CN109441571A - 一种膨胀发电机紧急排放系统及其排放方法 - Google Patents

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邓彤天
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王家胜
徐章福
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Abstract

本发明公开了一种膨胀发电机紧急排放系统及其排放方法，包括压缩空气储气罐、紧急排放管、换热器、串联的多级膨胀机和发电机，压缩空气储气罐的出口主管上依次安装有进气电动主气门和进气调节门，进气调节门连接到多级膨胀机，多级膨胀机的各级膨胀机进气管道上均安装有换热器，并在每个换热器前的进气主管上安装有紧急排放管，紧急排放管上安装有排放阀，发电机至少与一级膨胀机的传动轴相连。本发明在当发电过程遇到甩负荷工况时，发电机出口开关跳开时，开启紧急排气阀，将系统中残留的带压气体排出，保证机组的安全运行，有效避免机组甩负荷的转动惯量作用在膨胀机和发电机共有的转子上，降低转速，避免超速事故的发生。

Description

一种膨胀发电机紧急排放系统及其排放方法
技术领域
本发明属于膨胀发电机技术领域，具体涉及一种膨胀发电机紧急排放系统及其排放方法。
背景技术
近年来我国在非补燃式压缩空气储能系统的研究取得了世界领先的成绩，也建设了相应的示范工程系统，为新能源发电接入、提高电网安全稳定运行提供了有力保障。
多级膨胀发电系统是非补燃式压缩空气储能的重要组成部分，含有多级的膨胀机和换热器，以及相应的配套管道，气体容积较为庞大。在发电过程中遇到甩负荷工况时，发电机出口开关跳开，由于传输信号和控制系统的迟滞特性，进气门将在一定延迟时间t 1 后才开始关闭，并经过自身关闭时间t 2 后才完全关闭切断进气，使得机组甩负荷的转动惯量作用在膨胀机和发电机共有的转子上，使得膨胀机和发电机的转速上升，并由于进气门关闭的延迟性，在膨胀机、换热器以及管道内的残留带压气体将继续作用在转子上，使得转速进一步上升，容易造成机组超速事故。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种膨胀发电机紧急排放系统，在发电过程甩负荷时，能够将系统中残留的带压气体排出，保证机组的安全运行。
本发明采取的技术方案为：一种膨胀发电机紧急排放系统，包括压缩空气储气罐、紧急排放管、换热器、串联的多级膨胀机和发电机，压缩空气储气罐的出口主管上依次安装有进气电动主气门和进气调节门，进气调节门连接到多级膨胀机，多级膨胀机的各级膨胀机进气管道上均安装有换热器，并在每个换热器前的进气主管上安装有紧急排放管，紧急排放管上安装有排放阀，发电机至少与一级膨胀机的传动轴相连。
优选的，上述紧急排放管的管径大于进气主管的管径80%。
优选的，上述排放阀采用电磁阀与远端控制终端电连接。
优选的，上述紧急排放管与进气主管接口位置在主管道的最高处水平位置。
一种膨胀发电机紧急排放系统的排放方法，该方法为：当发电机出口开关断开信号与进气电动主气阀关闭信号同时满足时，或手动开启时，紧急排放阀开启，当手动关闭，或同时满足发电机转速至零与进气电动主气阀关闭时，紧急排放阀的关闭。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明在当发电过程遇到甩负荷工况时，发电机出口开关跳开时，开启紧急排气阀，将系统中残留的带压气体排出，保证机组的安全运行，有效避免机组甩负荷的转动惯量作用在膨胀机和发电机共有的转子上，降低转速，避免超速事故的发生。
附图说明
图1为本发明的系统图；
图2为本发明的控制方法逻辑图。
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-图2所示，一种膨胀发电机紧急排放系统，包括压缩空气储气罐1、紧急排放管4、换热器5、串联的多级膨胀机6和发电机7，压缩空气储气罐1的出口主管上依次安装有进气电动主气门2和进气调节门3，进气调节门3连接到多级膨胀机6，多级膨胀机6的各级膨胀机进气管道上均安装有换热器5，并在每个换热器5前的进气主管上安装有紧急排放管4，紧急排放管4上安装有排放阀8，发电机7至少与一级膨胀机6的传动轴相连。
优选的，上述紧急排放管4的管径大于进气主管的管径80%。
优选的，上述排放阀4采用电磁阀与远端控制终端电连接，紧急排放阀采用液压或气动伺服系统，开启时间小于1秒，能够实现远端控制。
优选的，上述紧急排放管4与进气主管接口位置在主管道的最高处水平位置。
系统工作时，高压空气储存在空气储气罐1中，出口流量受进气电动主气门2和进气调节门3的调节，进入多级换热器5进行换热，换热后的高压空气进入多级膨胀机6进行膨胀，带动发电机7进行发电。
实施例2：一种膨胀发电机紧急排放系统的排放方法，该方法为：当发电机出口开关断开信号与进气电动主气阀关闭信号同时满足时，或手动开启时，紧急排放阀开启，当手动关闭，或同时满足发电机转速至零与进气电动主气阀关闭时，紧急排放阀的关闭。
当发电过程遇到甩负荷工况时，发电机出口开关跳开，由于传输信号和控制系统的迟滞特性，进气门将在一定延迟时间t1后才开始关闭，并经过自身关闭时间t2后才完全关闭切断进气，使得机组甩负荷的转动惯量作用在膨胀机和发电机共有的转子上，使得膨胀机和发电机的转速上升，并由于进气门关闭的延迟性，在膨胀机、换热器以及管道内的残留带压气体将继续作用在转子上，使得转速进一步上升，此时可开启紧急排气阀，将系统中残留的带压气体排出，保证机组的安全运行。控制逻辑图见图2。
本发明在发电过程甩负荷时，排除由于进气门关闭的延迟性的影响，由于进气门关闭的延迟性，这部分在膨胀机、换热器以及管道内的残留带压气体将继续作用在转子上，使得转速进一步上升，容易造成机组超速事故，有效解决机组甩负荷过程中由于进气门关闭延迟而导致的转子的转速进一步飞升，能够将系统中残留的带压气体排出，保证机组的安全运行。
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 (5)

1.一种膨胀发电机紧急排放系统，其特征在于：包括压缩空气储气罐（1）、紧急排放管（4）、换热器（5）、串联的多级膨胀机（6）和发电机（7），压缩空气储气罐（1）的出口主管上依次安装有进气电动主气门（2）和进气调节门（3），进气调节门（3）连接到多级膨胀机（6），多级膨胀机（6）的各级膨胀机进气管道上均安装有换热器（5），并在每个换热器（5）前的进气主管上安装有紧急排放管（4），紧急排放管（4）上安装有排放阀（8），发电机（7）至少与一级膨胀机（6）的传动轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机紧急排放系统，其特征在于：紧急排放管（4）的管径大于进气主管的管径80%。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机紧急排放系统，其特征在于：排放阀（4）采用电磁阀与远端控制终端电连接。
4.根据权利要求1所述的一种膨胀发电机紧急排放系统，其特征在于：紧急排放管（4）与进气主管接口位置在主管道的最高处水平位置。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种膨胀发电机紧急排放系统的排放方法，其特征在于：该方法为：当发电机出口开关断开信号与进气电动主气阀关闭信号同时满足时，或手动开启时，紧急排放阀开启，当手动关闭，或同时满足发电机转速至零与进气电动主气阀关闭时，紧急排放阀的关闭。
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