CN108561200A - 一种多热源点热能发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多热源点热能发电机组，主要由蒸发器一、蒸发器二、蒸发器三、调节阀一、调节阀二、调节阀三、换热器、变频器、控制器、余热回收发电装置组成，所述余热回收发电装置包括膨胀机、冷凝器、工质泵二。其中控制器采集调节阀一、二、三的过热度，作出逻辑判断后给变频器发出信号，变频器控制工质泵的频率，从而调节工质泵转速。本发明给出的多热源点热能发电机组，很好的解决了多个热源在同一系统中进行余热回收发电时供液不均的问题，不但节省了元器件的成本，还减少了安装管路，降低了安装成本。
Description
技术领域
本发明属于热能发电领域，尤其涉及一种多热源点热能发电机组。
背景技术
有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉（或换热器）、膨胀机、冷凝器和工质泵四大部套组成。有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入膨胀机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械。从膨胀机排出的蒸汽在凝汽器中向环境放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到换热器，如此不断地循环下去。传统的生产工艺过程中，通常会有产生富裕的低压蒸汽，以及80℃以上的热水，这些低压蒸汽和热水有时会直接排放，有时经降温凝结后循环利用，造成大量热能损失。
目前，余热回收发电多为单一热源，当对多个热源同时进行回收发电时，需采用多套系统分别进行回收发电，否则易出现供液不均的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的问题，而提供一种多热源点热能发电机组，该系统通过精确供液控制的方法可采用一套系统对多个热源同时进行热回收发电，不但节省了元器件的成本，还减少了安装管路，降低了安装成本。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种多热源点热能发电机组，包括蒸发器一、蒸发器二、蒸发器三、调节阀一、调节阀二、调节阀三、换热器、工质泵、变频器、控制器、余热回收发电装置；所述蒸发器一输出端与蒸发器二、三的输出端并联，其并联支路与换热器的输入端相连；所述蒸发器一、二、三的输入端分别与调节阀一、二、三的输出端相连；所述调节阀一的输入端与调节阀二、三的输入端并联，其并联支路与工质泵的输出端相连；所述工质泵的输入端与换热器的输出端相连；所述调节阀一、二、三分别采集蒸发器一、二、三输出端的温度；所述控制器采集调节阀一、二、三的过热度，作出逻辑判断后给变频器发出信号；所述变频器控制工质泵的频率，从而调节工质泵转速；所述换热器侧连接有余热回收发电装置；所述余热回收发电装置包括膨胀机、冷凝器、工质泵二，所述膨胀机、冷凝器、工质泵二和换热器按顺序依次串联，形成工质循环回路。
控制器内设定的控制逻辑为：1. 寻找调节阀中的最大过热度T；2. 将最大过热度值T与设定值Td比较：① 调节阀最大过热度值T大于设定值Td，且大于最大设定值Tdmax，检测调节阀开度，如开度已到最大设定值，控制器控制变频器提高频率，增大转速，加大流量；②调节阀最大过热度值T小于设定值Td，且小于最小设定值Tdmin，检测调节阀开度，如开度已到最小设定值，控制器控制变频器降低频率，减少转速，减小流量。
进一步的，换热器为蒸发冷却换热器。
进一步的，蒸发器数量可以两个、三个或三个以上。
进一步的，调节阀的数量与蒸发器的数量相同且一一对应。
进一步的，工质泵内流通工质可以为相变工质和非相变工质。
进一步的，换热器和工质泵之间还串联有一个储液罐。
进一步的，膨胀机向外输出功率。
本发明给出的多热源点热能发电机组，很好的解决了多个热源在同一系统中进行余热回收发电时供液不均的问题，不但节省了元器件的成本，还减少了安装管路，降低了安装成本。这种多热源点热能发电机组，可广泛用于分散热源热回收领域。
附图说明
图1为多热源点热能发电机组的第一实施例示意图。
图2为多热源点热能发电机组的控制逻辑图。
图3为多热源点热能发电机组的第二实施例示意图。
图中：（101）蒸发器一；（102）蒸发器二；（103）蒸发器三；（201）调节阀一；（202）调节阀二；（203）调节阀三；（3）换热器；（4）工质泵；（5）变频器；（6）控制器；（7）膨胀机；（8）冷凝器；（9）工质泵二；（10）储液罐。
具体实施方式
