一种多级切换的膨胀发电机进气系统和方法与流程

本发明属于膨胀发电机进气控制设备技术领域，具体涉及一种多级切换的膨胀发电机进气系统和方法。

背景技术：

压缩空气储能是在电网电量过剩时，启动压缩空气储能过程，消耗电能驱动压缩机运行，空气经多级压缩后进入压缩空气储气罐；电网电量紧缺时，启动膨胀机发电过程：储气罐内的高压空气进入膨胀机进行多级膨胀，驱动膨胀机旋转，驱动发电机发电。

膨胀发电机启动调节系统中加入固定喷气射流装置，不仅可以实现将压缩空气由小流量高压力转换为大流量低压力，实现机组启动期间的精细控制；还能够通过吸入室的真空抽吸回收另外的空气，提高机组效率。由于膨胀发电机的作用主要是配合电力系统调节，运行中工况变化较大、较多，因此需要一种技术，实现根据膨胀发电机发电启动和正常运行时的参数情况，切换喷气射流装置的抽吸口气源，有效控制进入多级膨胀发电机的空气压力，提高系统效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种多级切换的膨胀发电机进气系统和方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种多级切换的膨胀发电机进气系统，包括高压储气罐、进气电动主气门、可调喷气射流装置、调节阀、多级膨胀机和发电机，高压储气罐的出口管道上依次安装有进气电动主气门、可调喷气射流装置和调节阀，调节阀连接到多级膨胀机，发电机与多级膨胀机通过传动轴相连，多级膨胀机包括首级膨胀机、中间多级膨胀机和末级膨胀机，每一级膨胀机的排气口接入下一级膨胀机入气口，末级膨胀机的出气口管道分为支路管道一和支路管道二，支路管道一连接到喷气射流装置的吸气口，支路管道一上安装有电动阀门三，支路管道二连接到大气中，支路管道二上安装有电动阀门四，首级膨胀机和中间多级膨胀机的出气口管道均分别通过电气阀门一和电气阀门二一同连接到支路管道一。

优选的，上述可调喷气射流装置包括工作喷嘴、混合室、喉管、扩压管、稳压管、调节机构和喷针，工作喷嘴安装在混合室左端，喷针连接有调节机构并安装在工作喷嘴内部，混合室右端设置有喉管和下端设置有与支路管道一连通的吸气口，喉管右端设置有左小右大的扩压管，扩压管右端连接有直筒的稳压管，喷嘴内端设置有喉口，喷针内端为锥形结构，通过调节机构向内移动后能够封堵喉口，通过调节机构向内移动后能够封堵喉口，喷射器是一种将两股不同压力的流体相互混合，并发生能量交换，以提升低压流体压力的装置。本发明使用的喷射器采用量调节的方法，通过改变工作喷嘴的喉部截面积而达到调节流量的目的，对喷射器的工作状态进行调节。

优选的，上述调节机构采用机械式调节机构和电动式调节机构。

优选的，上述吸气口内安装有入口扑板式逆止阀。

优选的，上述吸气口处设置有80-200目的金属过滤网。

一种多级切换的膨胀发电机进气系统的调节方法，该方法为：运行中开启首级膨胀机排气电动阀门一、关闭所有中间多级膨胀机排气电动阀门二和末级膨胀机排气电动阀门三，将可调喷气射流装置抽吸气源切换由首级膨胀机排气供给。

一种多级切换的膨胀发电机进气系统的调节方法，该方法为：或运行中开启中间多级膨胀机的某一级膨胀机排气电动阀门二、关闭其他级膨胀机的排气电动门、首级膨胀机排气电动阀门一、和末级膨胀机排气电动阀门三，将可调喷气射流装置抽吸气源切换由中间多级膨胀机的某一级膨胀机排气供给。

一种多级切换的膨胀发电机进气系统的调节方法，该方法为：运行中开启末级膨胀机排气电动阀门三、关闭首级膨胀机排气电动阀门一、所有中间多级膨胀机排气电动阀门二，末级膨胀机的排大气电动阀门四、将可调喷气射流装置抽吸气源切换由末级膨胀机供给。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明利用可调喷气射流装置和吸气口连接不同的气源分别进行调节，实现膨胀发电机的组合调节，在不同阶段实施不同的控制，兼顾启动时的精细控制和运行中的系统效率，根据膨胀发电机启动和正常运行过程的参数要求，通过切换喷气射流装置的抽吸口气源，提高系统效率。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图2为可调喷气射流装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-2所示，一种多级切换的膨胀发电机进气系统，包括高压储气罐1、进气电动主气门2、可调喷气射流装置3、调节阀4、多级膨胀机5和发电机6，高压储气罐1的出口管道上依次安装有进气电动主气门2、可调喷气射流装置3和调节阀4，调节阀4连接到多级膨胀机5，发电机6与多级膨胀机5通过传动轴相连，多级膨胀机5包括首级膨胀机501、中间多级膨胀机502和末级膨胀机503，每一级膨胀机的排气口接入下一级膨胀机入气口，末级膨胀机503的出气口管道分为支路管道一11和支路管道二12，支路管道一11连接到喷气射流装置3的吸气口，支路管道一11上安装有电动阀门三9，支路管道二12连接到大气中，支路管道二12上安装有电动阀门四10，首级膨胀机501和中间多级膨胀机502的出气口管道均分别通过电气阀门一7和电气阀门二8一同连接到支路管道一11。

