一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统论文和设计-文贤馗

全文摘要

本实用新型公开了一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，包括高压储气罐、进气电动主气门、调节阀一、调节阀二、喷气射流装置、四级膨胀机和发电机，高压储气罐的出口管道上依次安装有进气电动主气门、调节阀一、喷气射流装置和调节阀二；调节阀二连接到四级膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，四级膨胀机的出口管道分为支路一和支路二，支路一管道连接到喷气射流装置的吸气口，支路一管道上安装有电动阀门一，支路二管道连接到大气中，支路二管道上安装有电动阀门二。本实用新型实现膨胀发电机发电启动时的参数要求与压缩空气储能系统参数特性的解耦，提高启动控制精度和有利于启动中的机组膨胀。

主设计要求

1.一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，其特征在于：包括高压储气罐（1）、进气电动主气门（2）、调节阀一（3）、调节阀二（4）、喷气射流装置（5）、四级膨胀机（6）和发电机（7），高压储气罐（1）的出口管道上依次安装有进气电动主气门（2）、调节阀一（3）、喷气射流装置（5）和调节阀二（4）；调节阀二（4）连接到四级膨胀机（6），发电机（7）与膨胀机（6）通过传动轴相连，四级膨胀机（6）的出口管道分为支路一（10）和支路二（11），支路一（10）管道连接到喷气射流装置（5）的吸气口，支路一（10）管道上安装有电动阀门一（8），支路二（11）管道连接到大气中，支路二（11）管道上安装有电动阀门二（9）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，其特征在于：喷气射流装置（5）包括工作喷嘴（501）、混合室（502）、喉管（503）、扩压管（504）和稳压管（505），工作喷嘴（501）安装在混合室（502）左端，混合室（502）右端设置有喉管（503）和下端设置有与支路一（10）连通的吸气口，喉管（503）右端设置有左小右大的扩压管（504），扩压管（504）右端连接有直筒的稳压管（505）。

3.根据权利要求1所述的一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，其特征在于：喷气射流装置（5）吸气口处设置有80-200目的金属过滤网（506）。

4.根据权利要求1所述的一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，其特征在于：喷气射流装置（5）吸气口处设置有入口扑板式逆止阀（507）。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于膨胀发电机控制设备技术领域，具体涉及一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统。

背景技术

压缩空气储能是在电网电量过剩时，启动压缩空气储能过程，消耗电能驱动压缩机运行，空气经多级压缩后进入压缩空气储气罐；电网电量紧缺时，启动膨胀机发电过程：储气罐内的高压空气进入膨胀机进行多级膨胀，驱动膨胀机旋转，驱动发电机发电。

膨胀发电机启动发电分为两个过程，首先是启动冲转过程，膨胀发电机从静止状态达到额定转速后，进入带负荷发电过程，需要进气参数由较低慢慢提升，提高启动控制精度和有利于启动中机组的膨胀。而在压缩空气储能发电运行中储气罐压力是一个逐渐降低过程，启动前储气罐压力为最大，与膨胀发电机发电启动时的参数要求相矛盾。因此需要一种技术，实现膨胀发电机发电启动时的要求与压缩空气储能系统压力特性的解耦，实现膨胀发电机的分阶段启动控制。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：提供一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，包括高压储气罐、进气电动主气门、调节阀一、调节阀二、喷气射流装置、四级膨胀机和发电机，高压储气罐的出口管道上依次安装有进气电动主气门、调节阀一、喷气射流装置和调节阀二；调节阀二连接到四级膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，四级膨胀机的出口管道分为支路一和支路二，支路一管道连接到喷气射流装置的吸气口，支路一管道上安装有电动阀门一，支路二管道连接到大气中，支路二管道上安装有电动阀门二。

优选的，上述喷气射流装置包括工作喷嘴、混合室、喉管、扩压管和稳压管，工作喷嘴安装在混合室左端，混合室右端设置有喉管和下端设置有与支路一连通的吸气口，喉管右端设置有左小右大的扩压管，扩压管右端连接有直筒的稳压管。

