[发明专利]液位自动调节的ORC发电装置及其调节方法

说明书

本发明公开了一种液位自动调节的ORC发电装置，包括通过主管道顺次连接的蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵；所述蒸发器与外部的热源相连接，所述蒸发器上安装有蒸发器液位计；在所述蒸发器与工质泵之间设置有主路调节阀；在所述膨胀机的输出端与工质泵的输出端之间设置有旁路管道，在所述旁路管道上设置有旁路调节阀；在所述膨胀机上连接有动力单元。本发明所述的液位自动调节的ORC发电装置，在正常起机、运行、停机过程中，当热源参数波动范围较小时，液位偏离信号都会及时反馈给工质泵出口的主路调节阀和旁路调节阀，通过主路调节阀和旁路调节阀自动动作，使液位值回归设定值，保障ORC发电装置内部循环稳定。

技术领域

本发明属于有机朗肯循环发电技术领域，具体涉及一种液位自动调节的ORC发电装置及调节方法。

背景技术

有机朗肯循环(ORC)发电技术在工业余热、太阳能、地热等余热利用行业中应用越来越广泛，单机容量从几十千瓦到几兆瓦不等。目前在工业余热利用领域中，发电技术是比较合理的利用方案，由于其自身冷凝压力高、显/潜热比大、采用干性工质等特点，相比于传统水蒸汽朗肯循环，其在低温发电领域具有系统简单、热利用率高的特点。

工业余热因其工作特性，必然受到上游设备运行工况的影响，因此会处于不断的波动状态，这就要求有机朗肯循环(ORC)发电机组的运行控制尽量简单，并且能自动的适应余热的参数变化，不需人工主动介入控制，目前常用的有机朗肯循环(ORC)发电机组的自动控制方法是液位调节加转速调节的方式来进行(参见CN201710611225.4)，但是这种自动调节方式有需要经常不断地调节工质泵的转速，大大的降低了工质泵的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液位自动调节的ORC发电装置及其调节方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液位自动调节的ORC发电装置，包括通过主管道顺次连接的蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵；

所述蒸发器与外部的热源相连接，所述蒸发器上安装有蒸发器液位计；

在所述蒸发器与工质泵之间设置有主路调节阀；

在所述膨胀机的输出端与工质泵的输出端之间设置有旁路管道，在所述旁路管道上设置有旁路调节阀；

在所述膨胀机上连接有动力单元。

作为本实施例的优选，所述膨胀机采用透平式膨胀机。

作为本实施例的优选，所述工质泵为工频工质泵。

作为本实施例的优选，所述工质泵为变频工质泵。

作为本实施例的优选，所述膨胀机通过联轴器与动力单元联接。

本发明实施例还提供一种ORC发电装置的液位自动调节方法，包括以下步骤：

1)ORC发电装置正常起机过程：

首先工质泵出口旁路调节阀全开、启动工质泵，然后蒸发器热源进口调节阀逐渐打开，为维持蒸发器液位计液位值处设定值，自动增大工质泵出口主路调节阀开度，当主路调节阀全开后，自动减小旁路调节阀开度；

2)ORC发电装置正常运行过程：

当蒸发器热源参数波动时，为维持蒸发器液位计液位值处设定值，工质泵出口主路调节阀开度不变，液位值信号控制旁路调节阀(6)自动增大或减小开度；

3)ORC发电装置正常停机过程：

蒸发器热源进口调节阀逐渐关闭，为维持蒸发器液位计液位值处设定值，自动增大工质泵出口旁路调节阀开度，当旁路调节阀全开后，自动减小主路调节阀开度。直至调节阀关闭后，ORC发电装置停泵、停机。