CN109441560A - 一种膨胀发电机进气调节系统及方法 - Google Patents

一种膨胀发电机进气调节系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109441560A
CN109441560A CN201910012902.XA CN201910012902A CN109441560A CN 109441560 A CN109441560 A CN 109441560A CN 201910012902 A CN201910012902 A CN 201910012902A CN 109441560 A CN109441560 A CN 109441560A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
branch
red switch
load
bit instruction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910012902.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109441560B (zh
Inventor
张世海
文贤馗
钟晶亮
邓彤天
马新惠
王锁斌
李盼
陈雯
王文强
王家胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Power Grid Co Ltd filed Critical Guizhou Power Grid Co Ltd
Priority to CN201910012902.XA priority Critical patent/CN109441560B/zh
Publication of CN109441560A publication Critical patent/CN109441560A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109441560B publication Critical patent/CN109441560B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种膨胀发电机进气调节系统及方法，包括储气罐、进气主气门、带负荷阀、冲转阀、换热器、传动轴、膨胀机和发电机，进气主气门安装在储气罐的出口管道上；进气主气门后的出口管道分为支路一和支路二，支路一管道上安装有带负荷阀，支路二管道上安装有冲转阀，支路一管道与支路二管道汇集后连接到换热器，换热器连接到膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连。本发明根据机组不同的启动阶段，使得压缩空气通过不同的管路进入膨胀机做功，既能实现膨胀发电机启动过程中转速的精准控制，防止发生超速事故，提高机组并网速度，又能实现机组带额定负荷运行的要求。

Description

一种膨胀发电机进气调节系统及方法
技术领域
本发明属于膨胀发电机进气调节设备技术领域，具体涉及一种膨胀发电机进气调节系统及方法。
背景技术
压缩空气储能是在电网电量过剩时，启动压缩空气储能过程，消耗电能驱动压缩机运行，空气经多级压缩后进入压缩空气储气罐；电网电量紧缺时，启动膨胀机发电过程：储气罐内的高压空气进入膨胀机进行多级膨胀，驱动膨胀机旋转，驱动发电机发电。
膨胀发电机启动发电分为两个过程，首先是启动冲转过程，膨胀发电机从静止状态达到额定转速后，进入带负荷发电过程。在两个过程中不断消耗压缩空气，因此储气罐压力是一个逐渐降低过程，启动前储气罐压力为最大，此时膨胀发电机冲转启动，因膨胀发电机转子轻，冲转所需进气量小，如果按传统方式只用一个进气调节阀，将会使得调节阀开度过小，膨胀发电机转速不易控制，转速波动大，并网过程中转速难以控制，造成并网困难，同时也易造成机组超速事故，而且高压力下的节流调节容易造成机组效率降低。因此需要发电机进气调节系统，即能满足机组冲转过程中转速的精确控制，又能满足机组带额定负荷运行的要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种膨胀发电机进气调节系统及方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。
本发明采取的技术方案为：一种膨胀发电机进气调节系统，包括储气罐、进气主气门、带负荷阀、冲转阀、换热器、传动轴、膨胀机和发电机，进气主气门安装在储气罐的出口管道上；进气主气门后的出口管道分为支路一和支路二，支路一管道上安装有带负荷阀，支路二管道上安装有冲转阀，支路一管道与支路二管道汇集后连接到换热器，换热器连接到膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连。
优选的，上述支路一管道直径大于支路二管道直径，带负荷阀的通径大于冲转阀的通径。
优选的，上述进气主气门为开关型阀门，采用电动、气动或液动控制的气门。
一种膨胀发电机进气调节系统的调节方法，该方法为：机组停运时，全关进气主气门、带负荷阀和冲转阀；机组启动冲转到带满负荷过程中，带负荷阀开度v3、冲转阀开度v4均分别是总阀位指令vt的函数；
