CN108661845A - 一种循环水余压发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种循环水余压发电装置，包括循环冷却水系统和发电机组,循环冷却水系统包括循环水管路、冷却塔和水泵，冷却塔下设有总回水管路，总回水管路的入口处设有第一电动蝶阀，总回水管路两端并联一回水旁路，回水旁路的入口处和出口处分别设置第二电动蝶阀和第三电动蝶阀，发电机组包括水轮机、发电机和控制系统，水轮机设置在第二电动蝶阀和第三电动蝶阀之间的管路上，水轮机与发电机连接，控制系统分别连接水轮机和发电机。本发明能够利用循环冷却水系统的水余压进行发电，整个过程具有自动监测和控制能力，可以达到节能减排的目的。

Description

一种循环水余压发电装置
技术领域
本发明属于水余压发电技术领域，具体涉及一种循环水余压发电装置。
背景技术
在工业生产过程中使用的循环冷却水系统通常使用水泵提供动力，从冷却水池中吸取冷却水，经过与设备的热交换后，通过回水管回到冷却塔，然后由冷却塔热交换后，再回到冷却水池中，形成一个循环水路。由于循环水路中冷却塔、冷却水池等之间存在高度差，使循环水系统中存在较大的回水余压。这部分回收余压可通过驱动水轮机发电并入电网利用，达到节能减排的目的。
专利一种冷却塔循环水余压利用装置(公开日2010.09.15，公告号CN201582037U)公开了一种冷却塔循环水余压利用装置，包括进水管道，进水管道与安装在支承座上的水轮机的进水口连通，水轮机的出水口与出水管道连通，水轮机的主轴通过联轴器和传动轴连接发电机；水轮机为后轴伸贯流式结构，其中，壳体为弯管，壳体一端设有进水口，壳体另一端设有出水口，叶轮组件设置于进水口一端的壳体内，主轴一端与叶轮组件连接，主轴另一端伸出壳体外通过联轴器和传动轴连接发电机。该实用新型虽然可以实现水余压发电，但是其发电机输出端的电压、功率等不可监测，管道水流不可控制，容易导致发电功率、电压不稳的情况，影响发电的使用效果。
因此急需一种可智能监控发电电力输出参数，灵活调节循环水流量和方向的循环水余压发电装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种循环水余压发电装置，该装置能够利用循环冷却水系统的水余压进行发电，整个过程具有自动监测和控制能力，可以达到节能减排的目的。
本发明提供了如下的技术方案：
一种循环水余压发电装置，包括循环冷却水系统和发电机组,循环冷却水系统包括循环水管路、冷却塔和水泵，冷却塔下设有总回水管路，总回水管路的入口处设有第一电动蝶阀，总回水管路两端并联一回水旁路，回水旁路的入口处和出口处分别设置第二电动蝶阀和第三电动蝶阀，发电机组包括水轮机、发电机和控制系统，水轮机设置在第二电动蝶阀和第三电动蝶阀之间的管路上，水轮机与发电机连接，控制系统分别连接水轮机和发电机。
优选的，总回水管路的出口处与冷却塔之间设有第四电动蝶阀，总回水管路和回水旁路中分别设有第一水压传感器和第二水压传感器。
优选的，发电机组还包括自动准同步装置，自动准同步装置分别与发电机和控制系统连接，自动准同步装置自动将发电机并网接入电力系统中。
优选的，发电机组还包括测量回路，测量回路分别与发电机输出端和控制系统输入端连接，测量回路用于测量发电机输出的电压、电流、功率和频率。
优选的，发电机组还包括转速传感器，转速传感器分别与发电机和控制系统连接，转速传感器用于检测发电机的主轴转速。
本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单，安装方便。
2、本发明具有发电过程的自动监测和控制能力，确保提供安全、稳定的供电。控制系统可以自动监测总回水管路的水压，当总回水管路中水压达到发电需求时，打开回水旁路，进行水余压发电。发电过程中，控制系统可自动监测发电机输出端的电压、电流、功率、频率和发电机主轴转速，配合自动准同步装置自动并网发电，确保并网发电的功率、电压、频率满足稳定可靠发电的需求。当发电机输出的功率、回水旁路水压不足时，控制系统自动关闭回水旁路，停止发电，水继续进入循环冷却水系统循环。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明原理框图。
