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Anti-Surge-Ventile als Schutzeinrichtung für Kompressoren

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10.07.2015 Verdichter haben wichtige Aufgaben. Sie werden unter anderem in chemischen und petrochemischen Prozessen überall dort eingesetzt, wo Gase gefördert werden. Ausgelegt auf bestimmte Arbeitsverhältnisse kann es problematisch sein, wenn sich die Verhältnisse ändern.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Anti-Surge-Ventile (ASV) übernehmen als Schutzeinrichtung für Verdichter eine wichtige Rolle in chemischen und petrochemischen Prozessen.
  • Die an sie gestellten Anforderungen sind oft vielfältig und komplex.
  • Individuelles, fachkundiges Engineering, gepaart mit hoher Qualität der eingesetzten Ventile und Anbaugeräte sind Investitionen, die sich durch eine gute Leistungsfähigkeit, Robustheit und Langlebigkeit des ASV über den gesamten Einsatzzeitraum bezahlt machen.

Durch Verringerung des Förderstroms oder durch Anheben des Enddrucks entsteht ein instabiler Betriebsfall, der als Pumpen bezeichnet wird. Als Folge stellt sich ein kritischer Zustand ein, der durch eine periodische Umkehr des Förderstroms gekennzeichnet ist. Hierbei tritt an mehreren Verdichterschaufeln ein Strömungsabriss auf. Das Pumpen kann innerhalb kürzester Zeit schädliche Auswirkungen auf den Verdichter haben und sogar zu dessen Zerstörung führen. Dies ist nicht nur angesichts der hohen Investitionskosten für Verdichter verheerend, sondern stoppt auch den kompletten Anlagenbetrieb. Zum Schutz des Verdichters vor Betriebsausfällen und Schäden werden Anti-Surge-Ventile (ASV) eingesetzt. Anti-Surge-Ventile sind Bypassventile, die den Enddruck reduzieren. Dies kann beispielsweise durch Umblaseventile erreicht werden, die einen Teil des verdichteten Gases wieder an die Eingangsseite des Verdichters befördern. Eine andere Möglichkeit sind Abblassventile, die einen Teilstrom an der Ausgangsseite des Verdichters in die Umgebung ablassen.

Damit Anti-Surge-Ventile einen Verdichter zuverlässig schützen können, müssen sie den spezifischen Prozessbedingungen angepasst werden. Samson hat jahrelange Erfahrung in der Herstellung und Auslegung von pneumatischen Anti-Surge-Ventilen. Stellungsregler, Magnetventile und Volumenstromverdichter des Ventilherstellers oder verbundener Unternehmen ermöglichen zudem ein zielgerichtetes Engineering.

Anforderungen an Anti-Surge-Ventile

Höchste Priorität bei der Auslegung von Anti-Surge-Ventilen kommt dem sicheren Öffnen im Notfall zu. Die geforderten Öffnungszeiten liegen häufig unter 2 s, mitunter sogar unter 1 s. Da üblicherweise die Sicherheitsstellung von Anti-Surge-Ventilen federöffnend ist – das heißt, das Ventil wird bei Ausfall der Versorgungsluft durch Federkraft geöffnet – entspricht das Öffnen dem Entlüften des pneumatischen Antriebs. Das Öffnen erfolgt im Normalfall ungeregelt, also über eine Notabschaltung durch Wegnahme der Spannung am Magnetventil. Daraufhin entlüftet das Magnetventil und steuert zwecks Vergrößerung der Luftleistung oft noch deutlich größere Pneumatikventile an, die ihrerseits den Antrieb entlüften und das Ventil somit in seine Sicherheitsstellung fahren.

Um eine hohe Anlageneffizienz zu erreichen, werden Anti-Surge-Ventile im praktischen Alltag gleichzeitig dazu verwendet, den Verdichter durch geregeltes Verfahren möglichst nahe an der sogenannten Pumpgrenze zu betreiben. Aus diesem Grund muss das ASV über sehr gute Regeleigenschaften verfügen und dabei Überschwinger nach Möglichkeit vermeiden. Die beiden Forderungen nach sehr guten Regeleigenschaften und schnellen Stellzeiten erfordern eine Optimierung des ASV bis ins kleinste Detail.

Zusätzlich können je nach Einsatzbedingungen des Ventils noch weitere spezifische Anforderungen auftreten, zum Beispiel einstellbare Stellzeiten, die unter Verwendung von Drosselventilen realisiert werden, oder auch Federraumbeschleierung bei korrosiver Umgebungsluft. Bild 1 zeigt ein solches Ventil, mit dem bei Federraumbeschleierung eine ungeregelte Schnellöffnungszeit von einer Sekunde bei Auslösen des Magnetventils erreicht wird. Die geregelten Verfahrzeiten über den Stellungsregler wurden gemäß den Anforderungen auf jeweils 8 s gedrosselt.

Heftausgabe: Juli 2015
Seite:
Melanie Dürr,   Produktmanagement und -marketing Mess- und Regeltechnik, Stellungsregler und Stellventilzubehör Samson

Über den Autor

Melanie Dürr, Produktmanagement und -marketing Mess- und Regeltechnik, Stellungsregler und Stellventilzubehör Samson

Melanie Dürr, Produktmanagement und -marketing Mess- und Regeltechnik, Stellungsregler und Stellventilzubehör Samson

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