一种管道式余压发电系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种管道式余压发电系统，输水主管上从右至左依次串联有压力传感器、主管蝶阀以及调流调压阀，且压力传感器位于输水主管的输入端；主管蝶阀的两端并联有分岔管，分岔管上依次串联有第一蝶阀、发电机组以及第二蝶阀，且第一蝶阀位于发电机组靠近输水主管其输入端的一侧；控制器与第一蝶阀、第二蝶阀、流量计、压力传感器、主管蝶阀以及调流调压阀相电连接；本方案的余压发电系统具有更加稳定灵活的运行工况可以防止该发电系统内设备损坏造成的直接影响，系统运行灵活便捷，可以达到较高的转换效率以获得电能，使得该余压发电系统的整体效率得到进一步提高，通过对余压资源进行充分回收，从而能够完成制电的效果。从而能够完成制电的效果。从而能够完成制电的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种管道式余压发电系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及余压发电的
，具体为一种管道式余压发电系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]“双碳”目标是加快生态文明建设和实现高质量发展的重要抓手，提升电力系统对清洁能源的消纳能力，降低化石能源消耗，持续减少二氧化碳排放量，管道余压发电技术是在工业过程中对富余能量进行回收和利用的技术，且能起到节能环保作用。
[0003]生活用水大多采用取水泵汲取大型水库、地下水及地表水的方式，经过工艺流程处理，最后通过配水泵站输送到各个用户。在长距离大管径输水管道内，当压力过高时，轻者产生噪音、重者会出现水锤造成管道破裂，所以降低管道压力就成为长距离输水必须解决的问题。目前最主要的减压措施就是增设减压耗能设施，减压设备虽能够消除多余压力，但往往不能很好的利用水资源，导致这部分的能量浪费。
[0004]因此，面对存在的大量余压资源没有得到有效利用的严峻形势，结合国家大力倡导节能减排的相关政策，如何合理高效利用余压资源，实现节能减排，提高能源利用效率，是目前所需研究的重要课题之一。

技术实现思路

[0005]在现有的技术上，本专利技术的目的在于提供一种安装方便、结构合理的余压发电系统，可以解决了上述现有技术无法合理高效利用余压资源的问题，以实现余压的综合利用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种管道式余压发电系统，其包括输水主管与控制器；
[0008]所述输水主管上从右至左依次串联有压力传感器、主管蝶阀以及调流调压阀，且压力传感器位于所述输水主管的输入端；所述主管蝶阀的两端并联有分岔管，所述分岔管上依次串联有第一蝶阀、发电机组以及第二蝶阀，且第一蝶阀位于发电机组靠近输水主管其输入端的一侧；
[0009]所述控制器与第一蝶阀、第二蝶阀、流量计、压力传感器、主管蝶阀以及调流调压阀相电连接。
[0010]更进一步的，所述发电机组包括水轮装置以及发电机，所述水轮装置设在分岔管上，且水轮装置串联在第一蝶阀与第二蝶阀之间；所述水轮装置与发电机同轴连接。
[0011]更进一步的，所述输水主管上设有流量计，且流量计位于所述主管蝶阀与调流调压阀之间；该流量计用于检测调流调压阀其流入端的流量；
[0012]其中，流量计采用电磁流量计。
[0013]更进一步的，所述输水主管的输入端与输出端均设置有检修蝶阀。
[0014]更进一步的，还包括电源转换器以及用于储存电能的储能装置，所述电源转换器与发电机、储能装置、控制器相电连接；该电源转换器用于将发电机所产生的电能输送给储
能装置或者外部电网，并且为所述余压发电系统供电；
[0015]所述控制器用于根据压力传感器检测到的水压以及流量计检测到的流量，控制第一蝶阀、第二蝶阀、调流调压阀以及主管蝶阀的阀门开度，以实现将输水主管内超过额定值的压力通过发电机转换成电能，并且维持所述输水主管其输出端的流量；同时，通过电源转换器将电能输送给储能装置或者外部电网。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种余压发电系统的使用方法，采用上述的余压发电系统；其具体使用方法包括如下步骤：
[0017]步骤S1，判断控制器通过压力传感器检测到输水主管内的水压是否超过正常值范围？若水压超过正常值范围，将第一蝶阀与第二蝶阀的阀门开度开启至100％,并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量；
[0018]步骤S2，启动发电机；
[0019]步骤S3，判断发电机的发电功率是否达到允许并网范围？若转速达到允许并网范围，控制器给电源转换器发送并网指令；否则，将主管蝶阀继续缓慢关闭并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量；
[0020]步骤S4，将主管蝶阀的阀门开度缓慢关闭至0％，并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量；使余压发电系统进入发电模式；
[0021]步骤S5，判断控制器通过压力传感器检测到输水主管内的水压是否在正常值范围？或/和，判断控制器是否接受到停机信号？若是，缓慢开启供水主管蝶阀，并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量；
[0022]步骤S6，判断发电机的发电功率是否在允许并网范围？若转速达到允许并网范围，缓慢开启供水主管蝶阀；否则，控制器给电源转换器发送切换指令；
[0023]步骤S7，将主管蝶阀的阀门开度开启至100％，将第一蝶阀与第二蝶阀的阀门开度缓慢关闭，并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量；
