發(fā)布時間：2017-11-30 18:22

  本文關(guān)鍵詞：螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真研究

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【摘要】：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(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)�、太陽能等可再生資源吸引了對中低溫發(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)的重要研究內(nèi)容,對提高余熱回收利用率有深遠(yuǎn)的意義。本文從電動、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)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,本文建立了電動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)、傳動機(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,做出了較大簡化以方便用于機(jī)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(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),建立了其簡化熱力計(jì)算模型及示功圖,提出在不同工況下的熱力計(jì)算方法。并針對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(jìn)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(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。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(jī)等仿真計(jì)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(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)擾動等具體參數(shù)的變化對機(jī)組動態(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)的動態(tài)響應(yīng)性能是正相關(guān)的;等百分比閥門相對更優(yōu)。最后,展開熱源參數(shù)擾動對機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的影響分析。結(jié)果表明,熱源參數(shù)的波動會引起螺桿膨脹機(jī)輸出功率的變化,導(dǎo)致仿真模型參數(shù)的不同,但電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠很好地適應(yīng),保證了控制效果。額定輸出功率更大的機(jī)組會降低控制的難度。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM31

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本文編號：1240088