Regelung der Turbokompressoren

Aufgabe jeder Verdichterregelung ist es, Druck und Fördermenge an die variierenden Bedürfnisse eines Verbrauchersystems anzupassen. Das Verhalten dieses letzteren ist in gewissen Fällen gekennzeichnet durch einen festen Zusammenhang zwischen Druck und Massenstrom, also eine feste Verbrauchercharakteristik (oder Kennlinie). Abb. 13.1.1 zeigt links typische Beispiele solcher Verbrauchercharakteristiken, wobei p _A den vom Verbraucher vorgeschriebenen Verdichter-Austrittsdruck, p _E den Verdichter-Eintrittsdruck und $$\dot m$$ den Massenstrom bezeichnen. Kurve 1 entspricht einem Verbraucher, dessen Verhalten dem einer festen Durchflußöffnung ähnlich ist, Kurve 2 zeigt ein allgemeineres Gesetz, während Kurve 3 z. B. den Fall eines Druckluftnetzes darstellt, in dem unabhängig vom Durchsatz ein konstanter Druck aufrechterhalten werden soll. Oft hängen aber die Bedingungen im Verbrauchersystem noch von einem weiteren Parameter ab, wobei an die Stelle einer einzigen Kurve p _A = f($$\dot m$$) eine Schar von solchen tritt. Viele Verbraucher verlangen einfach, daß ein gewisses Feld von Betriebszuständen — in Abb. 13.1.1 rechts schraffiert angedeutet — in wirtschaftlicher Weise möglich sein soll. — Um solchen Forderungen zu entsprechen, sind folgende Regeleingriffe ausführbar:Regelung durch Drehzahlvariation. Wenn eine Verbrauchercharakteristik nach Kurve 1 (Abb. 13.1.1) vorliegt oder auch ein Büschel von solchen Kurven und die Antriebsmaschine eine Variation der Drehzahl erlaubt, genügt diese Drehzahlvariation zur Anpassung des Verdichters an den Verbraucher, sofern nur die Stabilitätsgrenze des Verdichters überall über der Verbrauchercharakteristik liegt. In mehr oder weniger beschränktem Betriebsbereich kann man sich mit Drehzahlregelung auch anderen Formen der Verbraucherkennlinie anpassen. In Abb. 13.1.2a ist diese Regelung schematisch dargestellt, wobei der Antrieb durch eine Turbine T erfolgt, an deren Regelorganen R der Regeleingriff allein vorgenommen wird. Dort wo sie anwendbar ist, ist diese Regelung wirtschaftlich.