert um das gleiche In­ krement V durch Subtraktion verkleinert wird,
• c) aus den gespeicherten Stellgrößenkennfeldern der beiden Kompressoren jeweils die zum verschobenen Arbeitspunkt gehörende Stellgröße n1* bzw. n2* entnommen wird,
• d) aus den gespeicherten Eingangsparameterkennfel­ dern die zu den aktuellen und die zu den verscho­ benen Arbeitspunkten beider Kompressoren gehören­ den Eingangsparameter N1 und N2 sowie N1* und N2*, entsprechend z. B. den Einzel-Leistungsauf­ nahmen bzw. -Betriebskosten, entnommen werden, wo­ bei N1 dem aktuellen Eingangsparameter des ersten und N2 dem aktuellen Eingangsparameter des zwei­ ten Kompressors und N1* dem zu dem verschobenen Arbeitspunkt gehörenden Eingangsparameter des er­ sten und N2* dem zu dem verschobenen Arbeitspunkt gehörenden Eingangsparameter des zweiten Kompres­ sors entspricht,
• e) die Eingangsparametersummen N = N1 + N2 und N* = N1* + N2*, entsprechend z. B. den Gesamt-Lei­ stungsaufnahmen bzw. -Betriebskosten für die bei­ den Arbeitspunktkombinationen, gebildet und ver­ glichen werden und daß entweder
• f1) wenn N* kleiner als N ist, der Ansaugvolumenstrom V1 des ersten Kompressors durch entsprechende Ver­ stellung seiner Stellgröße real um ein Inkrement X erhöht und der Ansaugvolumenstrom V2 des zwei­ ten Kompressors durch entsprechende Verstellung seiner Stellgröße real um das gleiche Inkrement X erniedrigt wird und das Verfahren mit dem Schritt a) weitergeführt wird bzw. wenn N kleiner als N* ist, der Ansaugvolumenstrom V1 rechnerisch um ein Inkrement X erniedrigt und der Ansaugvolumenstrom V2 rechnerisch um das gleiche Inkrement X erhöht wird und das Verfahren mit dem Schritt b) weiter­ geführt wird, oder
• f2) wenn N* kleiner als N ist, der Ansaugvolumenstrom V1 rechnerisch um ein Inkrement X erhöht und der Ansaugvolumenstrom V2 rechnerisch um das gleiche Inkrement X erniedrigt wird und das Verfahren mit dem Schritt b) weitergeführt wird bzw. wenn N kleiner als N* ist, der Ansaugvolumenstrom V1 rechnerisch um ein Inkrement X erniedrigt und der Ansaugvolumenstrom V2 rechnerisch um das gleiche Inkrement X erhöht wird und das Verfahren mit dem Schritt b) weitergeführt wird, bzw. bei Feststel­ lung eines Optimums der Eingangsparametersumme durch fortlaufenden Vergleich der jeweils ermit­ telten Werte für die Eingangsparametersummen die Stellgrößen der Kompressoren entsprechend ver­ stellt und die Kompressoren auf die dem Optimum der Eingangsparametersumme entsprechenden Arbeits­ punkte gefahren werden und das Verfahren mit dem Schritt a) weitergeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkremente V und X in Abhängigkeit von den ermittelten Differenzen N-N* der Eingangsparameter­ summen von VerfahrenszYklus zu Verfahrenszyklus vari­ iert werden, wobei die Inkremente V und X bei klei­ ner werdenden Differenzen N-N*, d. h. bei Annähe­ rung an das Optimum der Eingangsparametersumme, ver­ kleinert werden und umgekehrt.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckverhältnis getrennt für jeden Kompressor in Abhängigkeit von der jeweiligen Leitungslänge zwischen dem Kompressor­ ausgang und einem nachgeschalteten Prozeß, vom jewei­ ligen Volumenstrom und vom jeweiligen Druckverlust­ beiwert der Leitung ermittelt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfah­ rensablaufes das jeweils aktuelle Druckverhältnis über wenigstens einen Druckfühler als Meßwert erfaßt oder von einer vorhandenen Kompressor-Reglereinheit als Druckverhältnis-Sollwert übernommen wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfah­ rensablaufes der jeweils aktuelle Gesamt-Volumen­ strom unmittelbar als Gesamt-Volumenstrom-Sollwert eingegeben oder als Betriebsparameter-Sollwert von einer vorgeschalteten Kompressor-Reglereinheit über­ nommen wird und daß bei einer gewünschten Änderung des Gesamt-Volumenstromes, d. h. bei Vorliegen einer Differenz zwischen dem Gesamt-Volumenstrom-Sollwert und der Summe der Einzel-Volumenströme V1 und V2, zusätzlich zu der gegenläufigen inkrementellen Ver­ änderung der Einzel-Volumenströme V1 und V2 diese je­ weils um ein dem Vorzeichen gleiches Inkrement Y1 bzw. Y2 verändert werden, wobei die Summe der Inkre­ mente Y1 und Y2 der Differenz zwischen dem Gesamt- Volumenstrom-Sollwert und der Summe der Einzel-Volu­ menströme V1 und V2 entspricht.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei in Reihen­ schaltung betriebene Kompressoren

