一种负载直连自适应调节的ORC机组的制作方法

一种负载直连自适应调节的orc机组
技术领域
1.本实用新型涉及工业节能技术领域，尤其涉及一种负载直连自适应调节的orc机组。


背景技术：

2.目前，由于生产需要，企业会新增或改造电驱的风机、泵、压缩机等负载设备，受限于工厂变压器容量、配电室扩容以及电缆铺设等限制，导致新增或改造无法实现或实施费用巨大。
3.而且，企业中存在大量与负载设备直连匹配的低品位蒸汽、闪蒸气、热水、地热水、窑炉烟气等热源，这些热源没有合适的设备进行利用，通常都直接排入大气，不仅会对大气造成污染还造成大量的热量浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种负载直连自适应调节的orc机组，从而解决现有技术中存在的前述问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种负载直连自适应调节的orc机组，包括控制器以及与控制器相连的orc膨胀发电机、冷凝器、工质泵、预热器和蒸发器；负载设备与所述orc膨胀发电机相连，所述orc膨胀发电机的工质出口经第一工质管道与所述冷凝器的工质入口相连，所述冷凝器的工质出口经第二工质管道与所述预热器的工质入口相连，所述第二工质管道上设置有工质泵，所述预热器的工质出口经第三工质管道与所述蒸发器的工质入口相连，所述蒸发器的工质出口分别经第四工质管道和热气旁通管与所述orc膨胀发电机的工质入口和所述冷凝器的工质入口相连，所述第四工质管道上设置有进气调节阀，所述热气旁通管上设置有热气旁通调节阀；
7.所述蒸发器的进热口连接有热源进口管，所述热源进口管上设置有热源进口调节阀；所述蒸发器的出热口与所述预热器的进热口相连，所述预热器的出热口连接有热源出口管，所述热源进口管经热源旁通管与所述热源出口管相连，所述热源旁通管上设置有热源旁通调节阀；
8.所述进气调节阀、热气旁通调节阀、热源进口调节阀和热源旁通调节阀均与所述控制器相连。
9.优选的，在热源进口管内热源流动的方向上，所述热源旁通管与所述热源进口管的连接点位于所述热源进口调节阀的上游。
10.优选的，所述负载设备为压缩机，所述压缩机的介质入口和介质出口上分别连接有工艺介质入口管和工艺介质出口管。
11.优选的，所述冷凝器为水冷冷凝器或蒸发冷冷凝器或空冷冷凝器。
12.本实用新型的有益效果是：1、orc机组与负载设备直连，减少配电系统、并网系统，
结构简单，投资小，降低投资同时回收余热能源，达到为企业创造经济效益及社会效益的目的。2、orc机组将工业余热机械能直接传递给负载，省去机械能到电能到机械能的两次转化，避免转化过程效率衰减，有更高的能源利用率。3、控制器能够实现对相关部件及阀门的高效稳定的自适应控制，保证机组稳定运行，工艺参数满足设计要求，达到无人值守的状态。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例中orc机组的原理结构图；
14.图2是本实用新型实施例中orc机组的结构示意图；
15.图3是本实用新型实施例中负载设备与orc膨胀发电机的直连示意图。
16.图中：1、orc膨胀发电机；2、负载设备；3、水冷冷凝器；4、工质泵；5、预热器；6、蒸发器；7、热源进口调节阀；8、热源旁通调节阀；9、进气调节阀；10、热气旁通调节阀。
具体实施方式
17.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
