一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统及方法与流程

文档序号:12781361阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,包括有机朗肯循环发电系统和ORC监测控制系统,所述有机朗肯循环发电系统包括流量计(4)、压力传感器(5)、温度传感器(6)、工质泵(10)、蒸发器(11)、电动三通阀(12)、膨胀机(13)、发电机(14)、冷凝器(15)、热源回路(16)、冷却回路(17),所述监测控制系统包括触摸屏(1)、PLC控制单元(2)、工质泵变频器(3)、继电器(7)、报警器(8)、多功能电功率计(9);所述工质泵(10)、蒸发器(11)、电动三通阀(12)、膨胀机(13)、冷凝器(15)依次首尾相连,所述电动三通阀(12)的另一路出口直接与所述冷凝器(15)的入口相连,所述膨胀机(13)与发电机(14)同轴相连,所述流量计(4)安装在工质泵(10)的出口,四组压力传感器(5)和温度传感器(6)分别安装在工质泵(10)出口、蒸发器(11)出口、膨胀机(13)出口以及冷凝器(15)的出口管路上,触摸屏(1)与PLC控制单元(2)之间通过电线连接,继电器(7)、报警器(8)、多功能电力仪表(9)、工质泵变频器(3)与PLC控制单元(2)之间通过电线连接,工质泵变频器(3)与工质泵(10)的电机通过电线连接,热源回路(16)与冷却回路(17)通过导线分别与PLC控制单元(2)连成闭合回路。

2.根据权利要求1所述一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,所述ORC监测控制系统包括手动模式和自动模式两种运行模式,两种模式可在触摸屏的首页面板上进行切换。

3.根据权利要求2所述的一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,所述ORC监测控制系统包括的手动模式,通过手动调节工质泵的变频器频率和工质泵的行程来调节发电机的输出功率和转速;所述ORC监测控制系统包括的自动模式用于机组稳定发电,在热源和冷源波动的情况下,通过电功率表输出频率的反馈来调节工质泵变频器的频率。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,所述系统的工作方法如下:

步骤A:调节好设定的系统冷热源参数,给机组通电,触摸屏(1)自动启动,首先按照所需功率进行手动模式调节,将工质泵调节到指定行程;

步骤B:工质泵变频器(3)自动启动;

步骤C:当蒸发器出口过热度模拟信号的反馈大于设定值时,电动三通阀(12)自动切向膨胀机(13)侧,同时润滑油泵启动,润滑油对膨胀机(13)进行润滑,膨胀机(13)转动带动发电机(14)进行供电;

步骤D:根据多功能电功率计(9)三相频率输出的反馈来调节工质泵变频器(3)频率,使发电机(14)转速达到额定工况;

步骤E:当发电机(14)转速在3000±200RPM范围波动时,发电机(14)的励磁AVR开始工作,使输出三相电压稳定在400±5V;

步骤F:当负载增加时,发电机(14)三相频率降低,自动控制系统启动,调节工质泵变频器(3)频率,使发电机(14)转速达到额定工况;

步骤G:当负载减小或者突然断路时,膨胀机(13)失速,电动三通阀(12)自动切向旁路侧,润滑油泵关闭;

步骤H:运行时间结束时,电动三通阀(12)自动切向旁路侧,润滑油泵关闭,工质泵(10)自动小流量运行,待机组冷却后,关闭工质泵(10),机组断电。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,所述系统包括以下报警量以及相应的处理方案:

a、膨胀机失速,即同步励磁发电机三相电频率大于58HZ;

处理方案:电动三通阀自动切向旁路侧,润滑油泵关闭,蜂鸣器报警开启;

b、工质泵变频器运行不正常,自动控制失败;

处理方案:电动三通阀自动切向旁路侧,润滑油泵关闭,工质泵变频器控制停止;

c、同步励磁发电机缺相报警,UVW三相单相电流为0时,缺相报警启动;

处理方案:电动三通阀自动切向旁路侧,润滑油泵关闭,蜂鸣器报警开启,停机检查;

d、膨胀机入口过热度不足时,膨胀机出现湿膨胀;

处理方案:弹出警告窗口,蜂鸣器报警开启,人工调高热源温度或流量;

e、冷却出现问题,机组出现高压,冷凝压力超压;

处理方案:弹出警告窗口,储液罐上0.8Mpa安全阀自动弹起泄压;

f、膨胀机突然停止转动;

处理方案:电动三通阀自动切向旁路侧,润滑油泵关闭,同时PLC控制单元控制工质泵变频器减小频率,从而减小工质流量,控制系统界面弹出警告窗口,显示报警原因,蜂鸣器报警开启;

g、工质泵入口过冷度小于3℃时,即冷却回路出现问题;

处理方案:电动三通阀自动切向旁路侧,润滑油泵关闭,同时PLC控制单元控制工质泵变频器减小频率,从而减小工质流量,PLC控制单元对热源的三通阀发出指令,将热源进入机组的直通状态切换为旁路状态,控制系统界面弹出警告窗口,显示报警原因,蜂鸣器报警开启。

6.根据权利要求1所述的一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,所述有机朗肯循环采用R245fa作为工质。

7.根据权利要求1所述的一种无人值守式有机朗肯循环孤网发电监控系统,其特征在于,所述触摸屏所显示的R245fa工质的焓值、过热度、过冷度、蒸发温度、冷凝温度的未知参数,利用PLC控制单元将温度传感器采集的温度信号与压力传感器采集的压力信号作为输入参数,然后利用拟合公式计算自动获得,直接利用这些信号进行逻辑反馈,实现自动控制。

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