机组启动冲转过程中，全开进气主气门和全关带负荷阀，根据设定的膨胀发电机目标转速和升速率，为使实际转速与目标转速一致，总阀位指令vt逐渐增大，冲转阀开度v4在总阀位指令vt的作用下逐渐增大，使得机组实际转速与目标转速匹配，直至机组稳定在额定转速；
当机组转速达到额定转速，并入电网运行时，总阀位指令vt增大3％，冲转阀开度v4同步开大，防止发电机逆功率。升负荷过程中，为使实际负荷与目标负荷一致，总阀位指令vt逐渐增大，当总阀位指令达到15％时，冲转阀开完，同时，带负荷阀开度v3逐渐开启，使机组实际负荷与机组的目标负荷相匹配；当总阀位指令达到50％时，逐渐关闭冲转阀，总阀位指令达到70％，冲转阀关完。
负荷阀开度v3与总阀位指令vt满足以下关系：
式中，F(vt)由负荷阀(3)阀门流量特性决定的函数。
冲转阀开度v4与总阀位指令vt满足以下关系：
式中，G(vt)由冲转阀(3)阀门流量特性决定的函数。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明根据机组不同的启动阶段，使得压缩空气通过不同的管路进入膨胀机做功，既能实现膨胀发电机启动过程中转速的精准控制，防止发生超速事故，提高机组并网速度，又能实现机组带额定负荷运行的要求。
附图说明
图1为本发明的系统图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1所示，一种膨胀发电机进气调节系统，包括储气罐1、进气主气门2、带负荷阀3、冲转阀4、换热器5、传动轴6、膨胀机7和发电机8，进气主气门2安装在储气罐1的出口管道上；进气主气门2后的出口管道分为支路一9和支路二10，支路一9管道上安装有带负荷阀3，支路二10管道上安装有冲转阀4，支路一9管道与支路二10管道汇集后连接到换热器5，换热器5连接到膨胀机7，发电机8与膨胀机7通过传动轴相连。
系统工作时，高压空气储存在储气罐1中，通过支路一或支路二经换热器5加热后进入膨胀机7进行膨胀做工，带动发电机8发电。
优选的，上述支路一9管道直径大于支路二10管道直径，带负荷阀3的通径大于冲转阀4的通径。
优选的，上述进气主气门2为开关型阀门，采用电动、气动或液动控制的气门2，进气主气门2具有快关功能。
支路一管路的管径满足机组额定进气压力下带膨胀发电机带满负荷运行的要求，带负荷阀3的通径满足机组额定进气压力下带膨胀发电机带满负荷运行的要求。
支路二管路的管径满足机组最低冲转压力下带5％额定负荷运行的要求，冲转阀4的通径满足机组额定进气压力下带带5％额定负荷运行的要求。
优选的，上述带负荷阀3、冲转阀4为调节型阀门，可以在任意开度保持或运行，为电动、气动或液动操纵控制方式。
实施例2：一种膨胀发电机进气调节系统的调节方法，该方法为：机组停运时，全关进气主气门2、带负荷阀3和冲转阀4；机组启动冲转到带满负荷过程中，带负荷阀3开度v3、冲转阀4开度v4均分别是总阀位指令vt的函数；
机组启动冲转过程中，全开进气主气门2和全关带负荷阀3，根据设定的膨胀发电机目标转速和升速率，为使实际转速与目标转速一致，总阀位指令vt逐渐增大，冲转阀4开度v4在总阀位指令vt的作用下逐渐增大，使得机组实际转速与目标转速匹配，直至机组稳定在额定转速；
当机组转速达到额定转速，并入电网运行时，总阀位指令vt增大3％，冲转阀4开度v4同步开大，防止发电机逆功率。升负荷过程中，为使实际负荷与目标负荷一致，总阀位指令vt逐渐增大，当总阀位指令达到15％时，冲转阀4开完，同时，带负荷阀3开度v3逐渐开启，使机组实际负荷与机组的目标负荷相匹配；当总阀位指令达到50％时，逐渐关闭冲转阀4，总阀位指令达到70％，冲转阀4关完。
负荷阀3开度v3与总阀位指令vt满足以下关系：
式中，F(vt)由负荷阀(3)阀门流量特性决定的函数。
冲转阀开度v4与总阀位指令vt满足以下关系：
式中，G(vt)由冲转阀(3)阀门流量特性决定的函数。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种膨胀发电机进气调节系统，其特征在于：包括储气罐(1)、进气主气门(2)、带负荷阀(3)、冲转阀(4)、换热器(5)、传动轴(6)、膨胀机(7)和发电机(8)，进气主气门(2)安装在储气罐(1)的出口管道上；进气主气门(2)后的出口管道分为支路一(9)和支路二(10)，支路一(9)管道上安装有带负荷阀(3)，支路二(10)管道上安装有冲转阀(4)，支路一(9)管道与支路二(10)管道汇集后连接到换热器(5)，换热器(5)连接到膨胀机(7)，发电机(8)与膨胀机(7)通过传动轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机进气调节系统，其特征在于：支路一(9)管道直径大于支路二(10)管道直径，带负荷阀(3)的通径大于冲转阀(4)的通径。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机进气调节系统，其特征在于：进气主气门(2)为开关型阀门，采用电动、气动或液动控制的气门(2)。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种膨胀发电机进气调节系统的调节方法，其特征在于：该方法为：机组停运时，全关进气主气门(2)、带负荷阀(3)和冲转阀(4)；机组启动冲转到带满负荷过程中，带负荷阀(3)开度v3、冲转阀(4)开度v4均分别是总阀位指令vt的函数；