图1所示一种多热源点热能发电机组的第一实施例，包括蒸发器一101、蒸发器二102、蒸发器三103、调节阀一201、调节阀二202、调节阀三203、换热器3、工质泵4、变频器5、控制器6、余热回收发电装置；所述蒸发器一101输出端与蒸发器二、三102；103的输出端并联，其并联支路与换热器3的输入端相连；所述蒸发器一、二、三101；102；103的输入端分别与调节阀一、二、三201；202；203的输出端相连；所述调节阀一201的输入端与调节阀二、三202；203的输入端并联，其并联支路与工质泵4的输出端相连；所述工质泵4的输入端与换热器3的输出端相连；所述调节阀一、二、三201；202；203分别采集蒸发器一、二、三101；102；103输出端的温度；所述控制器6采集调节阀一、二、三201；202；203的过热度，作出逻辑判断后给变频器5发出信号；所述变频器5控制工质泵4的频率，从而调节工质泵4转速；所述换热器3侧连接有余热回收发电装置；所述余热回收发电装置包括膨胀机7、冷凝器8、工质泵二9，所述膨胀机7、冷凝器8、工质泵二9和换热器3按顺序依次串联，形成工质循环回路。
换热器3内工质在工质泵4作用下分别通过调节阀一、二、三201；202；203输送到蒸发器一、二、三101；102；103内，在蒸发器内散热蒸发后的工质汇入换热器3进行冷却降温，并进行下一个循环。每个调节阀分别检测对应蒸发器的过热度，控制器6分别读取每个调节阀的过热度并进行逻辑运算，具体控制逻辑见图2，其中，T为最大过热度值；Td为过热度设定值；Tdmax为过热度最大设定值；Tdmin为过热度最小设定值。
找出调节阀中的最大过热度T，然后与过热度设定值Td进行比较运算。若最大过热度T大于设定值Td，则继续进行第二次逻辑判断，与最大设定值Tdmax进行比较运算。当最大过热度T大于最大设定值Tdmax时，控制器6检测调节阀开度，若开度已达到最大设定值，说明工质流量不够，控制器6控制变频器5提高频率，增大转速，加大流量；若开度未达到最大设定值，调节阀自动调节增大开度。当最大过热度T小于最大设定值Tdmax时，不作操作。若最大过热度T小于设定值Td，则继续进行第二次逻辑判断，与最小设定值Tdmin进行比较运算。当最大过热度T小于最小设定值Tdmin时，控制器6检测调节阀开度，若开度已达到最小设定值，说明工质流量过大，控制器6控制变频器5降低频率，减少转速，减小流量；若开度未达到最小设定值，调节阀自动调节减小开度。当最大过热度T大于最小设定值Tdmin时，不作操作。
换热器3侧的余热回收发电装置，冷凝器8内液态工质在工质泵二9的作用下输送到换热器3内，与换热器3内高温工质换热升温后进入膨胀机7膨胀，再进入冷凝器8内冷凝进行下一个循环，膨胀机7处连接发电机或风机输出功率。
图3所示多热源点热能发电机组的第二实施例，在第一实施例的基础上，在换热器3和工质泵4之间还串联有一个储液罐10。
Claims (8)
1.一种多热源点热能发电机组，其特征在于，包括蒸发器一、蒸发器二、蒸发器三、调节阀一、调节阀二、调节阀三、换热器、工质泵、变频器、控制器、余热回收发电装置；所述蒸发器一输出端与蒸发器二、三的输出端并联，其并联支路与换热器的输入端相连；所述蒸发器一、二、三的输入端分别与调节阀一、二、三的输出端相连；所述调节阀一的输入端与调节阀二、三的输入端并联，其并联支路与工质泵的输出端相连；所述工质泵的输入端与换热器的输出端相连；所述调节阀一、二、三分别采集蒸发器一、二、三输出端的温度；所述控制器采集调节阀一、二、三的过热度，作出逻辑判断后给变频器发出信号；所述变频器控制工质泵的频率，从而调节工质泵转速；所述换热器侧连接有余热回收发电装置；所述余热回收发电装置包括膨胀机、冷凝器、工质泵二，所述膨胀机、冷凝器、工质泵二和换热器按顺序依次串联，形成工质循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述控制器内设定的控制逻辑为：(1) 寻找调节阀中的最大过热度T；(2) 将最大过热度值T与设定值Td比较：① 调节阀最大过热度值T大于设定值Td，且大于最大设定值Tdmax，检测调节阀开度，如开度已到最大设定值，控制器控制变频器提高频率，增大转速，加大流量；②调节阀最大过热度值T小于设定值Td，且小于最小设定值Tdmin，检测调节阀开度，如开度已到最小设定值，控制器控制变频器降低频率，减少转速，减小流量。
3.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述换热器为蒸发冷却换热器。
4.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述蒸发器数量可以两个、三个或三个以上。
5.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述调节阀的数量与蒸发器的数量相同且一一对应。
6.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述工质泵内流通工质可以为相变工质和非相变工质。
7.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述换热器和工质泵之间还串联有一个储液罐。
8.根据权利要求1所述的一种多热源点热能发电机组，其特征在于，所述膨胀机向外输出功率。
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