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多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組及其發(fā)電方法與流程

文檔序號:12351491閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其特征在于,包括:膨脹發(fā)電機(jī)(1)、蒸發(fā)器(2)、工質(zhì)泵(3)和冷凝器(4);

其中,所述蒸發(fā)器(2)的水側(cè)進(jìn)口與余熱供給管道連通,所述蒸發(fā)器(2)的水側(cè)出口與余熱回水管道連通;所述蒸發(fā)器(2)的工質(zhì)側(cè)排蒸汽口與所述膨脹發(fā)電機(jī)(1)的進(jìn)蒸汽口連通;所述膨脹發(fā)電機(jī)(1)的排蒸汽口與所述冷凝器(4)的工質(zhì)側(cè)進(jìn)蒸汽口連通;所述冷凝器(4)的工質(zhì)側(cè)排液口通過所述工質(zhì)泵(3)循環(huán)連接到所述蒸發(fā)器(2)的工質(zhì)側(cè)進(jìn)液口;

其中,所述膨脹發(fā)電機(jī)(1)包括n個發(fā)電機(jī)、減速器(7)和膨脹機(jī)(8);n個所述發(fā)電機(jī)均通過所述減速器(7)與所述膨脹機(jī)(8)連接;其中,n為自然數(shù),并且,n≥2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其特征在于,所述減速器(7)為減速齒輪組或變速箱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其特征在于,所述膨脹機(jī)(8)為渦輪膨脹機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其特征在于,所述渦輪膨脹機(jī)的渦輪軸一端固定渦輪葉輪,另一端與所述減速器(7)的輸入端連接,所述減速器(7)的輸出端安裝有獨(dú)立的n個聯(lián)軸器;每個聯(lián)軸器的另一端均直連獨(dú)立的1個所述發(fā)電機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其特征在于,n個所述發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量相同或不相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其特征在于,n個所述發(fā)電機(jī)可獨(dú)立控制是否啟用。

7.一種雙電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電方法,其特征在于,包括以下步驟:

步驟1,安裝膨脹發(fā)電機(jī)(1)、蒸發(fā)器(2)、工質(zhì)泵(3)和冷凝器(4);其中,所述蒸發(fā)器(2)的水側(cè)進(jìn)口與余熱供給管道連通,所述蒸發(fā)器(2)的水側(cè)出口與余熱回水管道連通;所述蒸發(fā)器(2)的工質(zhì)側(cè)排蒸汽口與所述膨脹發(fā)電機(jī)(1)的進(jìn)蒸汽口連通;所述膨脹發(fā)電機(jī)(1)的排蒸汽口與所述冷凝器(4)的工質(zhì)側(cè)進(jìn)蒸汽口連通;所述冷凝器(4)的工質(zhì)側(cè)排液口通過所述工質(zhì) 泵(3)循環(huán)連接到所述蒸發(fā)器(2)的工質(zhì)側(cè)進(jìn)液口;

其中,對于所述膨脹發(fā)電機(jī)(1),包括n個發(fā)電機(jī)、減速器(7)和膨脹機(jī)(8);n個所述發(fā)電機(jī)均通過所述減速器(7)與所述膨脹機(jī)(8)連接;其中,n為自然數(shù),并且,n≥2;

步驟2,控制器與n個發(fā)電機(jī)相連,并存儲每個發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量;

步驟3,在進(jìn)行有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電的過程中,從生產(chǎn)工藝排出的余熱介質(zhì),在蒸發(fā)器(2)中將有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)為具有一定壓力和溫度的蒸汽;蒸汽進(jìn)入膨脹發(fā)電機(jī)(1)進(jìn)行膨脹做功,從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電;從膨脹發(fā)電機(jī)(1)排出的蒸汽進(jìn)入冷凝器(4)中,被冷卻介質(zhì)冷凝為液態(tài),最后借助工質(zhì)泵(3)重新回到蒸發(fā)器(2),如此不斷循環(huán),實(shí)現(xiàn)對余熱的動力回收利用;

其中,蒸汽進(jìn)入膨脹發(fā)電機(jī)(1)進(jìn)行膨脹做功,從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,具體為:

控制器實(shí)時檢測當(dāng)前余熱介質(zhì)負(fù)荷值,同時以n個發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量作為輸入,基于預(yù)存儲的控制算法進(jìn)行運(yùn)算,得到與當(dāng)前余熱介質(zhì)負(fù)荷相匹配的最佳發(fā)電機(jī)組合;其中,該最佳發(fā)電機(jī)組合為所述n個發(fā)電機(jī)中的一個或兩個以上的任意組合;該最佳發(fā)電機(jī)組合在當(dāng)前余熱介質(zhì)負(fù)荷下,工作在高效工況區(qū);

然后,控制器對n個發(fā)電機(jī)的啟停狀態(tài)進(jìn)行控制,僅啟動所述最佳發(fā)電機(jī)組合所對應(yīng)的發(fā)電機(jī),停用其他發(fā)電機(jī);蒸汽進(jìn)入膨脹機(jī)(8),驅(qū)動膨脹機(jī)(8)的渦輪高速轉(zhuǎn)動,渦輪通過減速器(7)同時驅(qū)動最佳發(fā)電機(jī)組合所對應(yīng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行,向外輸出電力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙電機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電方法,其特征在于,當(dāng)n為2個時,將2個發(fā)電機(jī)分別記為第1發(fā)電機(jī)(5)和第2發(fā)電機(jī)(6),并且,設(shè)第1發(fā)電機(jī)(5)的裝機(jī)容量大于第2發(fā)電機(jī)(6)的裝機(jī)容量;

所述控制算法為:

當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷較大時,使有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量大于第1發(fā)電機(jī)(5)的裝機(jī)容量時,此時同時啟動第1發(fā)電機(jī)(5)和第2發(fā)電機(jī)(6),使第1發(fā)電機(jī)(5)和第2發(fā)電機(jī)(6)同時運(yùn)行;

當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷減小,使有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量小于第1發(fā)電機(jī)(5) 的裝機(jī)容量,但大于第2發(fā)電機(jī)(6)的裝機(jī)容量時,僅啟動第1發(fā)電機(jī)(5),使第1發(fā)電機(jī)(5)正常運(yùn)行,同時關(guān)閉第2發(fā)電機(jī)(6);

當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)一步減小,使有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量小于第2發(fā)電機(jī)(6)的裝機(jī)容量時,關(guān)閉第1發(fā)電機(jī)(5),僅啟動第2發(fā)電機(jī)(6),使第2發(fā)電機(jī)(6)正常運(yùn)行。

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