一种低温余热低压异步发电并网系统的制作方法

1.本实用新型涉及大数据分析处理低温发电技术领域，尤其涉及一种低温余热低压异步发电并网系统。


背景技术：

2.在中低温热能利用领域，有机朗肯循环低温余热发电机组凭借简单的结构、可靠的性能和易于维护等特点，被认为是一种切实可行的热电转换技术。一些小型工厂没有高压系统，采用高压发电机组改造难度大、投资高。对于小容量发电机组更适合采用低压机组，而采用低压同步发电机组，需要复杂的同期装置、励磁装置和调速装置，投资高的同时也对工厂运维人员提出了更高的要求，应用效果不佳。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种低温余热低压异步发电并网系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种低温余热低压异步发电并网系统，包括控制器以及与控制器相连的余热回收单元、低压异步发电机和低压并网单元；所述低压并网单元包括与控制器相连的用户低压母线、断路器、电容补偿装置、软启动器和接触器；所述余热回收单元与所述低压异步发电机相连，所述低压异步发电机与所述软启动器和所述接触器相连，所述软启动器和所述接触器均与所述断路器相连，所述断路器与所述用户低压母线相连，所述断路器与所述用户低压母线之间接入有电容补偿装置。
6.优选的，所述余热回收单元包括与控制器相连的涡轮机、换热组件、冷凝器、工质泵和主路调节阀；所述低压异步发电机与所述涡轮机相连，所述涡轮机经第一工质管道与所述冷凝器相连，所述冷凝器经第二工质管道与所述换热组件相连，所述换热组件经第三工质管道与所述涡轮机相连；所述第二工质管道上设置有工质泵，所述换热组件经第四工质管道与所述冷凝器相连，所述第四工质管道上设置有与所述控制器相连的旁通阀。
7.优选的，所述第一工质管道上设置有与所述控制器相连的排气阀。
8.优选的，所述第三工质管道上设置有与所述控制器相连的进气阀。
9.优选的，所述换热组件包括与所述控制器相连的预热器和蒸发器，所述预热器经第五工质管道与所述蒸发器相连；所述预热器与第二工质管道相连，所述蒸发器与所述第三工质管道和所述第四工质管道相连。
10.本实用新型的有益效果是：1、系统能够为小型工厂的低温余热提供合适的低压异步发电并网装置，匹配仅有的低压系统，节省投资成本。同时，采用异步发电方案，并网装置简单、易于操作，可降低工厂运维人员技能要求，节省人工成本。2、系统采用低压软并网方案，可将发电机平滑地并入电网，减少对电网的冲击。同时，配置电容补偿装置，可为低压异步发电机提供维持磁场所需的无功功率。
附图说明
11.图1是本实用新型实施例中系统的结构示意图。
12.图中：1、蒸发器；2、预热器；3、工质泵；4、冷凝器；5、旁通阀；6、进气阀；7、涡轮机；8、低压异步发电机；9、排气阀；10、用户低压母线；11、断路器；12、电容补偿装置；13、软启动器；14、接触器。
具体实施方式
13.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。
14.如图1所示，本实施例中，提供了一种低温余热低压异步发电并网系统，包括控制器以及与控制器相连的余热回收单元、低压异步发电机8和低压并网单元；所述低压并网单元包括与控制器相连的用户低压母线10、断路器11、电容补偿装置12、软启动器13和接触器14；所述余热回收单元与所述低压异步发电机8相连，所述低压异步发电机8与所述软启动器13和所述接触器14相连，所述软启动器13和所述接触器14均与所述断路器11相连，所述断路器11与所述用户低压母线10相连，所述断路器11与所述用户低压母线10之间接入有电容补偿装置12。
15.本实施例中，所述余热回收单元包括与控制器相连的涡轮机7、换热组件、冷凝器4、工质泵3和主路调节阀；所述低压异步发电机8与所述涡轮机7相连，所述涡轮机7经第一工质管道与所述冷凝器4相连，所述冷凝器4经第二工质管道与所述换热组件相连，所述换热组件经第三工质管道与所述涡轮机7相连；所述第二工质管道上设置有工质泵3，所述换热组件经第四工质管道与所述冷凝器4相连，所述第四工质管道上设置有与所述控制器相连的旁通阀5。
