螺桿膨脹發(fā)電機組電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、我國單位GDP能耗超過國際平均水平的2.2倍，能源形勢不容樂觀。節(jié)能減排是當今重要的主題，工業(yè)中常見的低溫余熱余壓資源以及地熱、太陽能等可再生資源吸引了對中低溫發(fā)電技術空前的關注和研究。螺桿膨脹機具有內(nèi)效率較高、可靠性好、自潔、環(huán)境友好等優(yōu)點，是中低溫余熱發(fā)電理想的動力機。變工況性能分析以及機組轉(zhuǎn)速控制是螺桿膨脹機的重要研究內(nèi)容，對提高余熱回收利用率有深遠的意義。本文從電動、電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學建模、螺桿膨脹機變工況模型以及調(diào)速系統(tǒng)性能參數(shù)

2、變化的影響等方面展開研究，力求為實際應用提供理論指導與支持。
　　首先，本文建立了電動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的步進電機、傳動機構等部件以及電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比例方向閥、油動機等部件的數(shù)學模型；并據(jù)此建立了兩種調(diào)節(jié)系統(tǒng)較準確的仿真模型，做出了較大簡化以方便用于機組仿真中；同時，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能作比較，結(jié)果表明電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的快速性和準確性都有較明顯的優(yōu)越性。
　　其次，根據(jù)螺桿膨脹機的工作特點，建立了其簡化熱力計算模型及示功圖，提出在不同工況下的

3、熱力計算方法。并針對ORC以及全流系統(tǒng)進行了案例分析：以R123為工質(zhì)，采用螺桿膨脹機ORC系統(tǒng)回收華北油田采油伴生熱液，篩選了變工況的主要影響因素，對比其凈功率、熱效率及火用損失。結(jié)果表明：過熱蒸氣有利于單位工質(zhì)輸出功率的提高，但卻會引起系統(tǒng)凈輸出功率的下降；冷卻水進口溫度的影響最大，夏季溫度較高時將會使得系統(tǒng)輸出功率嚴重偏離額定情況，而保證冷凝器的冷凝效果是有效的改善方案；熱源溫度的影響要大于流量的。全流方案的結(jié)論與此基本一致。

4、r>　　然后，利用上述已建立的電液、電動調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及螺桿膨脹機等仿真計算模型，在Matlab/simulink中搭建仿真平臺，分析電液、電動調(diào)節(jié)對孤網(wǎng)運行發(fā)電機組的突加、甩負荷轉(zhuǎn)速響應的影響。進一步地，分析閥門的不同流量特性及響應速度、熱源參數(shù)擾動等具體參數(shù)的變化對機組動態(tài)響應的影響。結(jié)果表明，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于發(fā)電機組的控制效果更優(yōu)；閥門開啟的響應速度與系統(tǒng)的動態(tài)響應性能是正相關的；等百分比閥門相對更優(yōu)。
　　最后，展開熱源參數(shù)擾