优选的，上述喷气射流装置吸气口处设置有80-200目的金属过滤网。

优选的，上述喷气射流装置吸气口处设置有入口扑板式逆止阀。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型将进入膨胀发电机内的压缩空气由高压力小流量变换为低压力大流量，并通过调节调节阀一、调节阀二实现对冲转和带负荷过程的参数调节，实现膨胀发电机发电启动时的参数要求与压缩空气储能系统参数特性的解耦，提高启动控制精度和有利于启动中的机组膨胀。

附图说明

图1为本实用新型的系统图；

图2为喷气射流装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图2所示，一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，包括高压储气罐1、进气电动主气门2、调节阀一3、调节阀二4、喷气射流装置5、四级膨胀机6和发电机7，高压储气罐1的出口管道上依次安装有进气电动主气门2、调节阀一3、喷气射流装置5和调节阀二4；调节阀二4连接到四级膨胀机6，发电机7与膨胀机6通过传动轴相连，四级膨胀机6的出口管道分为支路一10和支路二11，支路一10管道连接到喷气射流装置5的吸气口，支路一10管道上安装有电动阀门一8，四级膨胀机6的排气可以经进气的电动阀门一8后作为喷气射流装置4的引流介质，回收带压的清洁压缩空气，提高系统效率，支路二11管道连接到大气中，支路二11管道上安装有电动阀门二9，进气电动主气门2进口端与压缩空气储气罐1出口端连接，喷气射流装置5进口端与调节阀一3出口端连接。

优选的，上述喷气射流装置5包括工作喷嘴501、混合室502、喉管503、扩压管504和稳压管505，工作喷嘴501安装在混合室502左端，混合室502右端设置有喉管503和下端设置有与支路一10连通的吸气口，喉管右端设置有左小右大的扩压管，扩压管右端连接有直筒的稳压管，利用喷气射流装置的卷吸特性，使空气吸入室内产生真空而吸入环境中的空气，将进入膨胀发电机内的压缩空气由高压力小流量变换为低压力大流量，工作喷嘴1需能够承受10MPa压力，其余部件需能够承受3.5MPa压力。

进气电动主气门2的作用是确保停机时可靠切断气源，只有全开全关两个状态，机组启动时处于全开位置，接收停机信号后迅速关闭，机组调节由调节阀一3和调节阀二4完成。

优选的，上述喷气射流装置5吸气口处设置有80-200目的金属过滤网506，过滤网防止大颗粒的杂质进入射流装置。

系统工作时，高压空气储存在空气储气罐1中，调节阀一3调节喷气射流装置5后压力，调节阀二4进行调节进入四级膨胀机6流量，压缩空气膨胀做功带动发电机7进行发电；四级膨胀机6的排气可以经进气电动阀门一8后作为喷气射流装置4的引流介质（有啥好处），也可以通过电动阀门二9直接排入大气。

优选的，上述喷气射流装置5吸气口处设置有入口扑板式逆止阀507，入口扑板式逆止阀507通过转轴可旋转地连接在圆形的吸气口内且封闭后能够密封吸气口，能够全开全关，空气只能由装置外进入，防止压缩空气入口压力低、射流效果差时，混合后空气从射流装置入口处流出。

实施例2：一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统的控制方法，该方法为：该方法为：机组启动时，全开进气电动主气门2，调节阀一3设为自动控制，其控制目标为射流装置后的空气压力，按以下阶段进行控制，Pd为膨胀发电机带额定负荷时的额定压力：

1）冲转阶段，设置喷气射流装置后压力为30%Pd；

2）并网带60%负荷阶段，设置喷气射流装置后压力为80%Pd；

3）60%负荷至100%负荷阶段，设置喷气射流装置后压力为100%Pd；

4）正常运行参与电网调峰调频运行阶段，设置喷气射流装置后压力为110%Pd；

5）冲转阶段由调节阀二5控制机组转速，并网带负荷后由调节阀二5控制机组输出功率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式实例，本实用新型的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。为此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

设计图

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