16.本实施例中，所述第一工质管道上设置有与所述控制器相连的排气阀9。所述第三工质管道上设置有与所述控制器相连的进气阀6。
17.本实施例中，所述换热组件包括与所述控制器相连的预热器2和蒸发器1，所述预热器2经第五工质管道与所述蒸发器1相连；所述预热器2与第二工质管道相连，所述蒸发器1与所述第三工质管道和所述第四工质管道相连。
18.本实施例中，换热组件上连接有余热进气管和余热出气管，工厂热源经余热进气管进入换热组件中为其内部的液态有机工质加热使其变为气态，放热降温后的工厂热源经余热出气管排出换热组件。具体的，在蒸发器1上连接有余热进气管，蒸发器1与预热器2之间连接有气流管道，预热器2上连接余热出气管。
19.本实施例中，余热回收单元的工作过程为：工厂的低温热源依次进入蒸发器1、预热器2之后送出。冷凝器4中的液态有机工质经过工质泵3升压输送至预热器2、蒸发器1，与热源完成换热。液态工质在蒸发器1中被加热后变为气态工质，经过进气阀6进入涡轮机7，拖动涡轮机7旋转，完成热能和机械能的转换。做完功的气态工质经过排气阀9回到冷凝器4，被冷却至液态，进入下一循环过程。
20.低压异步发电机8与涡轮机7相连，涡轮机7被拖动旋转后，带低压异步发电机8一起旋转。低压并网单元负责将低压异步发电机8并入电网。在低压异步发电机8开机前，先闭
合断路器11，连通用户低压母线10，电容补偿装置12自动投入运行；进入开机流程后，逐渐引入热源至蒸发器1，暖机结束后逐步开启涡轮机7和进气阀6，涡轮机7和低压异步发电机8被拖动旋转，当检测到低压异步发电机8转速接近额定转速时，控制器发出合闸并网指令，启动软启动器13，软启动完毕后切旁路接触器14，当低压异步发电机8转速被拖动至超过同步转速后，低压异步发电机8向用户低压母线10输送电能。
21.本实施例中，系统的工作过程如下：
22.液态有机工质储存于冷凝器4中，经工质泵3升压送入预热器2、蒸发器1，与流经预热器2和蒸发器1的工厂热源进行换热，加热后变为蒸气的工质经过旁通阀5回到冷凝器4，冷却后变为液态工质，继续下一循环，此过程为内循环暖机过程。
23.内循环暖机结束后，闭合断路器11，开启排气阀9，同时逐步打开进气阀6、关闭旁通阀5，使工质蒸气进入涡轮机7，高温高压的蒸气拖动涡轮机7及低压异步发电机8旋转，待低压异步发电机8被拖动至接近额定转速后，启动软启动器13，将低压异步发电机8并入用户低压母线10，此时电容补偿装置12投入运行，在低压异步发电机8的定子气隙中建立交变磁场，低压异步发电机8被拖动至额定转速后，关闭软启动器13，闭合接触器14，随着进气阀6逐步开启，低压异步发电机8转速逐步超过同步转速，进气阀6全开后，低压异步发电机8达到最佳发电状态。
24.本实施例中，系统采用可编程逻辑的控制器实现自动化控制，以上涉及的部件的控制指令均由控制器发出。
25.本实施例中，系统由余热回收单元、低压异步发电机8和低压并网单元组成。余热回收单元负责将工厂余热中的热能转换为机械能，低压异步发电机8负责将机械能转化为低压电能，低压并网单元负责将低压电能并入用户低压系统。
26.针对有些小型工厂，其低温余热资源丰富，但没有高压系统，不具备高压并网条件，而且工厂的运维人员数量和技能配置不高，采用本实用新型的一种低温余热低压异步发电并网系统，可以回收余热进行发电，节省了工厂总用电量，同时投资成本和人工成本较低，也不会对原有电网系统造成不利影响。
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低温余热低压异步发电并网系统，系统能够为小型工厂的低温余热提供合适的低压异步发电并网装置，匹配仅有的低压系统，节省投资成本。同时，采用异步发电方案，并网装置简单、易于操作，可降低工厂运维人员技能要求，节省人工成本。系统采用低压软并网方案，可将发电机平滑地并入电网，减少对电网的冲击。同时，配置电容补偿装置，可为低压异步发电机提供维持磁场所需的无功功率。
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。