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

1、我國(guó)單位GDP能耗超過(guò)國(guó)際平均水平的2.2倍，能源形勢(shì)不容樂(lè)觀。節(jié)能減排是當(dāng)今重要的主題，工業(yè)中常見的低溫余熱余壓資源以及地?zé)?、太?yáng)能等可再生資源吸引了對(duì)中低溫發(fā)電技術(shù)空前的關(guān)注和研究。螺桿膨脹機(jī)具有內(nèi)效率較高、可靠性好、自潔、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是中低溫余熱發(fā)電理想的動(dòng)力機(jī)。變工況性能分析以及機(jī)組轉(zhuǎn)速控制是螺桿膨脹機(jī)的重要研究?jī)?nèi)容，對(duì)提高余熱回收利用率有深遠(yuǎn)的意義。本文從電動(dòng)、電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模、螺桿膨脹機(jī)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(shí)際應(yīng)用提供理論指導(dǎo)與支持。
　　首先，本文建立了電動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件以及電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比例方向閥、油動(dòng)機(jī)等部件的數(shù)學(xué)模型；并據(jù)此建立了兩種調(diào)節(jié)系統(tǒng)較準(zhǔn)確的仿真模型，做出了較大簡(jiǎn)化以方便用于機(jī)組仿真中；同時(shí)，對(duì)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(zhǔn)確性都有較明顯的優(yōu)越性。
　　其次，根據(jù)螺桿膨脹機(jī)的工作特點(diǎn)，建立了其簡(jiǎn)化熱力計(jì)算模型及示功圖，提出在不同工況下的

3、熱力計(jì)算方法。并針對(duì)ORC以及全流系統(tǒng)進(jìn)行了案例分析：以R123為工質(zhì)，采用螺桿膨脹機(jī)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(duì)比其凈功率、熱效率及火用損失。結(jié)果表明：過(guò)熱蒸氣有利于單位工質(zhì)輸出功率的提高，但卻會(huì)引起系統(tǒng)凈輸出功率的下降；冷卻水進(jìn)口溫度的影響最大，夏季溫度較高時(shí)將會(huì)使得系統(tǒng)輸出功率嚴(yán)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(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及螺桿膨脹機(jī)等仿真計(jì)算模型，在Matlab/simulink中搭建仿真平臺(tái)，分析電液、電動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)孤網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的突加、甩負(fù)荷轉(zhuǎn)速響應(yīng)的影響。進(jìn)一步地，分析閥門的不同流量特性及響應(yīng)速度、熱源參數(shù)擾動(dòng)等具體參數(shù)的變化對(duì)機(jī)組動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于發(fā)電機(jī)組的控制效果更優(yōu)；閥門開啟的響應(yīng)速度與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是正相關(guān)的；等百分比閥門相對(duì)更優(yōu)。
　　最后，展開熱源參數(shù)擾