【技术实现步骤摘要】
本申请涉及节能降耗的领域，尤其是涉及一种蒸汽膨胀动力系统的控制方法、系统、终端及存储介质。
技术介绍
1、蒸汽膨胀动力系统是一种特殊形式的膨胀动力系统，主要由机体、双螺杆、同步齿轮、密封、冷却器、输出轴、空冷器、真空泵、排水泵组成。
2、膨胀动力系统是一种将蒸汽的热能转换为机械能的装置，其运行原理主要是利用膨胀部件的转动来实现。
3、当蒸汽从进汽口进入膨胀部件的时候，发生膨胀，推动双螺杆实现做功。为了使得做功持续，必须使用空冷器，以使蒸汽冷凝，并排出冷凝水。一方面，蒸汽推动膨胀部件做功；另一方面，空冷器的风扇运转消耗动力。总的动力效益等于上述两者之差，即：净动力效益＝膨胀动力-空冷器动力消耗。
4、以往的蒸汽膨胀动力系统，其空冷器并没有进行最优控制，往往运行在粗放的状态下。如果冷凝温度偏低，则虽然膨胀做功较大，但是空冷器风扇耗能较多，整体净效益偏低。如果冷凝温度偏高，则虽然风扇的功耗较低，但是膨胀的做功也低，整体净效益也偏低。因此为了使得动力效益最大，需要在膨胀做功与风扇耗能之间求得最佳权衡。
技术实现思路
1、为了使得膨胀动力系统与空冷器之间的整体净效益达到最大，本申请提供一种蒸汽膨胀动力系统的控制方法、系统、终端及存储介质。
2、本申请提供的一种蒸汽膨胀动力系统的控制方法、系统、终端及存储介质采用如下的技术方案：
3、在本申请的第一方面，提供一种蒸汽膨胀动力系统的控制方法采用如下的技术方案：
4、一种蒸汽膨
5、每间隔a秒获取一次进汽口的蒸汽压力、蒸汽温度、蒸汽的质量流量、空冷器冷凝温度，a为整数；
6、根据进汽口的蒸汽压力、蒸汽温度、入口蒸汽焓值表计算输入蒸汽的焓值；
7、根据空冷器冷凝温度、饱和蒸汽焓值表计算排出蒸汽的焓值；
8、根据输入蒸汽的焓值、排出蒸汽的焓值计算蒸汽的焓差；
9、根据焓差、进汽口蒸汽的质量流量、双螺杆的动力转换效率，得到膨胀部件所需的做功w1，膨胀部件所需的做功w1与焓差成正比；
10、根据输入蒸汽的焓值、进汽口蒸汽的质量流量，计算空冷器实际散热量；
11、获取环境温度，并根据空冷器冷凝温度、额定传热端差，空冷器额定散热量、空冷器实际散热量以及空气比热，计算风扇的实际风量；
12、根据空冷器风扇的额定功耗、风扇的实际风量以及风扇的额定风量，计算风扇所需的做功w2；
13、根据膨胀部件所需的做功w1、风扇所需的做功w2获得蒸汽膨胀动力系统的净做功效益w：w＝w1-w2；
14、确定系统净做功效益最大值时的最佳冷凝温度，根据最佳冷凝温度控制风扇的初始转速；对比净做功效益实际值与净做功效益最大值，对比空冷器冷凝温度与最佳冷凝温度，调节风扇转速使得净做功效益实际值向净做功效益最大值靠近。
15、通过采用上述技术方案，建立空冷器冷凝温度与膨胀部件所需的做功w1、风扇所需的做功w2的关系式，即建立空冷器冷凝温度与系统净做功效益的关系式，并这些关系式转换为计算程序预存到计算机中，通过实时采集进汽口的蒸汽温度、蒸汽压力、空冷器冷凝温度、环境温度，并经过预存的计算机程序进行计算，以实时得到系统的净做功效益实际值，pid控制器将计算得到的净做功效益实际值与提前经过模拟计算已知的净做功效益最大值进行比对，同时也将此时空冷器的冷凝温度与最佳冷凝温度进行比对，从而pid可以通过控制风扇的转速来调节空冷器的冷凝温度，以使其接近最佳冷凝温度，从而保持系统运行在净做功效益最大值附近，整体性能提升，在膨胀系统的做功及风扇的耗功之间进行了最佳权衡。
16、在一种可能的实现方式中，根据入口蒸汽焓值表计算输入蒸汽的焓值，包括：
17、根据进汽口的蒸汽压力、蒸汽温度获取入口蒸汽焓值表内的4个焓值点：e1[p1,t1]、e2[p1,t2]、e3[p2,t1]、e4[p2,t2]，使得进汽口的蒸汽压力、蒸汽温度落入4个所述焓值点之间：tin为进汽口的蒸汽温度，pin为进汽口的蒸汽压力；
18、根据线性插值计算方法，获取e1与e2之间第一中间变量的焓值、获取e3与e4之间第二中间变量的焓值；
19、根据第一中间变量的焓值以及第二中间变量的焓值，利用线性插值计算方法计算输入蒸汽的焓值。
20、通过采用上述技术方案，通过在计算机程序中预存入口蒸汽焓值表，便于根据线性插值计算法实时计算得到输入蒸汽的焓值。
21、在一种可能的实现方式中，螺杆膨胀设备所需的做功w1的计算公式为：fm为进汽口蒸汽的质量流量，δe为入口蒸汽焓值与排出蒸汽焓值的焓差。
22、在一种可能的实现方式中，获取环境温度，并根据空冷器冷凝温度、额定传热端差，空冷器额定散热量、空冷器实际散热量以及空气比热，计算风扇的实际风量，包括：
23、根据空冷器实际散热量以及空冷器额定散热量计算热系数；
24、根据所述额定传热端差、所述热系数计算空冷器实际传热端差；
25、根据空冷器冷凝温度、环境温度以及空冷器实际传热端差计算系统运行温差；
26、根据系统运行温差、空气比热以及空冷器实际散热量计算风扇实际风量，所述系统运行温差与所述空气比热均与所述风扇实际风量成反比。
27、在一种可能的实现方式中，根据空冷器风扇的额定功耗、风扇的实际风量以及风扇的额定风量，计算风扇所需的做功w2，包括：
28、根据风扇的实际风量以及风扇的额定风量计算风量比；
29、根据所述风量比以及风扇的额定功耗计算风扇所需的做功w2，所述风扇所需的做功w2与风量比的三次方成正比。
30、在一种可能的实现方式中，确定系统净做功效益最大值时的最佳冷凝温度，根据最佳冷凝温度控制风扇的初始转速，包括：
