[发明专利]一种有机朗肯循环发电系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机朗肯循环发电系统的控制方法，具体的说，利用目前未能得到有效利用的低温热源进行发电，属于发电技术领域。

背景技术

有机朗肯循环发电系统是利用目前未能得到有效利用的低温热源进行发电的系统。

有机朗肯循环发电系统由工质泵、蒸发器、透平-发电机、冷凝器、接收容器等构成。工作原理如下：首先由工质泵将高压压缩的液态有机工质输送给蒸发器，高压液体吸收蒸发器里的热源后转变为高压气体。高压气体通过透平-发电机的涡轮膨胀做功，推动透平-发电机的涡轮转动，涡轮的动能传递给发电机产生电能。膨胀做功过程之后低温低压气体有机工质进入冷凝器，在冷却水的冷凝作用下凝结为液态，被收集到接收容器内。接收容器里收集的液态的有机工质再次利用工质泵输送给蒸发器，从而实现反复的循环。

收集在接收容器内的液体，从冷凝器直接以冷凝的状态输送，其温度和压力接近于饱和状态，如果直接进入工质泵的话，在入口处因为叶轮的转动，流速加快，泵内液体再次沸腾，产生“气穴”现象。

为了防止该现象的发生，把接收容器设置在与工质泵有一定高度差的上方位置，在泵入口处，因高度差产生的附加压力可以防止“气穴”现象的发生。

如图2中所示，实线表示接收容器内部的压力，点划线表示饱和蒸汽压，虚线表示泵入口压力，由于接收容器内部压力随着蒸发器的热源供给而增大，随着冷凝器内冷却水的供给而再次减小，系统运行正常之后压力会逐渐增加。这时，接收容器内部的饱和蒸汽压由液态有机工质的温度所决定，又因为大量液体存在于接收容器内，温度增加不大，所以饱和蒸汽压几乎没有变化，可以认为是定值。根据设计，泵入口处的压力一般比接收容器内的压力值大一些，虚线值如果不降到点划线以下，则“气穴”现象就不会发生。

与之相反，如图3中所示，实线表示接收容器内部的压力，点划线表示饱和蒸汽压，虚线表示泵入口压力，再启动时接收容器内的液体温度高，饱和蒸汽压力维持在较高的水平，由于冷却水的供给所产生的接收容器内的压力会降低到相同（冷却水工作时冷凝压力）的水平，所以泵内会出现“气穴”现象的问题。所以，本发明就是关于为了防止再启动时工质泵“气穴”现象的发生而研究的控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种有机朗肯循环发电系统的控制方法，具有不需要其他任何额外测定传感器，根据接收容器内的压力变化情况来控制冷却水的供给，防止工质泵“气穴”现象发生的优点。

为解决以上问题，本发明采用以下技术方案：一种有机朗肯循环发电系统的控制方法，所述循环发电系统采用了比水沸点更低的有机物作为介质，本系统包括工质泵、蒸发器、透平-发电机、冷凝器、接收容器，冷凝器连接有冷却塔和冷却水泵，接收容器上安装有压力传感器。

进一步的，所述控制方法包括以下步骤：

开始于步骤S101，完成后进入步骤S102；

步骤S102，设备运行，启动初期，接收容器内的压力存储为Po，重新启动时接收容器内的液体温度处于相对较高的状态。

进一步的，所述控制方法还包括以下步骤：

步骤S103，判断接收容器的压力是否≥Pmax，若是接收容器的压力≥Pmax，则进行步骤S104，否则返回继续执行步骤S103；

步骤S104，冷却塔启动，接收容器的压力为Pmax时，存储冷却水泵转数为Si，确定冷却水泵的最少转数。

进一步的，所述控制方法还包括以下步骤：

步骤S105，判断接收容器的压力是否≤Po，若接收容器的压力≤Po，则进入步骤S106，否则返回执行S104；

步骤S106，冷却水泵停止运转，完成后返回执行步骤S103。

进一步的，所述控制方法包括第一阶段，所述第一阶段为启动初期接收容器内的压力存储为Po。

进一步的，所述控制方法还包括第二阶段，所述第二阶段为随着冷却水泵的启动和转数的上升，接收容器的压力增加量的符号由“+”变为“-”，此时判定接收容器的压力为Pmax。

进一步的，所述控制方法还包括第三阶段，所述第三阶段为接收容器的压力增加量的符号由“+”变为“-”时，冷却水泵的转数存储为Si。

进一步的，所述控制方法还包括第四阶段，所述第四阶段为接收容器的压力变为Po时，冷却水泵停止运转。

进一步的，所述控制方法还包括第五阶段，所述第五阶段为接收容器的压力变为Pmax时，冷却水泵转数调整为Si。