Steigerung der Flexibilität und Effizienz großer Energieverbraucher in der Industrie durch adaptive Pumpgrenzregelung unter Nutzung akustischer Signale

Abstract

Im Projekt AdPG – Adaptive Pumpgrenze wurde ein industrietaugliches Mess-, Auswerte- und Regelungssystem zur adaptiven Nachführung der Pumpgrenze von Turboverdichtern entwickelt und erprobt. Ziel war es, Schwingungs- und Prozessdaten so zu nutzen, dass der sichere Betriebsbereich von Turboverdichtern insbesondere in Richtung der Pumpgrenze erweitert werden konnte. Voraussetzung hierfür war eine zuverlässige Bestimmung der Pumpgrenze auch bei wechselnden Prozess- und Umgebungsbedingungen, ohne die Maschinensicherheit zu beeinträchtigen. Dadurch wurde ein energieeffizienter Betrieb, insbesondere bei pumpgrenznahem Betriebspunkt, ermöglicht. Hierzu wurden Hard- und Softwarekomponenten umgesetzt, in einen projektspezifischen Demonstrator integriert und unter realen Betriebsbedingungen erprobt. Die erfassten Messdaten wurden zusammengeführt und nachvollziehbar aufbereitet, sodass der Abstand zur Pumpgrenze im laufenden Betrieb bewertet und für technische Entscheidungen genutzt werden konnte. Zur Auswertung und Bewertung der Messdaten wurden Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) eingesetzt. Die Projektergebnisse zeigten, dass eine adaptive Nachführung der Pumpgrenze technisch realisierbar ist und einen direkten Beitrag zur Erhöhung von Betriebssicherheit, Flexibilität und Energieeffizienz industrieller Turbomaschinen leisten kann. Die entwickelten Konzepte und Systemkomponenten sind auf vergleichbare industrielle Anwendungen übertragbar und bilden eine belastbare Grundlage für den weiteren praktischen Einsatz.