[发明专利]一种利用前置泵解决ORC发电系统泵汽蚀的装置及其使用方法

说明书

本发明涉及一种利用前置泵解决ORC发电系统泵汽蚀的装置及其使用方法，包括工质储液罐、前置泵、工质泵；所述工质储液罐与系统工质侧入口管路连接，所述工质储液罐还通过管路依次与前置泵和工质泵连接；所述工质泵通过管路与系统工质侧出口连接，所述前置泵与所述工质泵之间的管路上设置有一组温度检测单元和一组压力检测单元，所述工质泵与所述系统工质侧出口之间的管路上设置有一组流量检测单元；本发明通过调节前置泵频率改变工质泵入口工质压力，来实现对有效汽蚀余量的控制，工质泵入口工质压力的升高，保证有效汽蚀余量NPSHsubgt;a/subgt;升高，解决泵的汽蚀问题，并且避免了改造空间的限制问题。

技术领域

本发明涉及发电系统的泵汽蚀防护技术领域，尤其涉及一种利用前置泵解决ORC发电系统泵汽蚀的装置及其使用方法。

背景技术

为提高能源利用率，国家提出了“十三五”节能环保发展规划，积极鼓励余热能源的开发与利用。作为国内新兴热电转换技术，有机朗肯循环(简称ORC)发电系统具有利用热源温度低、系统工作压力低、系统占地空间小、撬装体方便运输与安装、较好的适应性及高效环保等优点，目前已成为国内余热回收领域研究的热点；

泵作为有机工质动力的来源，是ORC发电系统中重要设备之一；实际的使用过程中，由于转速高流量大，容易出现汽蚀现象；泵的汽蚀现象是指，泵入口介质在叶轮进口处因压力低于该处温度对应的汽化压力而汽化成为小气泡，在流动中压力变化使气泡破裂、凝结，同时液体填充空穴发生碰撞形成水击，导致叶片表面被冲蚀损坏；

对于汽蚀现象，其解决方法通常为降低泵高度，提升液位高度来增加泵入口的压力，从而提升有效汽蚀余量，来避免汽蚀发生，但此方法对空间需求较大,1-2m的高度差才能起到防止汽蚀的作用，提高了土建成本，影响了ORC发电装置小型撬装体的布置方式，且往往因为受施工空间条件制约而无法实施；

此外，对过流部件表面进行处理，采用喷涂不锈钢和环氧云铁防腐涂料进行抗汽蚀修补，喷涂后漆膜坚韧、耐磨，表面硬度可达HRC60-70；这种方法虽然提高了泵的使用寿命，但无法解决泵发生汽蚀现象这一根本问题，无法解决汽蚀过程中泵的振动、噪声及对系统稳定性的影响。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种利用前置泵解决ORC发电系统泵汽蚀的装置及其使用方法；本发明通过调节前置泵频率改变工质泵入口工质压力，来实现对有效汽蚀余量的控制，工质泵入口工质压力的升高，保证有效汽蚀余量NPSH_a升高，解决泵的汽蚀问题，并且避免了改造空间的限制问题。

本发明的技术方案：

一种利用前置泵解决ORC发电系统泵汽蚀的装置，包括工质储液罐、前置泵、工质泵；所述工质储液罐与系统工质侧入口管路连接，所述工质储液罐还通过管路依次与前置泵和工质泵连接；所述工质泵通过管路与系统工质侧出口连接，所述前置泵与所述工质泵之间的管路上设置有一组温度检测单元和一组压力检测单元，所述工质泵与所述系统工质侧出口之间的管路上设置有一组流量检测单元。

进一步的，所述温度检测单元为一组温度传感器。

进一步的，所述压力检测单元为一组压力传感器。

进一步的，所述流量检测单元为一组体积流量计。

一种利用前置泵解决ORC发电系统泵汽蚀的装置的使用方法包括以下步骤：

a、前置泵升压：来自ORC发电系统的有机工质从系统工质侧入口经管道进入工质储液罐，再进入前置泵升压，将有机工质压力升到P_s；

b、工质泵升压：来自前置泵压力为P_s的有机工质进入工质泵，工质泵再将有机工质泵入ORC发电系统；