• a) aus je einem eigenen gespeicherten Stellgrößen­ kennfeld, wie Drehzahlkennfeld, Leitschaufelkenn­ feld oder Drosselklappenkennfeld, die zum aktuel­ len Arbeitspunkt gehörende Stellgröße n1 bzw. n2, wie Kompressordrehzahl, Leitschaufelstellung oder Drosselklappenstellung entnommen wird, wobei in dem Stellgrößenkennfeld jeweils der Kompressorend­ druck bzw. das Druckverhältnis über dem Ansaugvo­ lumenstrom aufgetragen ist und Kennlinien für je­ weils konstante Stellgrößen eingetragen sind,
• b) zur rechnerischen Verschiebung des Arbeitspunktes der für das eine Druckverhältnis 1 ermittelte Zahlenwert durch Multiplikation mit einem inkre­ mentellen Faktor , der größer als 1 ist, ver­ größert und der für das andere Druckverhältnis 2 ermittelte Zahlenwert durch Division durch den gleichen inkrementellen Faktor verkleinert wird, sowie unter der Voraussetzung eines gleichbleiben­ den Durchflusses für beide Kompressoren jeweils der infolge der Veränderung des Druckverhältnis­ ses entsprechend der resultierenden Dichteände­ rung geänderte Ansaugvolumenstrom bestimmt wird,
• c) aus den gespeicherten Stellgrößenkennfeldern der beiden Kompressoren jeweils die zum verschobenen Arbeitspunkt gehörende Stellgröße n1* bzw. n2* entnommen wird,
• d) aus den gespeicherten Eingangsparameterkennfel­ dern die zu den aktuellen und die zu den verscho­ benen Arbeitspunkten beider Kompressoren gehören­ den Eingangsparameter N1 und N2 sowie N1* und N2*, entsprechend z. B. den Einzel-Leistungsauf­ nahmen bzw. -Betriebskosten, entnommen werden,
• e) die Eingangsparametersummen N = N1 + N2 und N* = N1* + N2*, entsprechend z. B. den Gesamt-Lei­ stungsaufnahmen bzw. -Betriebskosten für die bei­ den Arbeitspunktkombinationen, gebildet und ver­ glichen werden, und daß entweder
• f1) wenn N* kleiner als N ist, das Druckverhältnis 1 des ersten Kompressors durch entsprechende Ver­ stellung seiner Stellgröße real um einen inkre­ mentellen Faktor Z, der größer als 1 ist, mittels Multiplikation erhöht und das Druckverhältnis 2 des zweiten Kompressors durch entsprechende Ver­ stellung seiner Stellgröße real um den gleichen inkrementellen Faktor Z mittels Division er­ niedrigt wird und das Verfahren mit dem Schritt a) weitergeführt wird, bzw. wenn N kleiner als N* ist, das Druckverhältnis 1 rechnerisch durch Division durch einen inkrementellen Faktor Z, der größer als 1 ist, erniedrigt und das Druckver­ hältnis 2 rechnerisch durch Multiplikation mit dem gleichen inkrementellen Faktor Z erhöht wird und das Verfahren mit dem Schritt b) weiterge­ führt wird, oder
• f2) wenn N* kleiner als N ist, das Druckverhältnis 1 rechnerisch durch Multiplikation mit einem inkre­ mentellen Faktor Z, der größer als 1 ist, erhöht und das Druckverhältnis 2 rechnerisch durch Divi­ sion durch den gleichen inkrementellen Faktor Z erniedrigt wird und das Verfahren mit dem Schritt b) weitergeführt wird, bzw. wenn N kleiner als N* ist, das Druckverhältnis 1 rechnerisch durch Di­ vision durch einen inkrementellen Faktor Z, der größer als 1 ist, ernierdrigt und das Druckver­ hältnis 2 rechnerisch durch Multiplikation mit dem gleichen inkrementellen Faktor Z erhöht wird und das Verfahren mit dem Schritt b) weiterge­ führt wird und bei Feststellung eines Optimums der Eingangsparametersumme durch fortlaufenden Vergleich der jeweils ermittelten Werte für die Eingangsparametersummen die Stellgrößen der Kom­ pressoren entsprechend verstellt und die Kompres­ soren auf die dem Optimum der Eingangsparameter­ summe entsprechenden Arbeitspunkte gefahren wer­ den und das Verfahren mit dem Schritt a) weiterge­ führt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die inkrementellen Faktoren und Z in Abhängig­ keit von den ermittelten Differenzen N-N* der Ein­ gangsparametersummen von Verfahrenszyklus zu Verfah­ renszyklus variiert werden, wobei die inkrementellen Faktoren und Z bei kleiner werdenden Differenzen N-N*, d. h. bei Annäherung an das Optimum der Ein­ gangsparametersumme, verkleinert werden und umge­ kehrt.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfah­ rensablaufes das jeweils aktuelle Gesamt-Druckver­ hältnis unmittelbar als Gesamt-Druckverhältnis-Soll­ wert eingegeben oder als Betriebsparameter-Sollwert von einer vorgeschalteten Kompressor-Reglereinheit übernommen wird und daß bei einer gewünschten Ände­ rung des Gesamt-Druckverhältnis-Sollwertes, d. h. bei Vorliegen einer Differenz zwischen dem Gesamt- Druckverhältnis-Sollwert und dem Produkt der Einzel- Druckverhältnisse 1 und 2, zusätzlich zu der ge­ genläufigen inkrementellen multiplikativen Verände­ rung der Einzel-Druckverhältnisse 1 und 2 diese jeweils mit einem nach Betrag und Vorzeichen glei­ chen Faktor Y′ multipliziert werden, welcher dem gewünschten Erhöhungsfaktor des Gesamt-Druckverhält­ nisses entspricht.