机组启动冲转过程中，全开进气主气门(2)和全关带负荷阀(3)，根据设定的膨胀发电机目标转速和升速率，总阀位指令vt逐渐增大，冲转阀(4)开度v4在总阀位指令vt的作用下逐渐增大，直至机组稳定在额定转速；
当机组转速达到额定转速，并入电网运行时，总阀位指令vt增大3％，冲转阀(4)开度v4同步开大，升负荷过程中，总阀位指令vt逐渐增大，当总阀位指令达到15％时，冲转阀(4)开完，同时，带负荷阀(3)开度v3逐渐开启，当总阀位指令达到50％时，逐渐关闭冲转阀(4)，总阀位指令达到70％，冲转阀(4)关完。
5.根据权利要求4所述的一种膨胀发电机进气调节系统的调节方法，其特征在于：负荷阀(3)开度v3与总阀位指令vt满足以下关系：
式中，F(vt)由负荷阀(3)阀门流量特性决定的函数。
6.根据权利要求4所述的一种膨胀发电机进气调节系统的调节方法，其特征在于：冲转阀(4)开度v4与总阀位指令vt满足以下关系：
式中，G(vt)由冲转阀(3)阀门流量特性决定的函数。
CN201910012902.XA 2019-01-07 2019-01-07 一种膨胀发电机进气调节系统及方法 Active CN109441560B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910012902.XA CN109441560B (zh) 2019-01-07 2019-01-07 一种膨胀发电机进气调节系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910012902.XA CN109441560B (zh) 2019-01-07 2019-01-07 一种膨胀发电机进气调节系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109441560A true CN109441560A (zh) 2019-03-08
CN109441560B CN109441560B (zh) 2023-12-29

Family

ID=65540271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910012902.XA Active CN109441560B (zh) 2019-01-07 2019-01-07 一种膨胀发电机进气调节系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109441560B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110067604A (zh) * 2019-05-31 2019-07-30 贵州电网有限责任公司 一种多级膨胀发电机启动阶段排气调节系统和方法
CN110224433A (zh) * 2019-06-14 2019-09-10 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电调相机系统及方法
CN110513277A (zh) * 2019-10-12 2019-11-29 贵州电网有限责任公司 一种电厂压缩空气储能系统及其控制方法
CN112377270A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电机组冲转过程中快速稳定转速的方法
CN112431643A (zh) * 2020-11-11 2021-03-02 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电机组甩负荷自带厂用电转速快速稳定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712197A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 冯伟忠 一种超（超）临界机组的节能型快速启动方法
CN107702431A (zh) * 2017-11-01 2018-02-16 西安交通大学 一种低温液体膨胀机热启动系统及方法
CN107762581A (zh) * 2017-11-29 2018-03-06 山西铁峰化工有限公司 一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统及方法
CN107939460A (zh) * 2017-12-01 2018-04-20 中国科学院工程热物理研究所 一种用于大功率等级压缩空气储能系统的膨胀机组
FR3067385A1 (fr) * 2017-06-13 2018-12-14 Exoes Machine de detente et procedes d'utilisation d'une telle machine
CN209228417U (zh) * 2019-01-07 2019-08-09 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电机进气调节系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712197A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 冯伟忠 一种超（超）临界机组的节能型快速启动方法
