CN111828113A - 一种变频余热发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变频余热发电机组，其包括蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器和冷媒泵，蒸发器的冷媒侧、膨胀机、冷凝器的冷媒侧和冷媒泵闭环连接，膨胀机的转子与发电机的转子连接，发电机为变频发电机。由于本发明采用变频发电机，发电频率与机组的转速无关，且连续可调，因此发电频率能够与市电频率保持一致，当负荷变化时，无需与市电解列，避免出现解列期间发电机内部发热而导致的机组损坏。
Description
技术领域
本发明涉及余热发电领域，特别涉及一种变频余热发电机组。
背景技术
传统的余热发电机组并网采用齿轮或直驱的方式，以确保机组发电频率与市电保持一致，机组的转速与发电频率直接相关。在负荷变化时，当高于或低于额定转速一定范围后频率与市电不同步，需要与市电解列，解列期间发电机产生的电没有上网用掉，会变成发电机内部的热量，易造成机组损坏。
发明内容
为解决现有技术的上述问题，本发明提供一种变频余热发电机组，其包括蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器和冷媒泵，蒸发器的冷媒侧、膨胀机、冷凝器的冷媒侧和冷媒泵闭环连接，膨胀机的涡轮轴与发电机的转子连接，发电机为变频发电机。
本发明的有益效果在于：由于本实施方式采用的发电机为变频发电机，发电机输出频率与机组的转速无关，且连续可调，因此发电频率能够与市电频率保持一致，即使负荷变化导致膨胀机的涡轮转速改变，发电机的输出频率也能保持不变，无需与市电解列，避免出现解列期间发电机内部发热而导致的机组损坏。
在某些实施方式中，发电机包含变频器，变频器包含整流器和逆变器。变频器内置在变频发电机中。整流器用于将发电机发出的初始电转变成直流电。逆变器用于将直流电转变成所需频率的交流电。
在某些实施方式中，还包括气液分离器，气液分离器设置在蒸发器的冷媒出口侧，气液分离器的排液口连接旁通管，旁通管的另一端连接到冷凝器的上游。气液分离器可将冷媒气体中的冷媒液滴分离出来，冷媒液滴从旁通管进入冷凝器，避免冷媒液滴损伤膨胀机。
在某些实施方式中，气液分离器的排气口与膨胀机的进气口之间设有第一电动阀。第一电动阀用于控制冷媒气体进入膨胀机。
在某些实施方式中，旁通管上设有第二电动阀。第二电动阀用于控制从气液分离器分离出的冷媒液滴进入冷凝器。
在某些实施方式中，还包括储液罐，储液罐的冷媒进口连接冷凝器的冷媒出口，储液罐的冷媒出口连接冷媒泵的冷媒进口。储液罐可用于存储冷媒液体，有时可以用于调节冷媒流量。
在某些实施方式中，还包括冷却塔和循环水泵，冷凝器的冷却水出口连接循环水泵的入口，循环水泵的出口连接冷却塔的入口，冷却塔的出口连接冷凝器的冷却水入口。在冷凝器中，冷却水将冷凝器中的冷媒气体冷却，形成液态冷媒。冷却水从冷凝器流出后，经循环水泵泵送到冷却塔进行冷却，然后再回流到冷凝器。
在某些实施方式中，旁通管上于第二电动阀的上游接入一冷媒罐，冷媒罐内设有液位开关，液位开关限定了液位上限和液位下限，液位下限高于冷媒罐的排液口，电动阀被设定为当冷媒罐内的实际冷媒液面降至液位下限时，电动阀关闭，当冷媒罐内的实际冷媒液面达到液位上限时，电动阀打开。由于负荷变化及波动，分离的冷媒液滴也会波动，如果不对旁通管加以控制，在负荷变化波动时，会造成冷媒气体通过旁通管进入低压侧，从而影响系统效率和稳定性，本实施方式在旁通管上接入一个冷媒罐，通过根据液面高度控制第二电动阀的开启和关闭，液位下限高于冷媒罐的排液口，使得冷媒罐内始终存在液态冷媒，阻止了冷媒气体进入低压侧。
附图说明
图1为本发明一实施方式的变频余热发电机组示意图。
图2为本发明另一实施方式的变频余热发电机组示意图。
图3为本发明另一实施方式的变频余热发电机组示意图。
符号说明：
蒸发器1
膨胀机2
发电机3
冷凝器4
冷媒泵5
变频器6
整流器7
逆变器8
冷却塔9
循环水泵10
储液罐11
气液分离器12
旁通管13
第一电动阀14
第二电动阀15
冷媒罐16
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
根据本发明的一个方面，本发明提供变频余热发电机组。请结合图1-3，在本公开的各种实施例中，变频余热发电机组包括蒸发器1、膨胀机2、发电机3、冷凝器4和冷媒泵5，蒸发器1的冷媒侧、膨胀机2、冷凝器4的冷媒侧和冷媒泵5闭环连接，膨胀机2的涡轮轴与发电机3的转子连接，其中，发电机3为变频发电机。
