[發(fā)明專利]有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210068630.7
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114483237A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 侯春峰;周東;李新宇;郭擎;鄧浩;謝小華;曾勇;李鵬春
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶江增船舶重工有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K9/04;F01K13/02
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

本發(fā)明公開了一種有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制系統(tǒng)及方法，使蒸發(fā)器和冷凝器的液位達到平衡，同時使得泵始終運行在高效區(qū)內(nèi)。一種有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制系統(tǒng)，包括工質(zhì)泵，工質(zhì)泵的出口端通過管道依次連接工質(zhì)調(diào)節(jié)閥、蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器、工質(zhì)泵的進口端，所述蒸發(fā)器、冷凝器均設有液位傳感器，用于檢測蒸發(fā)器和冷凝器的實際液位參數(shù)，所述冷凝器、工質(zhì)泵的進口端之間還設有旁通管路，所述旁通管路上設有工質(zhì)旁通閥，用于通過旁通管路將多余的工質(zhì)返回到工質(zhì)泵的進口端，使蒸發(fā)器和冷凝器的液位達到平衡，同時使得泵始終運行在高效區(qū)內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透平技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

有機朗肯循環(huán)是以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)，有機工質(zhì)在蒸發(fā)器中從余熱流中吸收熱量，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進入透平機械膨脹做功，從而帶動發(fā)電機或拖動其他動力機械。從透平排出的水蒸氣在冷凝器中向冷卻水放熱，凝結(jié)成液態(tài)，最后借助工質(zhì)泵重新回到蒸發(fā)器，如此不斷循環(huán)下去。因此必須維持蒸發(fā)器和冷凝器的液位平衡才能保證膨脹機正常且平穩(wěn)的運行。

工質(zhì)泵的主要調(diào)節(jié)方式有：1在泵出口處的管路上安裝調(diào)節(jié)閥；2.改變泵的轉(zhuǎn)速等。其中方法1應用較廣，但此方法在小流量時，泵的效率急劇下降，導致經(jīng)濟上很不合理，而方法2在小流量時的壓力也會隨之降低，在蒸發(fā)器壓力較高時，存在液體無法進入蒸發(fā)器內(nèi)的風險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制系統(tǒng)及方法，使蒸發(fā)器和冷凝器的液位達到平衡，同時使得泵始終運行在高效區(qū)內(nèi)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制系統(tǒng)，包括工質(zhì)泵，工質(zhì)泵的出口端通過管道依次連接工質(zhì)調(diào)節(jié)閥、蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器、工質(zhì)泵的進口端，所述蒸發(fā)器、冷凝器均設有液位傳感器，用于檢測蒸發(fā)器和冷凝器的實際液位參數(shù)，所述冷凝器、工質(zhì)泵的進口端之間還設有旁通管路，所述旁通管路上設有工質(zhì)旁通閥，用于通過旁通管路將多余的工質(zhì)返回到工質(zhì)泵的進口端，使蒸發(fā)器和冷凝器的液位達到平衡，同時使得泵始終運行在高效區(qū)內(nèi)。

優(yōu)選地，所述工質(zhì)旁通閥為電動調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，所述工質(zhì)旁通閥通過PLC控制系統(tǒng)進行控制，所述PLC控制系統(tǒng)采用模糊控制和PID控制。

優(yōu)選地，所述PLC控制系統(tǒng)包括PLC主控制器、模糊控制器，所述PLC主控制器內(nèi)置有PID控制程序，所述液位傳感器、模糊控制器均與PLC主控制器信號連接；所述模糊控制器用于在蒸發(fā)器和冷凝器的實際液位與目標液位相差大于PID控制/模糊控制切換液位值時，對工質(zhì)旁通閥進行調(diào)節(jié)，以及用于對數(shù)據(jù)進行模糊化處理、模糊化推理；所述PLC主控制器用于參數(shù)采集、參數(shù)分析、控制模糊控制器，以及在蒸發(fā)器和冷凝器的實際液位與目標液位相差小于PID控制/模糊控制切換液位值時，對工質(zhì)旁通閥進行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，還包括溫度傳感器、壓力傳感器、人機界面，所述溫度傳感器用于檢測蒸發(fā)器和冷凝器的進口溫度、出口溫度；所述壓力傳感器用于檢測蒸發(fā)器和冷凝器的內(nèi)部壓力；人機界面用于控制參數(shù)設置和系統(tǒng)狀態(tài)顯示；所述溫度傳感器、壓力傳感器、人機界面均與PLC主控制器信號連接。

一種有機工質(zhì)分布式供能系統(tǒng)蒸發(fā)器液位平衡控制方法，

通過溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器采集蒸發(fā)器和冷凝器的溫度、壓力、實際液位參數(shù)，再將采集到的參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸給PLC主控制器，PLC主控制器將采集到的數(shù)據(jù)顯示在人機界面上，操作者通過人機界面設置控制參數(shù)：設置值1：蒸發(fā)器和冷凝器的液位目標值；設置值2：PID控制/模糊控制切換液位值；設置值3：控制死區(qū)；