11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 bzw. 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die In­ kremente Y1 und Y2 bzw. Y′ auf einen mit einer ge­ wünschten maximalen Verstellgeschwindigkeit der Stellgrößen korrespondierenden maximalen Wert Y1 _max und Y2 _max bzw. Y′_max begrenzt wird.

12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Kompressor mehrere Eingangsparameterkennfelder mit unterschied­ lichen, in Abhängigkeit von der Tageszeit, vom Wo­ chentag und/oder von der Jahreszeit variierenden Datensätzen verwendet werden.

13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei be­ triebenen Kompressoren nach jedem Durchlaufen aller Kombinationsmöglichkeiten für die Bildung wechseln­ der Kompressor-Paare jeweils nur die Stellgröße der Kompressoren desjenigen Kompressor-Paares verstellt wird, welches die größte Veränderung der Eingangspa­ rametersumme in Optimierungsrichtung gezeigt hat.

14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb mehrerer Kompressoren unter vorgegebenen Prozeßanforderungen hinsichtlich Volumenstrom und Druckverhältnis für jeden einzelnen Kompressor und jede mögliche Kombina­ tion zweier oder mehrerer Kompressoren das Optimum des Eingangsparameters bzw. der Eingangsparameter­ summe zu den jeweiligen Anforderungen ermittelt wird, daß die Optima der Eingangsparametersumme ver­ glichen werden und daß derjenige Kompressor oder diejenige Kompressorkombination in Betrieb bleibt oder genommen und auf den Arbeitspunkt bzw. die Ar­ beitspunkte gefahren wird/werden, bei dem/denen das absolute Optimum des Eingangsparameters bzw. der Ein­ gangsparametersumme vorliegt.

15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Abblasens eines oder mehrerer Kompressoren jeweils der erfaßte Wert für den Ansaugvolumenstrom um die abgeblasene Teilmenge vermindert bzw. unmittelbar der zum Prozeß gelangende Volumenstrom erfaßt wird.

16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

• - daß nach dem Erreichen eines Optimums der Eingangs­ parametersumme der Kompressoren deren zugehörige Arbeitspunkte festgehalten werden,
• - daß nachfolgend mehrfach eine sprunghafte gegenläu­ fige reale oder rechnerische Verschiebung der Ar­ beitspunkte innerhalb der Kennfeldgrenzen ohne Be­ einflussung der Gesamt-Betriebsparameter vorgenom­ men wird, indem das Inkrement für die Einzel-Volu­ menströme bzw. die Einzel-Druckverhältnisse mehr­ fach um einen Faktor, der wesentlich größer als 1 ist, vergrößert wird,
• - daß ausgehend von jedem dieser neuen Arbeitspunkt­ paare eine erneute Feststellung eines Optimums der Eingangsparametersumme durchgeführt wird und jedes dieser neu gefundenen Optima zur Feststellung des absoluten Optimums mit dem ursprünglich gefundenen Optimum verglichen wird und
• - daß anschließend erforderlichenfalls die Kompresso­ ren real durch entsprechende Veränderung der Ein­ zel-Stellgrößen auf die Arbeitspunkte gefahren wer­ den, die dem gegebenenfalls neu festgestellten ab­ soluten Optimum der Eingangsparametersumme ent­ sprechen.