[發(fā)明專利]一種氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810461916.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN108757070B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王江峰;程梓洋;趙攀;戴義平;王亞雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K25/10
• 分類號(hào): F01K25/10;F01K27/02;F01K13/02;F01D15/10;F01D17/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法，第一熱源調(diào)節(jié)閥和第二熱源調(diào)節(jié)閥分別與熱源泵或工業(yè)余熱連接，地?zé)崴蚬I(yè)余熱經(jīng)第一熱源調(diào)節(jié)閥后回注，第二熱源調(diào)節(jié)閥連接蒸發(fā)器熱源端，地?zé)崴蚬I(yè)余熱經(jīng)蒸發(fā)器的熱源端后回注，形成熱源側(cè)通路；蒸發(fā)器經(jīng)分離器后一路經(jīng)壓力測(cè)量變送器、調(diào)節(jié)閥和透平與混合器的入口連接，另一路經(jīng)高溫回?zé)崞骱凸?jié)流閥與混合器的入口連接；混合器出口經(jīng)低溫回?zé)崞骱屠淠骱笈c工質(zhì)泵入口連接，工質(zhì)泵出口經(jīng)低溫回?zé)崞鳌⒏邷鼗責(zé)崞髋c蒸發(fā)器連接形成工質(zhì)側(cè)循環(huán)通路。本發(fā)明有利于降低系統(tǒng)的生產(chǎn)成本、運(yùn)行成本，而推廣采用廢熱或可再生能源的氨水混合工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)有助于節(jié)能減排，提高能源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低品位熱源、工業(yè)余熱回收利用、發(fā)電協(xié)調(diào)控制與動(dòng)力工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

在氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)方面，現(xiàn)有技術(shù)主要關(guān)注對(duì)熱力性能、經(jīng)濟(jì)性等方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)而整體系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行離不開協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)需要協(xié)調(diào)控制方法來設(shè)計(jì)，但目前國(guó)內(nèi)外均未見氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法公開。

氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)利用氨水混合工質(zhì)在兩相區(qū)的溫度滑移特性，獲得熱源和工質(zhì)良好的熱匹配性，使得熱力循環(huán)的性能顯著提高。該循環(huán)實(shí)現(xiàn)低品位熱源高效轉(zhuǎn)換，因而被廣泛應(yīng)用于地?zé)岚l(fā)電、工業(yè)余熱回收、太陽(yáng)能熱電、內(nèi)燃機(jī)余熱利用、艦船動(dòng)力等方面。地?zé)崮堋⑻?yáng)能、生物質(zhì)能等，燃料電池余熱發(fā)電、透平排氣廢熱發(fā)電、水泥窯廢熱發(fā)電、煉鋼爐廢熱發(fā)電等。但是，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)系統(tǒng)的氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法，有助于保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，推廣提高我國(guó)能源利用效率，減小能源工業(yè)對(duì)化石能源的依賴，符合我國(guó)節(jié)能減排的基本國(guó)策，也有利于我國(guó)在利用可再生能源及回收工業(yè)廢熱方面走向世界領(lǐng)先水平。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括第一熱源調(diào)節(jié)閥、第二熱源調(diào)節(jié)閥和熱源側(cè)通路，第一熱源調(diào)節(jié)閥和第二熱源調(diào)節(jié)閥分別與熱源泵或工業(yè)余熱連接，熱源泵的地?zé)崴蚬I(yè)余熱經(jīng)第一熱源調(diào)節(jié)閥后回注，第二熱源調(diào)節(jié)閥連接蒸發(fā)器的熱源端，地?zé)崴蚬I(yè)余熱經(jīng)蒸發(fā)器的熱源端后回注，形成熱源側(cè)通路；

蒸發(fā)器經(jīng)分離器后分兩路，一路依次經(jīng)壓力測(cè)量變送器、調(diào)節(jié)閥和透平與混合器的入口連接，另一路依次經(jīng)高溫回?zé)崞骱凸?jié)流閥與混合器的入口連接；混合器的出口依次經(jīng)低溫回?zé)崞骱屠淠骱笈c工質(zhì)泵入口連接，工質(zhì)泵出口依次經(jīng)低溫回?zé)崞鳌⒏邷鼗責(zé)崞髋c蒸發(fā)器連接形成工質(zhì)側(cè)循環(huán)通路，透平同軸連接發(fā)電機(jī)，透平與發(fā)電機(jī)之間設(shè)置有轉(zhuǎn)速測(cè)量變送器；

熱源泵、第一熱源調(diào)節(jié)閥、第二熱源調(diào)節(jié)閥、壓力測(cè)量變送器、調(diào)節(jié)閥和轉(zhuǎn)速測(cè)量變送器分別與控制器連接構(gòu)成循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

一種氨水混合工質(zhì)動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法，采用流量調(diào)節(jié)法、壓力調(diào)節(jié)法、轉(zhuǎn)速壓力調(diào)節(jié)法或并網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)法對(duì)設(shè)置有分離器的動(dòng)力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過分別調(diào)節(jié)熱源泵的轉(zhuǎn)速以及調(diào)節(jié)閥的開度使透平進(jìn)口壓力保持不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)可調(diào)熱源的協(xié)調(diào)控制；通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥、第一熱源調(diào)節(jié)閥和第二熱源調(diào)節(jié)閥的開度使透平進(jìn)口壓力保持不變，實(shí)現(xiàn)對(duì)不可調(diào)熱源的協(xié)調(diào)控制。

具體的，采用流量調(diào)節(jié)法對(duì)可調(diào)熱源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制具體如下：

若外界用電負(fù)荷下降，透平主動(dòng)力矩大于發(fā)電機(jī)的電磁阻力矩，透平發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，控制器減小調(diào)節(jié)閥的開度，透平主動(dòng)力矩小于發(fā)電機(jī)的電磁阻力矩，透平發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，控制器控制熱源泵的轉(zhuǎn)速下降使分離器的富氨蒸汽出口壓力下降，最終使得透平進(jìn)口壓力保持不變；