优选的，上述可调喷气射流装置3包括工作喷嘴301、混合室302、喉管303、扩压管304、稳压管305、调节机构306和喷针307，工作喷嘴301安装在混合室302左端，喷针307连接有调节机构306并安装在工作喷嘴301内部，混合室302右端设置有喉管303和下端设置有与支路管道一11连通的吸气口310，喉管303右端设置有左小右大的扩压管304，扩压管304右端连接有直筒的稳压管305，喷嘴301内端设置有喉口311，喷针307内端为锥形结构，通过调节机构306向内移动后能够封堵喉口311，进气电动主气门2通过管道连接到工作喷嘴301外端侧壁，工作喷嘴301从侧壁进气，右端出气，利用喷气射流装置的卷吸特性，使空气吸入室内产生真空而吸入环境中的空气，将进入膨胀发电机内的压缩空气由高压力小流量变换为低压力大流量，工作喷嘴301需能够承受10mpa压力，其余部件需能够承受3.5mpa压力，，喷射器是一种将两股不同压力的流体相互混合，并发生能量交换，以提升低压流体压力的装置。本发明使用的喷射器采用量调节的方法，通过改变工作喷嘴的喉部截面积而达到调节流量的目的，对喷射器的工作状态进行调节。

优选的，上述调节机构306采用机械式调节机构和电动式调节机构，该调节机构类似阀门，即喷嘴等同于阀体，喷针等同于阀芯，喷针的轴向移动实现喷嘴开度的调节，机械式调节机构包括与喷针外端可转动连接的旋转螺杆，旋转螺杆螺旋连接在支架上，支架固定连接在喷嘴外端，旋转螺杆伸出支架后连接有旋转手柄，通过旋转旋转手柄，旋转螺杆左右移动，从而推动喷针左右移动，实现喷针的开度调节，电动式调节机构采用电动推杆，电动推杆的推拉杆与喷针外端固定连接，电动推杆的壳体通过固定支架固定连接在喷嘴外端，控制电动推杆的推拉杆左右移动，从而推动喷针左右移动，实现喷针的开度调节，调节机构306与喷针302直接连接，通过调节机构306带动喷针302左右移动，喷嘴301内端设置有喉口310，喷针302内端为锥形结构，调节机构306处于最右端时即开度位置为“0”，喷针302能够完全封堵喉口310。调节机构306处于最左端时即开度位置为“100”，喷针302与喉口310之间的截面积为最大。改变调节机构306开度，即改变喷针302与喉口310之间的截面积，改变喷气射流装置出口压缩空气的流量、压力，调节膨胀机入口能量值。

进气电动主气门2的作用是确保停机时可靠切断气源，只有全开全关两个状态，机组启动时处于全开位置，接收停机信号后迅速关闭，机组调节由调节阀4完成。

系统工作时，高压空气储存在空气储气罐1中，喷气射流装置工作喷嘴301里的调节机构306调节喷气射流装置3后压力，调节阀4进行调节进入多级膨胀机5流量，压缩空气膨胀做功带动发电机6进行发电；喷气射流装置3的抽吸口气源可为首级膨胀机排气经进气电动阀一7进入，可为多级膨胀机的排气经电动阀门二8进入，也可为末级膨胀机排气通过电动阀门三9进入。其中，末级膨胀机排气可以通过电动阀门四10直接排入大气。

优选的，上述吸气口310内安装有入口扑板式逆止阀308，入口扑板式逆止阀308通过转轴可旋转地连接在圆形的吸气口内且封闭后能够密封吸气口，能够全开全关，空气只能由装置外进入，防止压缩空气入口压力低、射流效果差时，混合后空气从射流装置入口处流出。

优选的，上述吸气口310处设置有80-200目的金属过滤网309，过滤网防止大颗粒的杂质进入射流装置。

实施例2：一种多级切换的膨胀发电机进气系统的调节方法，该方法为：运行中开启首级膨胀机排气电动阀门一7、关闭所有中间多级膨胀机排气电动阀门二8和末级膨胀机排气电动阀门三9，将可调喷气射流装置抽吸气源切换由首级膨胀机排气供给。

实施例3：一种多级切换的膨胀发电机进气系统的调节方法，该方法为：或运行中开启中间多级膨胀机的某一级膨胀机排气电动阀门二8、关闭其他级膨胀机的排气电动门、首级膨胀机排气电动阀门一7、和末级膨胀机排气电动阀门三9，将可调喷气射流装置抽吸气源切换由中间多级膨胀机的某一级膨胀机排气供给。

实施例4：一种多级切换的膨胀发电机进气系统的调节方法，该方法为：运行中开启末级膨胀机排气电动阀门三9、关闭首级膨胀机排气电动阀门一7、所有中间多级膨胀机排气电动阀门二8，末级膨胀机的排大气电动阀门四10、将可调喷气射流装置抽吸气源切换由末级膨胀机供给。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。