【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机朗肯循环发电，具体涉及一种有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统及方法。
技术介绍
1、在低品位热能发电技术中，有机朗肯循环发电技术具有系统结构简单，循环热效率高，运行维护成本低，对环境友好等优点，被认为是极具发展前景的低品位热能发电技术。
2、相比于单工质，非共沸混合工质由于存在温度滑移特性，可以实现换热过程中热源工质与系统循环工质更好的温度匹配，减少换热过程中的不可逆损失，能够有效提高系统的循环效率。
3、但在实际应用过程中，采用非共沸混合工质的有机朗肯循环发电系统在运行过程中存在工质泄露，并且随着泄露发生的设备不同，泄露的工质组分也存在差异；随着有机朗肯循环发电系统的运行，系统内循环的非共沸混合工质组分会发生变化。
4、系统内部工质组分变化，会导致系统运行参数发生偏离，严重时会危及主机设备安全。此外在系统维护、检修时，由于系统内组分不明，只能将系统中的全部工质抽出后重新添加，导致维护检修成本大幅度增加。
5、如何实现系统内非共沸混合工质组分实时监测，并实现工质组分的自动调节，是需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统及方法，该系统能够提高有机朗肯循环发电系统运行过程中的系统性能，并降低其维护、检修成本。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。
3、本专利技术提供一种有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，包括热源
4、所述热源单元为发电单元提供热源；
5、所述发电单元采用有机朗肯循环发电系统，有机朗肯循环发电系统包括混合工质储罐；
6、所述混合工质实时监测单元包括纯工质储罐、工质汇集罐及精馏器；所述纯工质储罐与混合工质储罐连接形成第一工质提供管路；所述混合工质储罐、精馏器及工质汇集罐依次循环连接形成第二工质提供管路；
7、所述控制单元包括测量仪表和控制器，测量仪表设置在第一工质提供管路和第二工质提供管路上，所述控制器连接所述测量仪表，用于对所述有机朗肯循环发电系统中循环的非共沸混合工质组分比例进行调节。
8、作为本专利技术进一步改进，所述发电单元包括依次循环连接的第一换热器、第二换热器、膨胀机、冷凝器、混合工质储罐及工质泵，膨胀机连接有发电机，用于做功发电。
9、作为本专利技术进一步改进，所述热源单元包括热源工质管道，所述热源工质管道依次连接第二换热器和第一换热器。
10、作为本专利技术进一步改进，所述热源工质管道的热源来端还经第一电动关断阀与精馏器的热源工质入口连接，精馏器的热源工质出口与热源工质管道的热源去端连接。
11、作为本专利技术进一步改进，所述纯工质储罐通过第一工质加压泵与混合工质储罐连接；所述纯工质储罐至第一工质加压泵之间设置并联的输出管路，并联的输出管路上分别设置第二电动关断阀与第三电动关断阀。
12、作为本专利技术进一步改进，所述工质汇集罐通过第二工质加压泵与混合工质储罐连接。
13、作为本专利技术进一步改进，所述混合工质储罐的工质出口与精馏器的工质入口之间依次设置有第四电动关断阀、第三工质加压泵、第二压力测量仪表、第二温度测量仪表及第二流量测量仪表；
14、所述精馏器的底部出口与工质汇集罐的底部入口连接，精馏器的底部出口与工质汇集罐的底部入口之间设置有第三流量测量仪表。
15、一种有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统的调节方法，包括如下步骤：
16、控制混合工质储罐中的非共沸混合工质进入精馏器；
17、在非共沸混合工质分离为纯工质后，根据测量仪表的测量值计算得到所述有机朗肯循环发电系统中循环的非共沸混合工质组分比例拟合值；
18、根据所述非共沸混合工质组分比例拟合值对混合工质储罐中的工质组分进行调节。
19、作为本专利技术进一步改进，所述控制混合工质储罐中的非共沸混合工质进入精馏器，具体包括：
20、当有机朗肯循环发电系统运行时，部分热源工质流至精馏器，该部分热源工质在精馏器中换热后流出；混合工质储罐中的非共沸混合工质加压，并监测混合工质储罐中非共沸混合工质的压力、温度、流量后，再输送至精馏器中；非共沸混合工质被热源工质加热后分离为纯工质；其中，高饱和蒸汽压的纯工质由精馏器上部出口流至工质汇集罐；低饱和蒸汽压的纯工质由精馏器下部出口流至工质汇集罐。
21、作为本专利技术进一步改进，所述根据非共沸混合工质组分比例拟合值对混合工质储罐中的工质组分进行调节，包括：
22、获取有机朗肯循环发电系统的主蒸气温度测量值，并转化为系统运行负荷下对应的循环工质组分比例设定值，并与运行人员在控制单元中的输入信号p求和后作为有机朗肯循环发电系统的pid控制器的设定值sp；
23、第一流量测量仪表和第三流量测量仪表的测量值在经过相应函数转变后，转化为系统循环工质的组分比例拟合值，并经过滤波块的运算处理之后，作为pid控制器的过程值pv；
24、pid控制器经过对设定值sp和过程值pv的控制运算之后，输出为第一工质加压泵执行机构的执行指令，控制纯工质储罐的注入；
25、第一流量测量仪表和第三流量测量仪表的测量值在经过相应函数转变后，转化为系统循环工质的组分比例拟合值，并经过滤波块的运算处理之后，与第一工质加压泵执行机构的执行指令一起作为输入，经过计算后，输出第二电动关断阀、第三电动关断阀执行机构的执行指令；
