[發明專利]一種生物發酵用能量回收裝置高壓掉電控制方法

在審

• 申請號: 202211456688.5
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115749983A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 洪波;劉忠;孫鴻聲;劉侃;杜國棟;張廣利;曹強;劉擁軍;孫建軍;梁威;劉成娟;范偉;張武;魏磊磊
• 申請（專利權）人: 西安陜鼓動力股份有限公司
• 主分類號: F01D17/10
• 分類號: F01D17/10;F01D17/00;F01D15/08;F01D15/10;H02P9/04;H02P101/20
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種生物發酵用能量回收裝置高壓掉電控制方法：步驟1，得到不同工況點的壓縮機功率；步驟2，進行汽輪機選型得到汽輪機額定功率；步驟3，計算不同工況點的發電機功率；步驟4，分別計算出不同工況點的發電機電流；步驟5，假定發電機功率為零，采用各工況點的汽輪機功率除以其額定功率，得到對應工況點的調節汽閥閥位開度；步驟6，得到高壓掉電瞬間發電機功率與功率為0時閥位開度關系式；步驟7，得到發電機電流與閥位開度關系式；步驟8，修正關系式；步驟9，機組控制汽輪機調節汽閥閥位開度。高壓電掉電時，本發明通過控制汽輪機調節汽閥閥位開度，使發電機功率快速變為0，可避免機組超速運行甚至飛車事故發生。

技術領域

本發明屬于生物發酵技術領域，涉及一種三合一能量回收機組高壓掉電控制方法。

背景技術

在生物發酵行業，用戶通常會配套汽輪機驅動壓縮機組來滿足發酵需要的壓縮空氣的。如圖1所示，發酵行業用汽拖壓縮機組。另外，由鍋爐產生的富余蒸汽用戶通常用來發電，因此用戶也會配套汽輪機發電機組。如圖2所示，發酵行業用汽輪機發電機組。

目前，已有用戶采用一種新的三合一能量回收機組來滿足生物發酵所用壓縮空氣外，多余能量直接用來發電。如圖3所示的三合一能量回收機組，包括壓縮機1、汽輪機2、齒輪箱3和發電機4，其中，汽輪機2的排氣側連接壓縮機1，汽輪機2的進氣側通過齒輪箱3連接發電機4，汽輪機蒸汽入口管道上設置調節汽閥5，如圖4所示。這種新型三合一能量回收機組的優勢在于：(1)機組操作簡單、靈活，可根據蒸汽的供給分配情況，實時調整風機驅動和發電量，保持工廠蒸汽利用最優和最高效利用。(2)一套機組實現軸流壓縮機的壓縮工藝供氣，同時實現富裕蒸汽發電功能，減少客戶設備投資。(3)合并和簡化自動控制系統、電控系統，整合潤滑油站及輔機系統，縮減機組配置，以及機組基建成本。

相較于傳統的汽拖壓縮機組和汽輪機發電機組的組合，一套三合一能量回收機組的優勢很明顯。然而，在機組的控制上，有一個問題亟待解決。當機組正常運行時，如果系統高壓電突然掉電，那么此時發電機會快速從電網解列。按照機組正常控制方法，即故障安全型的控制思路，此時機組應該聯鎖停機。然而，用戶不會同意這樣的控制方法，這是因為在整個生物發酵系統中，壓縮機需要持續不斷的給后續發酵罐提供壓縮空氣，一旦機組停機，壓縮機將不能給發酵罐提供壓縮空氣，導致發酵罐“悶罐”，甚至菌種缺氧而死。而如果此時機組不聯鎖停機，此時汽輪機除了拖動壓縮機外多余的能量將使機組超速運行，會導致壓縮機和汽輪機短時間內超速飛車，可能引發機組事故。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生物發酵用三合一能量回收機組高壓掉電控制方法，以解決現有的能量回收機組由于突然高壓掉電導致的機組超速飛車引發事故的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案予以解決：

一種生物發酵用能量回收裝置高壓掉電控制方法，具體包括如下步驟：

步驟1，根據不同工況點的壓縮機的輸入參數進行壓縮機功率計算，分別得到不同工況點的壓縮機功率；

步驟2，根據汽輪機入口參數進行汽輪機選型，得到該汽輪機額定功率；

步驟3，用汽輪機額定功率減去不同工況點的壓縮機功率，得到不同工況點的發電機功率；

步驟4，根據不同工況點的發電機功率分別計算出不同工況點的發電機電流；

步驟5，假定發電機功率為零，采用各個工況點的汽輪機功率除以汽輪機額定功率，得到對應工況點的汽輪機調節汽閥閥位開度；其中，發電機功率為零時，所述各個工況點的汽輪機功率對應等于步驟1計算得到的各個工況點的壓縮機功率；