【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于余热利用，具体是一种面向全工况的低温余热回收发电系统及控制策略。
技术介绍
1、随着社会的发展，人类对于能源的需求日益增长。当前，全球清洁能源的使用量占比还不足18％，一次能源尤其是化石能源的大规模使用仍是目前工业发展的主要能源命脉，其中一部分由于温度较高，回收起来比较方便。而中低温余热回收效率较低，回收难度较大，且没有进行并网研究，若能将其进行回收发电并且将电量进行并网，将具有显著的节能减排效果，有利于促进我国能源高效利用和可持续发展目标的实现。
2、如公开的申请号为201410177054.5，专利名称为一种罗茨式小型蒸汽发电机组，包括主阀、流量计、压力传感器、温度传感器、流量阀、编码器、蒸汽动力机、发电机、冷凝器、触摸屏和控制单元。虽能够克服了缺陷，但仍均在下列问题：
3、管路制造难度过大，余热气源波动时会造成发电装置的转速波动，造成整个系统的不稳定，且没有进行物质的循环利用，系统回收效率较低；另外，其发出的电能提供给发电机后，没有进行系统并网研究，在一定程度上造成了能源的浪费。
4、故此，本申请提出了一种面向全工况的低温余热回收发电系统及控制策略。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，以解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出了一种面向全工况的低温余热回收发电系统及控制策略。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种面向全工况的低温余热回收发电系统，包括余热回收系统、循环系统、冷却系统
4、其中；所述余热回收系统包括余热进气口、总流量变送器、联通阀、截止阀、过滤装置和余热出气口；所述余热进气口一端用于余热进入，另一端与总流量变送器连接；所述总流量变送器用于总流量的测量及监测数据的传送，且总流量变送器用依次连接截止阀与过滤装置；
5、所述余热进气口与余热出气口之间设置有联通阀，所述联通阀用于欠流量时的余热排放；
6、循环系统包括依次相连的蒸汽发生器、储气罐、电动调节阀、进气口传感器组、罗茨动力机、转速转矩传感器、永磁同步发电机；
7、还包括依次相连的出气口传感器组、冷凝器、抽液泵、安全阀、预热器；且所述出气口传感器组与罗茨动力机相连，预热器与蒸汽发生器相连；
8、旁路系统，旁路系统包括依次相连的减压阀、旁路传感器组、电动调节阀和旁通球阀；且所述减压阀位于储气罐和电动调节阀之间；
9、冷却系统包括冷却塔、冷却水泵、流量计、储液罐；所述冷凝器将余热进行冷凝后，汇集到冷凝塔中，经过滤后进入到冷却水泵中，流量计负责测量冷凝循环的流量，变成液态的余热蒸汽在储液罐中进行存储；抽液泵将冷凝后的余热液体泵入到预热器中，经预热后的余热液体重新回到蒸汽发生器中准备下一轮循环。
10、优选地，所述蒸汽发生器采用螺旋管直流蒸发器，且螺旋管直流蒸发器中的螺旋传热管布置多层，每层传热管的数量不同，内侧管数少，外侧管数多。
11、优选地，所述罗茨动力机中的转子采用优化后的三叶扭叶转子，其在转子顶端曲线中引入了密封圆弧并在圆弧和渐开线之间增加过渡段。
12、一种适用于上述任意一项一种面向全工况的低温余热回收发电系统的控制策略，其特征在于，当传感器检测到余热气源流量为正常值时，通过simulink自动切换到基于粒子群优化算法的模糊策略下，系统中的副控制器关闭旁路，主控制器打开主回路，进行正常功率下的余热回收发电并网流程；
13、当余热气源量较大，为过流量气源时，通过simulink自动切换到多算法融合双控制器稳定策略下，主控制器在将主路电动调节阀打开的同时，旁路电动调节阀也由副控制器开启，阀门开度由各自控制器进行相应调控，主路的主控制器与旁路上的副控制器协同配合，共同维持系统的稳定；
14、当余热气源流量为欠流量状态时，无法满足发电机及并网功率需求，主控制器自动切换到智能化安全报警服务平台子系统，并自动关闭主路截止阀，打开主路与旁路上的联通阀，让欠流量余热排出，保证系统的安全性。
