[實用新型]一種基于微處理器的有機工質(zhì)地熱發(fā)電汽輪機調(diào)速系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820347355.1
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN208000503U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴義平;龍穎;杜洋;鞏鵬飛;曹越;桑懿謙
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本實用新型公開一種基于微處理器的有機工質(zhì)地熱發(fā)電汽輪機調(diào)速系統(tǒng)，包括PLC控制器，控制屏，執(zhí)行機構(gòu)，測量裝置和電源；PLC控制器的輸入端連接測量裝置的輸出端，輸出端經(jīng)伺服模塊連接執(zhí)行機構(gòu)控制端，執(zhí)行機構(gòu)輸出端驅(qū)動有機工質(zhì)汽輪機；測量裝置用于測量有機工質(zhì)汽輪機的轉(zhuǎn)速實際值；控制屏與PLC控制器交互顯示控制參數(shù)和控制狀態(tài)；電源用于為PLC控制器，控制屏和測量裝置供電；PLC控制器用于根據(jù)轉(zhuǎn)速實際值和轉(zhuǎn)速設(shè)定值對有機工質(zhì)汽輪機的轉(zhuǎn)速進行PID控制。本實用新型能夠很好的適用于中低溫地熱汽輪機，完成對有機工質(zhì)汽輪機轉(zhuǎn)速的實時調(diào)節(jié)，其轉(zhuǎn)速控制精度達到±1轉(zhuǎn)/分，調(diào)速不等率在3?6％范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及中低溫地熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于微處理器的有機工質(zhì)地熱發(fā)電汽輪機調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國中低溫地熱資源豐富，開展中低溫地熱發(fā)電熱力循環(huán)的技術(shù)研究，可以推動中低溫地熱發(fā)電技術(shù)在我國適宜地區(qū)的推廣應用，解決區(qū)域性電力需求和增加能源供給來源。

有機工質(zhì)汽輪機作為中低溫地熱發(fā)電熱力循環(huán)中的關(guān)鍵部件，需要對其展開深入的研究。調(diào)速系統(tǒng)作為汽輪發(fā)電機組的主要控制系統(tǒng)，其動態(tài)特性不僅會對機組的經(jīng)濟性與安全性產(chǎn)生影響，還會對供電質(zhì)量，主要是對功率和頻率產(chǎn)生影咱，從而對電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題產(chǎn)生影響。

汽輪機調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展，目前廣泛應用的是數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。常見的汽輪機調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)能較好滿足火電機組的正常運行，尚且存在自動控制功能不夠完善的問題，而適用于中低溫地熱發(fā)電機組的控制調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展還多處于仿真研究階段。根據(jù)地熱輸出源和有機工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)的不同特點，研究關(guān)鍵部件汽輪機和地熱輸出系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略以及完整的控制系統(tǒng)，目前并沒有這方面的報道。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種基于微處理器的有機工質(zhì)地熱發(fā)電汽輪機調(diào)速系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，調(diào)速方便，控制高效。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于微處理器的有機工質(zhì)地熱發(fā)電汽輪機調(diào)速系統(tǒng)，包括PLC控制器，控制屏，執(zhí)行機構(gòu)，測量裝置和電源；

所述的PLC控制器的輸入端連接測量裝置的輸出端，輸出端經(jīng)伺服模塊連接執(zhí)行機構(gòu)控制端，執(zhí)行機構(gòu)輸出端驅(qū)動有機工質(zhì)汽輪機；

所述的測量裝置用于測量有機工質(zhì)汽輪機的轉(zhuǎn)速實際值；

所述的控制屏與PLC控制器交互顯示控制參數(shù)和控制狀態(tài)；

所述電源用于為PLC控制器，控制屏和測量裝置供電；

所述的PLC控制器用于根據(jù)轉(zhuǎn)速實際值和轉(zhuǎn)速設(shè)定值對有機工質(zhì)汽輪機的轉(zhuǎn)速進行PID控制。

優(yōu)選的，PLC控制器采用S7-200CPU224XP型PLC，設(shè)置有14個數(shù)字量輸入測點、10個數(shù)字量輸出測點、2個模擬量輸出測點和1個模擬量輸出測點。

優(yōu)選的，控制屏采用SMART 700IE可組態(tài)觸摸式顯示屏。

優(yōu)選的，執(zhí)行機構(gòu)采用Nucom-NM40型電子執(zhí)行器。

優(yōu)選的，測量裝置包括三個無源電磁式轉(zhuǎn)速傳感器，分別對應靠近有機工質(zhì)汽輪機轉(zhuǎn)軸連接的齒輪安裝，通過檢測齒輪上齒經(jīng)過其磁極的移動輸出對應有機工質(zhì)汽輪機轉(zhuǎn)速的頻率輸出信號。

進一步，PLC控制器用于對測量裝置輸出端輸出的三路頻率輸出信號進行選擇和濾波得到有機工質(zhì)汽輪機的轉(zhuǎn)速實際值。

優(yōu)選的，PLC控制器與上位機之間通過PC/PPI編程電纜連接，上位機端口味USB接口，PLC控制器端口為串行接口，使用RS232或RS485傳輸協(xié)議通信。