26、第二电动关断阀执行机构的执行指令在取非运算后，与产生的第三电动关断阀执行机构的执行指令相与运算，再作为第三电动关断阀执行机构的执行指令。
27、相较于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：
28、本专利技术系统能够获得有机朗肯循环发电系统非共沸有机工质组分比例的精确的、实时的测量值；能够调节有机朗肯循环发电系统内非共沸有机工质组分比例，保证系统运行效率；能够有效降低采用非共沸混合工质有机朗肯循环发电系统的维护、检修的成本。
29、本专利技术的方法可以实时监测有机朗肯循环发电系统中非共沸混合工质组分比例，并在系统循环工质组分比例变化超过允许范围时，通过充注纯工质以确保系统中循环工质的组分比例在设计范围内，以提高有机朗肯循环发电系统运行过程中的系统性能，并降低其维护、检修成本。
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1.一种有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，包括热源单元、发电单元、混合工质实时监测单元及控制单元；
2.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述发电单元包括依次循环连接的第一换热器（4）、第二换热器（5）、膨胀机（8）、冷凝器（10）、混合工质储罐（11）及工质泵（12），膨胀机（8）连接有发电机（9），用于做功发电。
3.根据权利要求2所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述热源单元包括热源工质管道，所述热源工质管道依次连接第二换热器（5）和第一换热器（4）。
4.根据权利要求3所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述热源工质管道的热源来端（1）还经第一电动关断阀（2）与精馏器（20）的热源工质入口连接，精馏器（20）的热源工质出口与热源工质管道的热源去端（3）连接。
5.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述纯工质储罐（13）通过第一工质加压泵（16）与混合工质储罐（11）连接；所述纯工质储罐（13）至第
6.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述工质汇集罐（19）通过第二工质加压泵（17）与混合工质储罐（11）连接。
7.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述混合工质储罐（11）的工质出口与精馏器（20）的工质入口之间依次设置有第四电动关断阀（24）、第三工质加压泵（25）、第二压力测量仪表（21）、第二温度测量仪表（22）及第二流量测量仪表（23）；
8.基于权利要求1至7任一项所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统的调节方法，其特征在于，所述控制混合工质储罐（11）中的非共沸混合工质进入精馏器（20），具体包括：
10.根据权利要求8所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统的调节方法，其特征在于，所述根据非共沸混合工质组分比例拟合值对混合工质储罐（11）中的工质组分进行调节，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，包括热源单元、发电单元、混合工质实时监测单元及控制单元；
2.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述发电单元包括依次循环连接的第一换热器（4）、第二换热器（5）、膨胀机（8）、冷凝器（10）、混合工质储罐（11）及工质泵（12），膨胀机（8）连接有发电机（9），用于做功发电。
3.根据权利要求2所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述热源单元包括热源工质管道，所述热源工质管道依次连接第二换热器（5）和第一换热器（4）。
4.根据权利要求3所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述热源工质管道的热源来端（1）还经第一电动关断阀（2）与精馏器（20）的热源工质入口连接，精馏器（20）的热源工质出口与热源工质管道的热源去端（3）连接。
5.根据权利要求1所述的有机朗肯循环发电工质组分实时检测系统，其特征在于，所述纯工质储罐（13）通过第一工质加压泵（16）与混合工质储罐（11）连接；所述纯工质储罐（13）至第一工质加压泵（16）之间设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪安明，陈祖茂，赵文学，王润宇，杨辉，谷云程，袁俊，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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