本文關(guān)鍵詞：200kW級有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)建模仿真與控制系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：隨著我國環(huán)境問題以及能源問題的日益嚴峻。人們越來越重視低品位余熱資源的利用,有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)就是回收低品位熱能的有效技術(shù)途徑之一。與傳統(tǒng)的朗肯循環(huán)相比,有機朗肯循環(huán)在中低溫?zé)嵩聪掠懈叩男?并且還具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,投資小,利與環(huán)保等優(yōu)點。有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)是一個多參數(shù)耦合,且非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)對200kW級有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)工作原理分析,利用傳熱學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等原理,對有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備蒸發(fā)器、冷凝器、有機工質(zhì)汽輪機以及工質(zhì)泵分別建立了數(shù)學(xué)模型。采用分層建模的思想,在Simulink仿真平臺上,利用各主要設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,分別搭建了各自的動態(tài)仿真模型。并根據(jù)系統(tǒng)部件各參數(shù)之間的耦合關(guān)系,將各部件模型進行組合,從而構(gòu)建了有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的綜合仿真模型。以所建立有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型為基礎(chǔ),開展了ORC系統(tǒng)下蒸發(fā)器進口油溫和油量變化、工質(zhì)泵轉(zhuǎn)速變化、有機工質(zhì)汽輪機調(diào)節(jié)閥門開度變化等擾動下的的仿真實驗,并對系統(tǒng)各部件參數(shù)以及循環(huán)效率的動態(tài)過程進行分析。在對有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真的基礎(chǔ)上,針對系統(tǒng)中的蒸發(fā)器子系統(tǒng)以及有機工質(zhì)汽輪機子系統(tǒng)的擾動進行進一步的仿真分析,從而提出了利用控制導(dǎo)熱油流量控制蒸發(fā)器出口溫度、利用調(diào)節(jié)閥門開度控制有機工質(zhì)汽輪機輸出功率與轉(zhuǎn)速的控制策略。并在Simulink平臺下,搭建了各控制系統(tǒng)的仿真模型,并進行了多種仿真實驗:通過控制器參數(shù)整定試驗,獲得了各個控制器控制參數(shù);通過各種擾動下,控制系統(tǒng)的仿真實驗,對所設(shè)計的蒸發(fā)器控制系統(tǒng)以及有機工質(zhì)汽輪機控制系統(tǒng)控制效果進行驗證。
【關(guān)鍵詞】：有機朗肯循環(huán) 建模 動態(tài)仿真 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM617
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 課題研究內(nèi)容13-15
• 2 有機朗肯循環(huán)動態(tài)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型15-31
• 2.1 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)介紹15-17
• 2.2 有機工質(zhì)汽輪機數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.3 蒸發(fā)器數(shù)學(xué)模型19-26
• 2.4 冷凝器數(shù)學(xué)模型26-29
• 2.5 工質(zhì)泵數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 3 基于Simulink的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)動態(tài)性能仿真31-51
• 3.1 Simulink簡介31-32
• 3.2 Simulink中有機朗肯循環(huán)動態(tài)仿真模型的實現(xiàn)32-40
• 3.3 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)動態(tài)仿真結(jié)果及分析40-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 4 有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)控制策略建立及動態(tài)仿真51-68
• 4.1 PID簡介51-52
• 4.2 蒸發(fā)器出.溫度控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真52-57
• 4.3 有機工質(zhì)汽輪機控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真57-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 5 總結(jié)與展望68-71
• 5.1 全文總結(jié)68-69
• 5.2 未來展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-77
• 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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本文編號：608512