15、优选地，当在正常流量工作模式和过流量时，罗茨动力机采用双pwm变流器的最佳功率跟踪策略，实现输出功率最大值；
16、其具体为：控制发电机转速达到罗茨动力机的最佳工作效率，进而调节发电机的电磁转矩大小，平衡罗茨动力机的转矩，在不考虑发电机损耗的情况下，能使发电机跟踪罗茨动力机的最大输出功率。
17、优选地，在罗茨发电环节中确定所需功率后，根据旁路系统控制旁路阀门开度，改变进气口管路的流量值，并考虑罗茨动力机效率，确定此时的转速参考值；
18、在机侧整流中使用转速、电流双闭环控制：
19、在转速外环，根据罗茨动力机的控制确定转速参考值，并根据pi控制器控制实际转速与设定转速参考值偏差；
20、在电流内环，根据转速外环提供的电流参考值经pi控制器控制实际定子电流跟踪参考值，进而控制系统的输出功率；
21、在网侧逆变控制中，采用锁相环确定网侧电压空间矢量位置角，包括电压外环和电流内环控制；
22、在电压外环中，pi控制器可以直接控制直流侧电压输出稳定，在电流内环中，利用有功及无功功率解耦方式，控制交直轴电流，最终经过罗茨发电环节控制、机侧整流控制、网侧逆变控制三部分控制，完成整个系统的控制。
23、本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术设计了完善的余热发电平台及其相应的控制系统，有效抑制了面向不同工况下的余热回收波动性大的问题，使发电超调量稳定在±5％以内，健全了余热发电的全流程控制系统，使发出的电能可以以最大功率进行能源并网，减少了能源的浪费，提高了余热的利用效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，包括余热回收系统、循环系统、冷却系统和智能化安全报警平台系统；
2.根据权利要求1所述的一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(6)采用螺旋管直流蒸发器，且螺旋管直流蒸发器中的螺旋传热管布置多层，每层传热管的数量不同，内侧管数少，外侧管数多。
3.根据权利要求1所述的一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，所述罗茨动力机中的转子采用优化后的三叶扭叶转子，其在转子顶端曲线中引入了密封圆弧并在圆弧和渐开线之间增加过渡段。
4.一种适用于权利要求1-3任意一项一种面向全工况的低温余热回收发电系统的控制策略，其特征在于，当传感器检测到余热气源流量为正常值时，通过Simulink自动切换到基于粒子群优化算法的模糊策略下，系统中的副控制器关闭旁路，主控制器打开主回路，进行正常功率下的余热回收发电并网流程；
5.根据权利要求4所述的一种面向全工况的低温余热回收发电系统的控制策略，其特征在于，当在正常流量工作模式和过流量时，罗茨动力机采用双PWM变流器的最佳功
6.根据权利要求5所述的一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，在罗茨发电环节中确定所需功率后，根据旁路系统控制旁路阀门开度，改变进气口管路的流量值，并考虑罗茨动力机效率，确定此时的转速参考值；
...【技术特征摘要】
1.一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，包括余热回收系统、循环系统、冷却系统和智能化安全报警平台系统；
2.根据权利要求1所述的一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(6)采用螺旋管直流蒸发器，且螺旋管直流蒸发器中的螺旋传热管布置多层，每层传热管的数量不同，内侧管数少，外侧管数多。
3.根据权利要求1所述的一种面向全工况的低温余热回收发电系统，其特征在于，所述罗茨动力机中的转子采用优化后的三叶扭叶转子，其在转子顶端曲线中引入了密封圆弧并在圆弧和渐开线之间增加过渡段。
4.一种适用于权利要求1-3任意一项一种面向全工况的低温余热回收发电系统的...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。