CN107355270A - 一种自适应热源变化的orc发电机组以及调节方法 - Google Patents

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巫志华
赵武
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Abstract

本发明涉及一种自适应热源变化的ORC发电机组以及调节方法。该发电机组包括通过管道依次联接起来的蒸发器、动力单元、冷凝器以及屏蔽泵；还包括安装在屏蔽泵和蒸发器之间的调节阀；所述蒸发器上安装液位计。本发明的调节方法具体是：1)初步调节；2)若液位回归到设定值，则停止调节；若液位未回归到设定值且调节调节阀开度，液位不再发生变化，则进行步骤3)；3)二次调节；本发明的发电机组能够随着外部热源(水蒸气)参数变化，从而对自身的工况进行自动调整，使得蒸发器内热源参数与工质参数始终一一对应，保证整个发电机组的正常、平稳的工作。

Description

一种自适应热源变化的ORC发电机组以及调节方法
技术领域
本发明属于有机工质发电技术领域，特别涉及一种自适应热源变化的ORC发电机组以及调节方法。
背景技术
目前在低于200℃的工业余热利用领域中，有机朗肯循环(ORC)发电技术是比较合理的利用方案，由于其自身冷凝压力高、显/潜热比大、采用干性工质等特点，相比于传统水蒸汽朗肯循环，其在低温发电领域具有系统简单、热利用率高的特点。
工业余热因其工作特性，必然受到上游设备运行工况的影响，因此会处于不断的波动状态，这就要求有机朗肯循环(ORC)发电机组的运行控制尽量简单；并且能自动的适应余热的参数变化，不需人工主动介入控制。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种能够随着外部热源(水蒸气)参数变化，发电机组的工况也会随之进行自动调整的自适应热源变化的ORC发电机组以及调节方法。
本发明的具体技术方案是：
一种自适应热源变化的ORC发电机组，包括通过管道依次联接起来的蒸发器、动力单元、冷凝器以及屏蔽泵；
还包括安装在屏蔽泵和蒸发器之间的调节阀；所述蒸发器上安装液位计。
一种上述的自适应热源变化的ORC发电机组的调节方法，包括以下步骤：
1)初步调节；
通过液位计判断蒸发器内的工质液位高度，当液位高度大于或小于设定值时，减小或增大调节阀开度，使进入蒸发器内的工质流量减小或增大，观察液位计的工质液位，判断液位是否回归到设定值；
2)若液位回归到设定值，则停止调节；若液位未回归到设定值且调节调节阀开度，液位不再发生变化，则进行步骤3)；
3)二次调节；
增大或减小屏蔽泵的转速，使得液位回归到设定值。
需要说明一点是：所述步骤1)一次调节时，调节阀的有效调节开度范围为30％＜K＜80％；当超过调节阀的有效调节开度范围时，采取步骤3)二次调节。
蒸发器为管壳式换热器，蒸发器壳程设置较高精度的液位计，可实时准确显示当前液位值。
动力单元包括透平和发电机。
本发明的优点在于：
本发明能够随着外部热源(水蒸气)参数变化，发电机组的工况也会随之进行自动调整，使得蒸发器内热源参数与工质参数始终一一对应，保证整个发电机组的正常、平稳的工作。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
具体实施方式
本发明提供的一种自适应热源变化的ORC发电机组以及调节方法，其主要设计的原理是：
蒸发器内热源参数与工质参数一一对应，若热源的参数发生变化后，蒸发器内的换热平衡被打破，则，两个参数就无法达到一一对应，而直接反映出来的就是蒸发器内液位的变化，因此将蒸发器内液位保持液位的恒定，就可以完成上述目标。
如图1所示，一种自适应热源变化的ORC发电机组，包括通过管道依次联接起来的蒸发器1、动力单元2、冷凝器3以及屏蔽泵4；还包括安装在屏蔽泵4和蒸发器1之间的调节阀5；蒸发器1上安装液位计6。蒸发器为管壳式换热器，蒸发器壳程设置较高精度的液位计，可实时准确显示当前液位值。动力单元包括透平和发电机。
通过上述的自适应热源变化的ORC发电机组结构的描述，现对其调节方法进行简述，主要包括以下步骤：
步骤1)初步调节；
通过液位计判断蒸发器内的工质液位高度，当液位高度大于或小于设定值时，减小或增大调节阀开度，使进入蒸发器内的工质流量减小或增大，观察液位计的工质液位，判断液位是否回归到设定值；
步骤2)若液位回归到设定值，则停止调节；若液位未回归到设定值且调节调节阀开度，液位不再发生变化，则进行步骤3)；
步骤3)二次调节；
增大或减小屏蔽泵的转速，使得液位回归到设定值。
需要说明一点是：所述步骤1)一次调节时，调节阀的有效调节开度范围为30％＜K＜80％；当超过调节阀的有效调节开度范围时，采取步骤3)二次调节。

Claims (3)

1.一种自适应热源变化的ORC发电机组，其特征在于：包括通过管道依次联接起来的蒸发器、动力单元、冷凝器以及屏蔽泵；
还包括安装在屏蔽泵和蒸发器之间的调节阀；所述蒸发器上安装液位计。
2.一种基于权利要求1所述的自适应热源变化的ORC发电机组的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)初步调节；
通过液位计判断蒸发器内的工质液位高度，当液位高度大于或小于设定值时，减小或增大调节阀开度，使进入蒸发器内的工质流量减小或增大，观察液位计的工质液位，判断液位是否回归到设定值；
2)若液位回归到设定值，则停止调节；若液位未回归到设定值且调节调节阀开度，液位不再发生变化，则进行步骤3)；
3)二次调节；
增大或减小屏蔽泵的转速，使得液位回归到设定值。
3.根据权利要求2所述的自适应热源变化的ORC发电机组的调节方法，其特征在于：
所述步骤1)初步调节时，调节阀的有效调节开度范围为30％＜K＜80％；当超过调节阀的有效调节开度范围时，采取步骤3)二次调节。
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