[0024]步骤S8，判断发电机的发电功率是否降至为0？若是发电机停机，使输水主管进入输水模式；否则，继续将第一蝶阀与第二蝶阀的阀门开度关闭至0％,并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量。
[0025]更进一步的，所述步骤2具体步骤如下：
[0026]步骤2.1，启动发电机，使其转速逐步上升；
[0027]步骤2.2，控制器通过电源转换器将电能储存在储能装置内；
[0028]步骤2.3，主管蝶阀缓慢关闭，并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量。
[0029]更进一步的，所述步骤3具体步骤如下：
[0030]步骤3.1，判断发电机的发电功率是否达到允许并网范围？
[0031]步骤3.2，若转速达到允许并网范围，控制器切换电源转换器的转换模式，将发电机产生的电能输送至外部电网；同时，发电机产生的电能通过电源转换器的转换给本系统供电；
[0032]步骤3.3，若转速没达到允许并网范围，将主管蝶阀继续缓慢关闭并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量。
[0033]更进一步的，所述步骤6具体步骤如下：
[0034]步骤6.1，判断发电机的发电功率是否在允许并网范围？
[0035]步骤6.2，若转速达到允许并网范围，缓慢开启供水主管蝶阀，并调节调流调压阀以稳定输水主管其输出端的流量；
[0036]步骤6.3，控制器切换电源转换器的转换模式，将发电机产生的电能通过电源转换器将电能储存在储能装置内；同时，储能装置内储存的电能通过电源转换器给本系统供电。
[0037]更进一步的，根据流量计检测到的输水主管内的流量，调节调流调压阀的阀门开度以稳定输水主管其输出端的流量。
[0038]采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果是：
[0039]本方案在输水主管侧设计一分岔路，将供水引入管道式发电机组，驱动水轮机做功，然后将水流引回供水主管，而水轮装置驱动发电机发电，发电并入工厂电网，代替原部分市电的用电，达到节约电能的效果。
[0040]本方案的余压发电系统具有更加稳定灵活的运行工况可以防止该发电系统内设备损坏造成的直接影响，系统运行灵活便捷，可以达到较高的转换效率以获得电能，使得该余压发电系统的整体效率得到进一步提高，通过对余压资源进行充分回收，从而能够完成制电的效果。
附图说明
[0041]为了更清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道式余压发电系统，其特征在于：所述余压发电系统包括输水主管(11)与控制器；所述输水主管(11)上从右至左依次串联有压力传感器(70)、主管蝶阀(30)以及调流调压阀(60)，且压力传感器(70)位于所述输水主管(11)的输入端；所述主管蝶阀(30)的两端并联有分岔管(12)，所述分岔管(12)上依次串联有第一蝶阀(21)、发电机组以及第二蝶阀(22)，且第一蝶阀(21)位于发电机组靠近输水主管(11)其输入端的一侧；所述控制器与第一蝶阀(21)、第二蝶阀(22)、流量计(50)、压力传感器(70)、主管蝶阀(30)以及调流调压阀(60)相电连接。2.根据权利要求1所述的一种管道式余压发电系统，其特征在于：所述发电机组包括水轮装置(41)以及发电机(40)，所述水轮装置(41)设在分岔管(12)上，且水轮装置(41)串联在第一蝶阀(21)与第二蝶阀(22)之间；所述水轮装置(41)与发电机(40)同轴连接。3.根据权利要求1所述的一种管道式余压发电系统，其特征在于：所述输水主管(11)上设有流量计(50)，且流量计(50)位于所述主管蝶阀(30)与调流调压阀(60)之间；该流量计(50)用于检测调流调压阀(60)其流入端的流量；其中，流量计(50)采用电磁流量计。4.根据权利要求1所述的一种管道式余压发电系统，其特征在于：所述输水主管(11)的输入端与输出端均设置有检修蝶阀(20)。5.根据权利要求1所述的一种管道式余压发电系统，其特征在于：还包括电源转换器以及用于储存电能的储能装置，所述电源转换器与发电机(40)、储能装置、控制器相电连接；该电源转换器用于将发电机(40)所产生的电能输送给储能装置或者外部电网，并且为所述余压发电系统供电；所述控制器用于根据压力传感器(70)检测到的水压以及流量计(50)检测到的流量，控制第一蝶阀(21)、第二蝶阀(22)、调流调压阀(60)以及主管蝶阀(30)的阀门开度，以实现将输水主管(11)内超过额定值的压力通过发电机(40)转换成电能，并且维持所述输水主管(11)其输出端的流量；同时，通过电源转换器将电能输送给储能装置或者外部电网。6.一种余压发电系统的使用方法，使用如权利要求1～5中任一项所述的余压发电系统，其特征在于，所述余压发电系统的使用方法包括如下步骤：步骤S1，判断控制器通过压力传感器(70)检测到输水主管(11)内的水压是否超过正常值范围？若水压超过正常值范围，将第一蝶阀(21)与第二蝶阀(22)的阀门开度开启至100％,并调节调流调压阀(60)以稳定输水主管(11)其输出端的流量；步骤S2，启动发电机(40)；步骤S3，判断发电机(40)的发电功率是否达到允许并网范围？若转速达到允许并网范围，控制器给电源转换器发送并网指令；否则，将主管蝶阀(30)继续缓慢关闭并调节调流调压阀(60)以稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏利民，罗常，徐波，
申请(专利权)人：长沙引水工程管理有限公司，
类型：发明
国别省市：