图中标记为：1、循环冷却水系统；11、循环水管路；12、冷却塔；13、水泵；14、总回水管路；15、第一电动蝶阀；16、回水旁路；17、第二电动蝶阀；18、第三电动蝶阀；19、第四电动蝶阀；2、发电机组；21、水轮机；22、发电机；23、控制系统；24、自动准同步装置；25、测量回路；26、转速传感器；3、第一水压传感器；4、第二水压传感器；5、电力系统。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的优选实施方式。
如图1所示，一种循环水余压发电装置，包括循环冷却水系统1和发电机组2,循环冷却水系统1包括循环水管路11、冷却塔12和水泵13。冷却塔12下设有总回水管路14，总回水管路14的入口处设有第一电动蝶阀15，总回水管路14两端并联一回水旁路16。回水旁路16的入口处和出口处分别设置第二电动蝶阀17和第三电动蝶阀18。
发电机组2包括水轮机21、发电机22和控制系统23，水轮机21设置在第二电动蝶阀17和第三电动蝶阀18之间的管路上，水轮机21与发电机22连接，控制系统23分别连接水轮机21和发电机22。
具体的，总回水管路14的出口处与冷却塔12之间设有第四电动蝶阀19，总回水管路14和回水旁路16中分别设有第一水压传感器3和第二水压传感器4。
具体的，发电机组2还包括自动准同步装置24，自动准同步装置24分别与发电机22和控制系统23连接，自动准同步装置24将发电机22并网接入电力系统5中。
具体的，发电机组2还包括测量回路25，测量回路25分别与发电机22输出端和控制系统23输入端连接，测量回路25用于测量发电机22输出的电压、电流、功率和频率。测量回路25可通过数字电压表、电流表、频率表、功率计测量发电机22输出的电压、电流、功率和频率。测量回路25页可以通过电参数综合测量仪来测量发电机22输出的电压、电流、功率和频率。
具体的，发电机组2还包括转速传感器26，转速传感器26分别与发电机22和控制系统23连接，转速传感器26用于检测发电机22的主轴转速。
具体工作过程是：循环冷却水系统1通过水泵13提供循环动力经循环水管路11、总回水管路14将水流入冷却塔12中，然后经冷却塔12冷却继续循环。当控制系统23接收到总回水管路14的第一水压传感器3监测的水余压达到发电需求时，控制系统23控制第二电动蝶阀17慢慢打开，驱动水轮机21转动，带动发电机22发电，自动准同步装置24利用测量回路25、转速传感器26传输给控制系统23的信息，获得发电机22转速、输出电压和输出电压的频率，当频率达到50Hz、电压、相位达到需求时，自动准同步装置24自动将发电机22并网接入电力系统5中发电，控制系统23继续打开第二电动蝶阀17，并关闭第四电动蝶阀19。并网发电功率逐渐增加，直到第二电动蝶阀17全开，第四电动蝶阀19全关，达到额定发电功率。
当第二水压传感器4检测回水旁路16中水压减小，测量回路25监测到发电机22的输出功率减小到额定发电功率的30％时，控制系统23控制第二电动蝶阀17关闭，打开第四电动蝶阀19，发电自动停止，继续进行冷却水循环。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种循环水余压发电装置，其特征在于，包括循环冷却水系统和发电机组,所述循环冷却水系统包括循环水管路、冷却塔和水泵，所述冷却塔下设有总回水管路，所述总回水管路的入口处设有第一电动蝶阀，所述总回水管路两端并联一回水旁路，所述回水旁路的入口处和出口处分别设置第二电动蝶阀和第三电动蝶阀，所述发电机组包括水轮机、发电机和控制系统，所述水轮机设置在所述第二电动蝶阀和第三电动蝶阀之间的管路上，所述水轮机与所述发电机连接，所述控制系统分别连接所述水轮机和所述发电机。
2.根据权利要求1所述的循环水余压发电装置，其特征在于，所述总回水管路的出口处与所述冷却塔之间设有第四电动蝶阀，所述总回水管路和所述回水旁路中分别设有第一水压传感器和第二水压传感器。
3.根据权利要求2所述的循环水余压发电装置，其特征在于，所述发电机组还包括自动准同步装置，所述自动准同步装置分别与所述发电机和所述控制系统连接，所述自动准同步装置自动将发电机并网接入电力系统中。
4.根据权利要求3所述的循环水余压发电装置，其特征在于，所述发电机组还包括测量回路，所述测量回路分别与所述发电机输出端和所述控制系统输入端连接，所述测量回路用于测量所述发电机输出的电压、电流、功率和频率。
5.根据权利要求4所述的循环水余压发电装置，其特征在于，所述发电机组还包括转速传感器，所述转速传感器分别与所述发电机和所述控制系统连接，所述转速传感器用于检测所述发电机的主轴转速。
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