FR3067385A1 (fr) * 2017-06-13 2018-12-14 Exoes Machine de detente et procedes d'utilisation d'une telle machine
CN107702431A (zh) * 2017-11-01 2018-02-16 西安交通大学 一种低温液体膨胀机热启动系统及方法
CN107762581A (zh) * 2017-11-29 2018-03-06 山西铁峰化工有限公司 一种螺杆膨胀发电机组全自动控制系统及方法
CN107939460A (zh) * 2017-12-01 2018-04-20 中国科学院工程热物理研究所 一种用于大功率等级压缩空气储能系统的膨胀机组
CN209228417U (zh) * 2019-01-07 2019-08-09 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电机进气调节系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110067604A (zh) * 2019-05-31 2019-07-30 贵州电网有限责任公司 一种多级膨胀发电机启动阶段排气调节系统和方法
CN110067604B (zh) * 2019-05-31 2024-03-26 贵州电网有限责任公司 一种多级膨胀发电机启动阶段排气调节系统和方法
CN110224433A (zh) * 2019-06-14 2019-09-10 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电调相机系统及方法
CN110224433B (zh) * 2019-06-14 2024-07-19 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电调相机系统及方法
CN110513277A (zh) * 2019-10-12 2019-11-29 贵州电网有限责任公司 一种电厂压缩空气储能系统及其控制方法
CN112377270A (zh) * 2020-11-11 2021-02-19 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电机组冲转过程中快速稳定转速的方法
CN112431643A (zh) * 2020-11-11 2021-03-02 贵州电网有限责任公司 一种膨胀发电机组甩负荷自带厂用电转速快速稳定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109441560B (zh) 2023-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109441560A (zh) 一种膨胀发电机进气调节系统及方法
CN109798157B (zh) 一种用于热电机组电力调峰的凝抽背耦合抽汽集成系统及其运行方法
CN206972325U (zh) 一种小汽轮机汽源自动切换和调节系统
CN206785443U (zh) 一种高压天然气热电联供分布式能源系统
CN104213939A (zh) 一种天然气管网压力能回收发电装置
CN108316982B (zh) 一种压缩空气储能膨胀机系统及其控制方法
CN105840244B (zh) 一种光轴高背压供热汽轮机
CN209228417U (zh) 一种膨胀发电机进气调节系统
CN110067604B (zh) 一种多级膨胀发电机启动阶段排气调节系统和方法
CN108468575B (zh) 基于喷射热泵的抽凝机组改背压机组系统及其运行方法
CN109519230A (zh) 一种膨胀发电机转精细调节系统及方法
CN108286463B (zh) 一种替代蒸汽减温减压装置的异步发电节能装置
CN210003340U (zh) 一种多级膨胀发电机启动阶段排气调节系统
CN105888845B (zh) 一种天然气差压冷能利用装置
CN113638776B (zh) 一种抽汽背压式汽轮机热力系统及其控制方法
CN111663972A (zh) 一种置于二次再热机组高效供热系统
CN110671158A (zh) 一种高压缸空气预暖快冷系统及其调节方法
CN111594280B (zh) 一种双透平气悬浮orc发电系统及控制方法
CN113217191A (zh) 一种变速恒频压缩空气储能调峰系统及方法
CN108506056A (zh) 一种用于一次调频的压缩空气储能电站系统及其控制方法
CN116816499A (zh) 一种分布式能源发电系统及其控制方法
CN210239764U (zh) 一种置于二次再热机组高效供热系统
CN208122904U (zh) 一种压缩空气储能膨胀机系统
US20210381428A1 (en) Compressed air energy storage power generation device and compressed air energy storage power generation method
CN208606249U (zh) 一种燃气轮机热电联产的热负荷调节系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant