Probleme bei der Steuerung der Drehzahl des Verdichtungs-Expander sowie der Kühlleistung
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Liebe Experten, wodurch wird die Drehzahl des Verdichtungs- und Expansionsmotors gesteuert? Bislang kenne ich nur die Expansionsdüse und die Zirkulationsventile am Drucksteigerungsende. Wenn die Drehzahl sinkt, sollte es helfen, das Zirkulationsventil am Drucksteigerungsende enger zu stellen oder die Expansionsdüse weiter zu öffnen. Eine Analogie zur Dampfturbine wäre, dass bei abnehmender Drehzahl die Regulierventile der Dampfturbine geöffnet oder die Entlüftungsventile der Luftpumpe geschlossen werden sollten. Ich weiß nicht, ob diese Interpretation richtig ist? Wenn das richtig ist, dann sollte man durch eine Verringerung des Ausdehnungsumfangs die Menge des flüssigen Produkts verringern können, sofern genügend Kälteleistung vorhanden ist. Um die Ausdehnung zu verringern, wird die Düse am Ausdehnungsende enger gestellt. Dadurch nimmt die Drehzahl des Verdichtungs- und Ausdehnungsgebläses ab, weshalb auch die Zirkulationsventile am Verdichtungsende enger gestellt werden müssen. Die Beschränkung in diesem Fall ist die Turbulenzentfernung am Drucksteigerungsteil. Wenn die Turbulenzentfernung kein Problem darstellt, dann kann man den Regler nicht weiter auf einen Wert von null Drehzahl einstellen. Wie hoch ist dann im Allgemeinen die minimale Last des Verdichtungs- und Erweiterungsturbs, in Prozent der Nennlast?
Ich habe bisher nicht auf die konstruktive Belastung des Expansors geachtet. Heutzutage wird bei der Lufttrennung meist ein Verfahren mit Siebplatten im Unterturm verwendet – zudem sind dort auch die Kompressoren und andere Komponenten begrenzend wirksam. Der einstellbare Bereich liegt in der Regel zwischen 75 und 105 %~~
Soweit ich mich erinnere, steht in der Bedienungsanleitung des Expansors nicht, wie hoch der Schwingungsbereich ist – es werden nur zwei kritische Drehzahlen angegeben. Wir können also davon ausgehen, dass, wenn die Bypassventile vollständig geschlossen sind und die Drehzahl weiter gesenkt wird, bis sie auf die erste kritische Drehzahl fällt, eine Bedienung aufgrund von Resonanzen natürlich nicht möglich ist. Man kann sich jedoch vorstellen, dass der Expansionsgrad in diesem Fall geringer sein wird als bei Resonanz. Meiner Meinung nach ist es daher sinnlos, die Bedeutung der Mindestlast aus Sicht der Leistungsfähigkeit der Expanderanlagen zu diskutieren. Die Menge des expandierten Gases wird hauptsächlich durch die Elastizität des Sauerstoffscheiderturms bestimmt. Die untere Grenze für die Elastizität dieses Turms liegt in der Regel bei etwa 75 %. Daher sollte man prüfen, ob die Mindestlast des Expanders ausreicht, um bei einer Betriebsleistung des Sauerstoffscheiderturms von 75 % weiterhin eine Produktion möglich ist
Die Drehzahl kann durch die Steuerung des Druckunterschieds vor und nach dem Expander gesteuert werden.