一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组制造技术

本实用新型专利技术属于有机朗肯循环(ORC)发电技术领域，具体涉及一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组，包括依次连接形成工质回路的工质泵、蒸发器、涡轮和冷凝器，涡轮与异步发电机相连，还包括控制装置、断路器QF0、断路器QF1、变压器和软启动器；异步发电机依次连接断路器QF1、断路器QF0和变压器后接入电网；软启动器并联于断路器QF1两端；控制装置分别与断路器QF0、断路器QF1、软启动器以及有机朗肯循环发电机组的异步发电机和涡轮相连。本实用新型专利技术通过软启动器和两个断路器的配合，利用控制装置发出的控制信号实现了ORC发电机组的快速启动和并网，不仅启动速度快，而且并网控制操作简单，稳定高效。

【技术实现步骤摘要】
一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组
本技术属于有机朗肯循环(ORC)发电
，具体涉及一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组。
技术介绍
有机朗肯循环发电系统是利用外部热源通过蒸发器换热将液态有机工质加热为过热气体，推动下游涡轮冲转，并带动发电机发电的系统；做功后的有机工质气体再由外部冷源通过冷凝器冷却为液体，然后通过泵加压后再进入蒸发器的循环过程。由于有机工质的沸点低，效率高，因此有机朗肯循环发电技术能够高效回收低温余热废热，并能够与其他发电方式串联起来形成能源的高效梯级利用。现有的有机朗肯循环发电机组的启动、并网过程往往采取滑参数方式，在暖机完成后，逐渐打开涡轮进口阀门，等待涡轮带动发电机冲转至额定转速时，通过并网控制器实现发电机的并网。此控制过程比较复杂、时间较长，且对电网存在冲击。
技术实现思路
为了解决现有的有机朗肯循环发电机组启动慢、并网控制复杂的技术问题，本技术提供一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组。本技术的技术解决方案是：一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组，包括依次连接形成工质回路的工质泵、蒸发器、涡轮和冷凝器，所述涡轮与异步发电机相连，其特殊之处在于：所述有机朗肯循环发电机组还包括控制装置、第一断路器、第二断路器、变压器和软启动器；异步发电机依次连接第二断路器、第一断路器和变压器后接入电网；所述软启动器并联于第二断路器两端；所述控制装置分别与第一断路器、第二断路器、软启动器以及有机朗肯循环发电机组的异步发电机和涡轮相连。上述有机朗肯循环发电机组还包括无功补偿电容，所述无功补偿电容一端接入第一断路器和变压器之间，无功补偿电容的另一端接地。无功补偿电容用于提供异步发电机励磁所需的无功功率，同时补功率因数。上述软启动器由半导体晶闸管双向反并联构成，可以限制异步电机的启动电流，同时具有过流、过载和半导体过热保护功能。上述断路器为具有辅助操作动力的断路器，带有欠压、分励跳闸保护，并能够接受远控。上述无功补偿电容采用三相三角形接法。上述控制装置由集散控制系统DCS或PLC实现，能够依据异步发电机的转速情况，适时发出控制信号触发发电机侧断路器接通，软启动器关闭和涡轮进口阀门打开。本技术的有益效果在于：本技术通过软启动器和两个断路器的配合，利用控制装置发出的控制信号实现了ORC发电机组的快速启动和并网，不仅启动速度快，而且并网控制操作简单，稳定高效。附图说明图1为本技术较佳实施例的系统组成示意图。附图标记如下：1-异步发电机，2-第一断路器，3-第二断路器，4-变压器，5-软启动器，6-涡轮，7-无功补偿电容，8-电网，9-蒸发器，10-冷凝器，11-工质泵。具体实施方式参见图1，本技术提供一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组，该装置适用于ORC发电机组中动力模块为涡轮-异步(感应)发电机，或者涡轮-齿轮箱-异步(感应)发电机的情况。本技术较佳实施例的组成包括异步发电机1、控制装置、第一断路器2、第二断路器3、变压器4和软启动器5；有机朗肯循环发电机组的异步发电机1依次连接第二断路器3、第一断路器2和变压器4后接入电网8；软启动器5并联于第二断路器3两端；控制装置分别与第一断路器2、第二断路器3、软启动器5以及有机朗肯循环发电机组的异步发电机1和涡轮6相连。还包括无功补偿电容7，无功补偿电容7一端接入第一断路器2和变压器4之间，无功补偿电容7的另一端接地。无功补偿电容7用于提供异步发电机1励磁所需的无功功率，同时补功率因数。软启动器5由半导体晶闸管双向反并联构成，可以限制异步发电机1的启动电流，同时具有过流、过载和半导体过热保护功能。第一断路器2和第二断路器3均为具有辅助操作动力的断路器，带有欠压、分励跳闸保护，并能够接受远控。无功补偿电容7采用三相三角形接法。控制装置由集散控制系统DCS或PLC实现，能够依据异步发电机1的转速情况，适时发出控制信号触发第二断路器3接通，软启动器5关闭和涡轮6进口阀门打开。ORC发电机组的工作原理是：液态有机工质在蒸发器9里通过与外部热源换热变成过热气态工质，推动下游涡轮6做功，连接异步发电机1发电，做功后的乏气在冷凝器10里与外部冷源换热再次变为液态工质，经由工质泵11升压后进入再次循环工作。当ORC发电机组暖机完成后，控制装置发出控制信号触发第一断路器2闭合、软启动器5接通，异步发电机1由电网8激励开始运转，并驱动涡轮6快速冲转至额定转速；此时控制装置发出控制信号闭合第二断路器3，同时触发软启动器5断开，然后逐渐打开涡轮6进口阀门，涡轮6和异步发电机1同时加速超越异步发电机1的同步转速，异步发电机1向电网发送电能，ORC机组完成快速启动和并网过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组，包括依次连接形成工质回路的工质泵、蒸发器、涡轮和冷凝器，所述涡轮与异步发电机相连，其特征在于：所述有机朗肯循环发电机组还包括控制装置、第一断路器、第二断路器、变压器和软启动器；异步发电机依次连接第二断路器、第一断路器和变压器后接入电网；所述软启动器并联于第二断路器两端；所述控制装置分别与第一断路器、第二断路器、软启动器以及有机朗肯循环发电机组的异步发电机和涡轮相连。

【技术特征摘要】
1.一种快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组，包括依次连接形成工质回路的工质泵、蒸发器、涡轮和冷凝器，所述涡轮与异步发电机相连，其特征在于：所述有机朗肯循环发电机组还包括控制装置、第一断路器、第二断路器、变压器和软启动器；异步发电机依次连接第二断路器、第一断路器和变压器后接入电网；所述软启动器并联于第二断路器两端；所述控制装置分别与第一断路器、第二断路器、软启动器以及有机朗肯循环发电机组的异步发电机和涡轮相连。2.根据权利要求1所述的快速启动和并网的有机朗肯循环发电机组，其特征在于：所述有机朗肯循环发电机组还包括无功补偿电容，所述无功...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊伟，戴宁，王蒲伟，陶加银，巫志华，段捷，黄智勇，
申请(专利权)人：航天推进技术研究院，
类型：新型
国别省市：陕西,61