31、给定若干蒸汽饱和温度，并将所述蒸汽饱和温度设定在温度区间[t1～tn+1]；
32、间隔n℃对系统净做功效益w进行模拟计算，获得多个系统净做功效益w，其中1≤n≤3；对比多个系统净做功效益，确定系统净做功效益最大值；
33、根据净做功效益最大值对应的空冷器冷凝温度作为最佳冷凝温度，根据所述最佳冷凝温度设定风扇的初始转速。
34、通过采用上述技术方案，在实际运行前，需要先经过多次模拟测试找到系统净做功效益最大值时的最佳冷凝温度，模拟测试时仅改变空冷器冷凝温度而保持其他变量不变，按照上述计算步骤计算得到系统净做功效益，使得pid先依据最佳冷凝温度控制风扇的转速，当出现其他影响因素导致其他变量的值产生变化时，再根据上述计算步骤实时计算得到的结果进行调整，以保障系统时刻保持在最大净做功效益附近。
35、在本申请的第二方面，提供一种蒸汽膨胀动力系统，采用如下的技术方案：
36、一种蒸汽膨胀动力系统，包括膨胀部件、空冷器、检测组件以及控制器，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：根据入口蒸汽焓值表计算输入蒸汽的焓值，包括：
3.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：螺杆膨胀设备所需的做功W1的计算公式为：Fm为进汽口(11)蒸汽的质量流量，ΔE为入口蒸汽焓值与排出蒸汽焓值的焓差。
4.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：获取环境温度，并根据空冷器(5)冷凝温度、额定传热端差，空冷器(5)额定散热量、空冷(5)器实际散热量以及空气比热，计算风扇(51)的实际风量，包括：
5.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：根据风扇(51)的额定功耗、风扇(51)的实际风量以及风扇(51)的额定风量，计算风扇(51)所需的做功W2，包括：根据风扇(51)的实际风量以及风扇(51)的额定风量计算风量比；
6.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：确定系统净做功效益最大值时的最佳冷凝温度，根据最佳冷
7.一种蒸汽膨胀动力系统，其特征在于：包括膨胀部件、空冷器(5)、检测组件(7)以及控制器(6)，所述膨胀部件包括机体(1)、双螺杆(2)、轴承(3)以及同步齿轮(4)，所述机体(1)上设置有进汽口(11)和排汽口(12)，所述空冷器(5)连接有排水泵(9)和真空泵(10)，所述检测组件(7)包括设置于进汽口(11)附近的进汽温度检测计(71)、进汽压力检测计(72)以及进汽流量检测计(73)，还包括设置在所述机体(1)外部的环境温度检测计(74)以及设置在所述空冷器(5)上的凝汽温度检测计(75)。
8.根据权利要求7所述的蒸汽膨胀动力系统，其特征在于：所述控制器(6)被配置为：获取模块(61)，用于获取所述进汽口(11)的蒸汽温度、蒸汽压力以及蒸汽的质量流量；获取空冷器(5)的冷凝温度；获取环境温度；
9.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于：所述存储器上还存储有不同温度、压力下进汽口(11)蒸汽焓值的入口蒸汽焓值表以及不同温度、压力下排汽口(12)蒸汽焓值的饱和蒸汽焓值表，所述处理器执行所述程序时实现入权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：根据入口蒸汽焓值表计算输入蒸汽的焓值，包括：
3.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：螺杆膨胀设备所需的做功w1的计算公式为：fm为进汽口(11)蒸汽的质量流量，δe为入口蒸汽焓值与排出蒸汽焓值的焓差。
4.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：获取环境温度，并根据空冷器(5)冷凝温度、额定传热端差，空冷器(5)额定散热量、空冷(5)器实际散热量以及空气比热，计算风扇(51)的实际风量，包括：
5.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：根据风扇(51)的额定功耗、风扇(51)的实际风量以及风扇(51)的额定风量，计算风扇(51)所需的做功w2，包括：根据风扇(51)的实际风量以及风扇(51)的额定风量计算风量比；
6.根据权利要求1所述的蒸汽膨胀动力系统的控制方法，其特征在于：确定系统净做功效益最大值时的最佳冷凝温度，根据最佳冷凝温度控制风扇的初始转速，包括：
7.一种蒸汽膨胀动力系统，其特征在于：包括膨胀部件、...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫永勤，向洛，孙瑞刚，白帅康，曾洪骏，韩涛，
申请(专利权)人：北京时代科仪新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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