ORC余热利用过程过热度控制

发布时间：2017-12-28 09:19

  本文关键词：ORC余热利用过程过热度控制　出处：《华北电力大学(北京)》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 有机朗肯循环 余热利用 广义预测控制 过热度

【摘要】：随着世界各国对能源与环境关注的不断增加,节能减排已经逐渐被各个国家的政府提上了日程。为了减少能源消耗,减少燃料废气的排放,净化大气环境,保证人类社会的可持续发展,工业余热的回收和利用逐渐成为各个国家的研究热门。而基于有机朗肯循环的余热利用系统能够很好的将工业余热能源转化为电能和其他形式的机械能。故本文以提高余热利用系统热效率为目的,开展了对ORC余热利用系统的研究。本文对国内外余热利用相关领域进行了充分的调研,立足于有机朗肯循环余热利用系统,结合实际的状况,选择了有机工质R245fa为有机朗肯循环的工质对ORC余热利用系统展开研究。ORC余热利用系统主要由蒸发器、工质泵、冷凝器以及膨胀机等部件组成。本文通过对有机朗肯循环中应用到的热力学定律的研究,确定了ORC余热利用过程过热度的控制策略,建立了蒸发器模型以及过热度控制系统。该控制系统采用了串级控制,其内环为异步电机矢量控制系统,其主要用于调节工质泵的转速。其内环部分可以看做过热度控制系统的执行机构,过热度控制系统的外环控制器为基于广义预测控制算法设计的控制器,其预测模型通过在线辨识获得。本文在MATLAB/Simulink软件环境下对异步电机控制系统以及过热度控制系统进行了仿真研究。通过仿真验证了ORC余热利用过程过热度控制系统的可行性。
[Abstract]:With the increasing attention to energy and environment all over the world, energy saving and emission reduction has gradually been put on the agenda by the governments of various countries. In order to reduce energy consumption, reduce fuel and exhaust emissions, purify the atmospheric environment and ensure the sustainable development of human society, the recovery and utilization of industrial waste heat has gradually become a research hotspot in various countries. Based on the organic Rankine cycle waste heat utilization system can be very good to the industrial waste heat energy into electrical energy and other forms of mechanical energy. Therefore, in order to improve the thermal efficiency of the waste heat utilization system, the research on the ORC waste heat utilization system has been carried out. This paper on waste heat utilization at home and abroad related fields to carry out a full investigation, based on the organic Rankine cycle waste heat utilization system, combined with the actual situation, the choice of organic refrigerant R245fa research on ORC system of utilization of waste heat as the working fluid of the organic Rankine cycle. The ORC waste heat utilization system is mainly composed of evaporator, refrigerant pump, condenser and expander and other components. Based on the research of the laws of thermodynamics to the application of organic Rankine cycle in a certain control strategy, ORC process of waste heat utilization of superheat, established the evaporator superheat control system and model. The control system adopts cascade control, and its inner ring is asynchronous motor vector control system, which is mainly used to adjust the speed of the working pump. The inner loop can be regarded as the executing mechanism of the heat control system. The outer loop controller of the over heat control system is a controller based on generalized predictive control algorithm, and its prediction model is obtained through online identification. In this paper, the simulation of asynchronous motor control system and overheat control system is carried out in the MATLAB/Simulink software environment. The feasibility of the overheat control system for the ORC waste heat utilization process is verified by simulation.
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK115

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本文编号：1345458