螺杆膨胀发电机组电液调节系统仿真研究

发布时间：2017-11-30 18:22

  本文关键词：螺杆膨胀发电机组电液调节系统仿真研究

  更多相关文章： 螺杆膨胀机 电液调节 电动调节 有机朗肯循环 全流方案

【摘要】：我国单位GDP能耗超过国际平均水平的2.2倍,能源形势不容乐观。节能减排是当今重要的主题,工业中常见的低温余热余压资源以及地热、太阳能等可再生资源吸引了对中低温发电技术空前的关注和研究。螺杆膨胀机具有内效率较高、可靠性好、自洁、环境友好等优点,是中低温余热发电理想的动力机。变工况性能分析以及机组转速控制是螺杆膨胀机的重要研究内容,对提高余热回收利用率有深远的意义。本文从电动、电液调节系统数学建模、螺杆膨胀机变工况模型以及调速系统性能参数变化的影响等方面展开研究,力求为实际应用提供理论指导与支持。首先,本文建立了电动调节系统的步进电机、传动机构等部件以及电液调节系统的比例方向阀、油动机等部件的数学模型;并据此建立了两种调节系统较准确的仿真模型,做出了较大简化以方便用于机组仿真中;同时,对调节系统的性能作比较,结果表明电液调节系统的快速性和准确性都有较明显的优越性。其次,根据螺杆膨胀机的工作特点,建立了其简化热力计算模型及示功图,提出在不同工况下的热力计算方法。并针对ORC以及全流系统进行了案例分析:以R123为工质,采用螺杆膨胀机ORC系统回收华北油田采油伴生热液,筛选了变工况的主要影响因素,对比其净功率、热效率及火用损失。结果表明:过热蒸气有利于单位工质输出功率的提高,但却会引起系统净输出功率的下降;冷却水进口温度的影响最大,夏季温度较高时将会使得系统输出功率严重偏离额定情况,而保证冷凝器的冷凝效果是有效的改善方案;热源温度的影响要大于流量的。全流方案的结论与此基本一致。然后,利用上述已建立的电液、电动调节系统以及螺杆膨胀机等仿真计算模型,在Matlab/simulink中搭建仿真平台,分析电液、电动调节对孤网运行发电机组的突加、甩负荷转速响应的影响。进一步地,分析阀门的不同流量特性及响应速度、热源参数扰动等具体参数的变化对机组动态响应的影响。结果表明,电液调节系统用于发电机组的控制效果更优;阀门开启的响应速度与系统的动态响应性能是正相关的;等百分比阀门相对更优。最后,展开热源参数扰动对机组稳定运行的影响分析。结果表明,热源参数的波动会引起螺杆膨胀机输出功率的变化,导致仿真模型参数的不同,但电液调节系统能够很好地适应,保证了控制效果。额定输出功率更大的机组会降低控制的难度。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM31

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡亮光,庞风彪,王之安,范文伯,吕灿仁;中低温能源全流发电螺杆膨胀机的性能及实验研究[J];工程热物理学报;1989年04期

2 郑娱泉;螺杆膨胀机的研究[J];四川工业学院学报;1991年Z1期

3 陈建和,葛洪;汽液全流螺杆膨胀机发电新技术应用[J];节能;2000年06期

4 王伟;吴玉庭;马重芳;刘林顶;;单螺杆膨胀机的初步试验研究[J];太阳能;2009年03期

5 孙石;李文姬;;螺杆膨胀机在煤气化余热回收中的应用[J];节能技术;2011年01期

6 李汉炎，李学锋，毛润治，胡亮光;小型太阳能热动力用螺杆膨胀机[J];太阳能学报;1994年04期

7 李学锋;赵峰;胡亮光;吕灿仁;;地热能螺杆膨胀机——汽轮机复合动力系统[J];天津电力技术;1994年04期

8 王维;螺杆膨胀机内体积膨胀过程与结构参数的关系[J];天津城市建设学院学报;1995年02期

9 王维;汽液两相螺杆膨胀机特性实验研究及实验装置[J];天津城市建设学院学报;1995年03期

10 杨金焕,夏葵,姚艳霞,朱朝辉,陈纯正;两相螺杆膨胀机的发展及其在制冷系统中的应用[J];制冷;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 胡达;胡亮光;邓金云;黄云;邓志强;;螺杆膨胀机技术在油田地热领域实现油电联产的应用[A];中国地热能：成就与展望——李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会论文集[C];2010年

2 李驰;余岳峰;;螺杆膨胀机余热发电系统变工况优化计算与设计[A];2012电站自动化信息化学术和技术交流会议论文集[C];2012年

3 鲍文龙;余岳峰;;低温有机工质双循环发电控制系统建模与仿真研究[A];智能化电站技术发展研讨暨电站自动化2013年会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 本报记者 孔凡涛;螺杆膨胀机挽回能源损失[N];中国化工报;2011年

2 记者 姜小毛;螺杆膨胀机余热发电技术获推广[N];中国化工报;2011年

3 本报记者 金国军;江西华电力推低温余热发电技术[N];中国工业报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 穆永超;低温热源螺杆发电系统理论分析与实验研究[D];天津大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 任超峰;单螺杆膨胀机性能的实验研究[D];北京工业大学;2015年

2 刘一荻;单螺杆膨胀机输出扭距的理论分析及其性能评价指标的研究探索[D];北京工业大学;2015年

3 梅亦蕾;螺杆膨胀发电机组建模及其在风电功率补偿中的仿真应用[D];重庆大学;2015年

4 梁任;螺杆膨胀发电机组电液调节系统仿真研究[D];上海交通大学;2015年

5 曹滨斌;螺杆膨胀机余热回收系统分析[D];天津大学;2007年

6 王心悦;全流式螺杆膨胀机气液两相热力特性研究[D];上海交通大学;2014年

7 黄翔超;有机工质双循环螺杆膨胀机系统研究[D];天津大学;2006年

8 杨晓晨;低品位余热的有机朗肯循环发电系统的实验分析与优化设计[D];天津大学;2012年

9 古广磊;低温双循环有机工质螺杆膨胀机发电系统实验研究[D];天津大学;2014年

，

本文编号：1240088