18.如图1和图2所示，本实施例中，提供了一种负载直连自适应调节的orc机组，包括控制器以及与控制器相连的orc膨胀发电机1、冷凝器、工质泵4、预热器5和蒸发器6；负载设备2与所述orc膨胀发电机1相连，所述orc膨胀发电机1的工质出口经第一工质管道与所述冷凝器的工质入口相连，所述冷凝器的工质出口经第二工质管道与所述预热器5的工质入口相连，所述第二工质管道上设置有工质泵4，所述预热器5的工质出口经第三工质管道与所述蒸发器6的工质入口相连，所述蒸发器6的工质出口分别经第四工质管道和热气旁通管与所述orc膨胀发电机1的工质入口和所述冷凝器的工质入口相连，所述第四工质管道上设置有进气调节阀9，所述热气旁通管上设置有热气旁通调节阀10；
19.所述蒸发器6的进热口连接有热源进口管，所述热源进口管上设置有热源进口调节阀7；所述蒸发器6的出热口与所述预热器5的进热口相连，所述预热器5的出热口连接有热源出口管，所述热源进口管经热源旁通管与所述热源出口管相连，所述热源旁通管上设置有热源旁通调节阀8；
20.所述进气调节阀9、热气旁通调节阀10、热源进口调节阀7和热源旁通调节阀8均与所述控制器相连。
21.本实施例中，在热源进口管内热源流动的方向上，所述热源旁通管与所述热源进口管的连接点位于所述热源进口调节阀7的上游。
22.本实施例中，参见附图3，所述负载设备2为压缩机，所述压缩机的介质入口和介质出口上分别连接有工艺介质入口管和工艺介质出口管。
23.本实施例中，冷凝器为水冷冷凝器3或蒸发冷冷凝器或空冷冷凝器。具体可以根据实际情况进行选择，以便更好的满足实际需求。如图1所示，冷凝器采用水冷冷凝器3，水冷冷凝器3的进水口和出水口上分别连接有冷却水进口管和冷却水出口管。
24.本实施例中，orc机组的工作原理为：高温热源通过热源进口管，在进口调节阀的
控制下，逐渐进入蒸发器6、换热器，将热量传递给有机工质，有机工质吸收热量蒸发同时蒸发压力(pic101)上升，有机工质吸热过程中，热源进口调节阀7与热源旁通调节阀8根据蒸发压力(pic101)进行流量控制；控制逻辑为当蒸发压力(pic101)低于设定，先打开热源进口调节阀7，热源进口调节阀7全开后逐步关闭热源旁通调节阀8，当蒸发压力(pic101)高于设定值，则先打开热源旁通调节阀8，热源旁通调节阀8全开后，逐步关闭热源进口调节阀7，热源温度降低后通过热源出口管离开机组。
25.同时控制程序根据蒸发压力(pic101)判断，当蒸发压力(pic101)达到内循环设定值，开启工质泵4并完全打开热气旁通调节阀10，有机工质先后经过换热器和蒸发器6，并通过热气旁通调节阀10进入冷凝器冷凝，冷凝后液态有机工质返回至工质泵4，再次进入内循环。
26.机组内循环正常后，orc膨胀发电机1与负载设备2的润滑油路系统启动，启动正常且延时时间到之后，进气调节阀9逐步打开，orc膨胀发电机1及负载设备2开始转动，转速(sic101)开始上升，负载设备2开始对工艺介质对外做功，当负载设备2到达额定转速时，工艺介质参数满足工艺需求，此时进气调节阀9与热气旁通调节阀10根据控制器采集转速等参数后，经过分析、鉴别、计算后进行调节；控制逻辑为转速(sic101)低于设定时，先打开进气调节阀9，进气调节阀9全开，然后逐步关闭热气旁通调节阀10，当转速(sic101)高于设定值，则先开热气旁通调节阀10，热气旁通调节阀10全开后，逐步关闭进气调节阀9。
27.通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
28.本实用新型提供了一种负载直连自适应调节的orc机组，orc机组与负载设备直连，减少配电系统、并网系统，结构简单，投资小，降低投资同时回收余热能源，达到为企业创造经济效益及社会效益的目的。orc机组将工业余热机械能直接传递给负载，省去机械能到电能到机械能的两次转化，避免转化过程效率衰减，有更高的能源利用率。控制器能够实现对相关部件及阀门的高效稳定的自适应控制，保证机组稳定运行，工艺参数满足设计要求，达到无人值守的状态。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。