发电机3包含变频器6，变频器6内置在发电机3中，变频器6包含整流器7，整流器7连接逆变器8。整流器7用于将发电机3发出的初始电转变成直流电。逆变器8用于将直流电转变成所需频率的交流电。
由于本实施方式采用变频发电机，发电频率与机组的转速无关，且连续可调，因此发电频率能够与市电频率保持一致，当负荷变化时，无需与市电解列，避免出现解列期间发电机3内部发热而导致的机组损坏。
进一步地，请参考图2，变频余热发电机组还包括冷却塔9和循环水泵10，冷凝器4的冷却水出口连接循环水泵10的入口，循环水泵10的出口连接冷却塔9的入口，冷却塔9的出口连接冷凝器4的冷却水入口。在冷凝器4中，冷却水将冷凝器4中的冷媒气体冷却，形成液态冷媒。冷却水从冷凝器4流出后，经循环水泵10泵送到冷却塔9进行冷却，然后再回流到冷凝器4。
进一步地，请继续参考图2，变频余热发电机组还包括储液罐11，储液罐11的冷媒进口连接冷凝器4的冷媒出口，储液罐11的冷媒出口连接冷媒泵5的冷媒进口。
为了提高本发明变频余热发电机组的膨胀机2使用寿命，请参考图3，在某些实施方式中，变频余热发电机组更包括气液分离器12，气液分离器12设置在蒸发器1的冷媒出口侧，气液分离器12的排液口连接旁通管13，旁通管13的另一端连接到冷凝器4的上游。气液分离器12可将冷媒气体中的冷媒液滴分离出来，冷媒液滴从旁通管13进入冷凝器4，避免冷媒液滴损伤膨胀机2。进一步地，气液分离器12的排气口与膨胀机2的进气口之间设有第一电动阀14。第一电动阀14用于控制冷媒气体进入膨胀机2。在某些实施方式中，旁通管13上设有第二电动阀15。第二电动阀15可控制旁通管13的通断。
在图3所示的实施例中，由于负荷变化及波动，分离的冷媒液滴也会波动，如果不对旁通管13加以控制，在负荷变化波动时，会造成冷媒气体通过旁通管13进入低压侧，从而影响系统效率和稳定性。为了解决该技术问题，在某些实施方式中，旁通管13上于第二电动阀15的上游接入一冷媒罐16，冷媒罐16内设有液位开关，液位开关限定了液位上限和液位下限，液位下限高于冷媒罐16的排液口，电动阀被设定为当冷媒罐16内的实际冷媒液面降至液位下限时，第二电动阀15关闭，当冷媒罐16内的实际冷媒液面达到液位上限时，第二电动阀15打开。本实施方式在旁通管13上接入一个冷媒罐16，通过根据液面高度控制第二电动阀15的开启和关闭，液位下限高于冷媒罐16的排液口，使得冷媒罐16内始终存在液态冷媒，阻止了冷媒气体进入低压侧。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种变频余热发电机组，其特征在于，包括蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器和冷媒泵，所述蒸发器的冷媒侧、膨胀机、冷凝器的冷媒侧和冷媒泵闭环连接，所述膨胀机的涡轮轴与所述发电机的转子连接，所述发电机为变频发电机。
2.根据权利要求1所述的变频余热发电机组，其特征在于，所述发电机包含变频器，所述变频器包含整流器和逆变器。
3.根据权利要求1所述的变频余热发电机组，其特征在于，还包括气液分离器，所述气液分离器设置在所述蒸发器的冷媒出口侧，所述气液分离器的排液口连接旁通管，所述旁通管的另一端连接到所述冷凝器的上游。
4.根据权利要求3所述的变频余热发电机组，其特征在于，所述气液分离器的排气口与所述膨胀机的进气口之间设有第一电动阀。
5.根据权利要求3所述的变频余热发电机组，其特征在于，所述旁通管上设有第二电动阀。
6.根据权利要求1所述的变频余热发电机组，其特征在于，还包括储液罐，所述储液罐的冷媒进口连接所述冷凝器的冷媒侧出口，所述储液罐的冷媒出口连接所述冷媒泵的冷媒进口。
7.根据权利要求1所述的变频余热发电机组，其特征在于，还包括冷却塔和循环水泵，所述冷凝器的冷却水出口连接所述循环水泵的入口，所述循环水泵的出口连接所述冷却塔的入口，所述冷却塔的出口连接所述冷凝器的冷却水入口。
8.根据权利要求5所述的变频余热发电机组，其特征在于，所述旁通管上于第二电动阀的上游接入一冷媒罐，所述冷媒罐内设有液位开关，所述液位开关限定了液位上限和液位下限，所述液位下限高于所述冷媒罐的排液口，所述电动阀被设定为当所述冷媒罐内的实际冷媒液面降至液位下限时，所述电动阀关闭，当所述冷媒罐内的实际冷媒液面达到液位上限时，所述电动阀打开。
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