Ultimativer Leitfaden zu Methoden der Leistungsregelung von Kolbenkompressoren

HubkolbenkompressorenGasanlagen sind zwar für Höchstleistungen unter Volllast ausgelegt, doch im realen Betrieb sind dynamische Durchflussanpassungen erforderlich, um den Prozessanforderungen gerecht zu werden. Wir von Xuzhou Huayan Gas Equipment sind spezialisiert auf die Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen zur Kapazitätssteuerung, die die Effizienz in unterschiedlichsten industriellen Anwendungen optimieren.

1. Drehzahlregelung (Drehzahlregler)

Funktionsprinzip: Passt die Drehzahl des Kompressors an, um den Gasdurchsatz zu variieren.
Vorteile:

• Kontinuierliche, lineare Durchflussregelung von 40 % bis 100 % Kapazität
• Nahezu proportionale Energieeinsparungen bei reduzierter Last
• Hält die Druckverhältnisse über die Stufen hinweg aufrecht 18
  Einschränkungen:
• Hochpreisige Frequenzumrichtersysteme für große Motoren (>500 kW)
• Schmierprobleme und Ventilflattern unterhalb von 40 % der Drehzahl
• Erhöhter Lager-/Kurbelwellenverschleiß bei extremen Drehzahlen 46
  Am besten geeignet für: Turbinengetriebene Einheiten oder mittelgroße Kompressoren mit häufigen Lastwechseln.

2. Bypass-Steuerung

Funktionsprinzip: Das Abgas wird über Ventile zur Ansaugung zurückgeführt.
Vorteile:

• Einfache Installation bei geringen Vorlaufkosten
• Vollständige Durchflussregulierung von 0–100 %
• Schnelle Reaktion für Überspannungsschutz 48
  Energiestrafe:
• Verschwendet 100 % der Kompressionsenergie an rezirkuliertes Gas
• Erhöht die Ansaugtemperatur um 8–15 °C, wodurch die Effizienz sinkt.
• Für den Dauerbetrieb nicht nachhaltig 16

3. Anpassung der Ablagefächer

Prinzip: Vergrößert das Totvolumen in Zylindern, um den volumetrischen Wirkungsgrad zu verringern.
Vorteile:

• Der Energieverbrauch skaliert linear mit der Leistung.
• Mechanische Einfachheit bei Konstruktionen mit festem Volumen
• Ideal für den Dauerbetrieb mit 80–100 % Kapazitätsbeschnitt 110
  Nachteile:
• Begrenzter Regelbereich (bei <80 % sinkt die Effizienz drastisch)
• Langsame Reaktion (20–60 Sekunden bis zur Druckstabilisierung)
• Hoher Wartungsaufwand für kolbengedichtete variable Taschen 86

4. Ventilentlaster

a. Entlastung bei vollem Hub

• Funktion: Hält die Einlassventile während des gesamten Kompressionsvorgangs offen.
• Ausgabestufen: 0 %, 50 % (doppeltwirkende Zylinder) oder 100 %
• Einschränkung: Nur Grobregelung; verursacht Ventilermüdung 68

b. Teillastentlastung (PSU)
Revolutionäre Effizienz:

• Verzögert das Schließen des Einlassventils während der Kompression
• Erreicht eine kontinuierliche Durchflussmodulation von 10–100 %.
• Spart 25–40 % Energie im Vergleich zum Bypass, indem NUR das benötigte Gas komprimiert wird. 59
  Technische Überlegenheit:
• Millisekunden-Reaktionszeit durch elektrohydraulische Aktuatoren
• Keine Geschwindigkeitsbegrenzung (bis zu 1.200 U/min)
• Kompatibel mit allen nicht reaktiven Gasen

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