一种ORC发电系统工质罐液位自动控制系统技术方案

一种ORC发电系统工质罐液位自动控制系统，本实用新型专利技术涉及有机朗肯循环发电系统，目的是为了解决现有工质罐人工控制液位效率较低的问题。该工质罐液位自动控制系统中的压力传感器II和液位传感器II安装在工质补液罐上，压力传感器I和液位传感器I安装在工质罐上，工质补液罐通过连接管与工质罐相连通，在连接管上设置有工质补液泵和电动截止阀，液位传感器、压力传感器及工质浓度检测仪与控制器的信号输入端通过硬接线连接，控制器的信号输出端与工质补液泵、电动截止阀、发电系统工质泵通过硬接线连接。本实用新型专利技术通过液位传感器检测工质罐液位变化，利用控制器进行自动控制，通过工质补液泵和电动截止阀实现工质的充注与回收。

An Automatic Control System for Working Fluid Tank Level in ORC Power Generation System

The utility model relates to an organic Rankine cycle power generation system, aiming at solving the problem of low efficiency of manual control of liquid level of existing working fluid tanks. The pressure sensor II and the level sensor II in the liquid level automatic control system of the working fluid tank are installed on the working fluid replenishment tank. The pressure sensor I and the level sensor I are installed on the working fluid tank. The working fluid replenishment tank is connected with the working fluid tank through the connecting pipe. The connecting pipe is equipped with the working fluid replenishment pump and the electric stop valve, the level sensor, the pressure sensor and the concentration detector and the control. The signal input end of the controller is connected by hard wiring, and the signal output end of the controller is connected by hard wiring with refrigerant pump, electric shutoff valve and working fluid pump of power generation system. The utility model detects the liquid level change of the working fluid tank through the liquid level sensor, carries out automatic control by the controller, realizes the filling and recovery of the working fluid through the working fluid replenishment pump and the electric stop valve.

【技术实现步骤摘要】
一种ORC发电系统工质罐液位自动控制系统
本技术涉及有机朗肯循环(简称ORC)发电系统，具体涉及一种ORC发电系统工质罐液位自动控制系统。
技术介绍
作为国内新兴热电转换技术，有机朗肯循环(简称ORC)发电系统可应用于多种领域的低温热能回收，其工作压力低、占地空间小，具有良好的机动性以及高度的安全性，并且系统运行高效、环保，成为国内余热回收领域研究的热点。在ORC发电系统中，工质罐的液位非常重要，工质储液量不仅会影响系统效率，同时还影响发电系统中工质泵的安全运行，过低的液位会导致系统效率降低，还可能引起工质泵汽蚀的产生，而过多的工质储液量会增大泄漏速率，造成环境污染甚至安全问题；实际的使用过程中，由于系统内工质泵、膨胀机及其他连接处无法做到绝对密封，长时间运行必然存在泄漏导致的工质罐液位下降；另外，在系统变工况运行时，工质罐液位也会在短时间内随着负荷变化而变化；所以，对工质罐液位的控制具有重要意义。目前对于工质罐液位的控制通常依靠工作人员观察液位手动控制充注，该方法无法在变工况条件下实时控制液位，而且在系统带压运行时进行人为操作存在安全隐患。专利技术专利CN201710333493.4公开了一种工质充注量动态可调的有机朗肯循环系统，该工质储罐内安置有体积可变的水包,通过调节水包体积改变管段压力实现工质的实时充入或放出,但此方法存在不足,体积可变的水包需要在有机工质和水中长期反复伸缩，水包的使用寿命和密封性很难保证,一旦泄露会导致系统有机工质纯度降低,降低系统效率，甚至存在安全隐患。专利技术专利CN201720535247.2公开了一种工质补充系统，其利用氮气定压实现工质的自动定量补充，但此方法无法回收工质，如果在系统变工况运行时液位出现短时间下降后上升的情况，会导致系统内工质过盈，增加了系统压力和泄漏速率，甚至存在安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有工质罐人工控制液位效率较低，以及难以双向控制的问题，而提供一种ORC发电系统工质罐液位自动控制系统。本技术ORC发电系统工质罐液位自动控制系统包括工质罐、工质补液罐、液位传感器I、液位传感器II、压力传感器I、压力传感器II、工质补液泵、电动截止阀、控制器和工质浓度检测仪，压力传感器II和液位传感器II安装在工质补液罐上，压力传感器I和液位传感器I安装在工质罐上，工质罐的上部开有工质入口，工质罐的底部设置有工质输出管，工质输出管中设置有发电系统工质泵，连接管的一端与工质补液罐的底部相连通，连接管的另一端与工质罐的底部相连通，在连接管上设置有工质补液泵和电动截止阀，所述的工质补液泵为双向工质泵；液位传感器I、液位传感器II、压力传感器I、压力传感器II及工质浓度检测仪分别与控制器的信号输入端(通过硬接线)连接，控制器的信号输出端分别与工质补液泵、电动截止阀、发电系统工质泵(通过硬接线)连接。本技术通过液位传感器I检测工质罐液位变化，利用控制器对工质补液泵和电动截止阀进行控制，当工质罐液位过低时，电动截止阀开启，工质补液泵正向运行，将工质补液罐中工质注入工质罐；当工质罐液位过高时，电动截止阀开启，工质补液泵反向运行，将工质罐中工质回收至工质补液罐。当工质罐液位在控制器设定值范围内时，电动截止阀关闭，工质补液泵停止运行，使工质罐液位维持在设定值范围内。此外，工质补液罐设有工质补液入口，当工质补液罐液位过低或工质补液罐压力低于工质罐时，控制器提示对工质补液罐进行工质补液。通过工质浓度检测仪对环境中工质浓度进行检测，当工质浓度高于设定值时，控制器对发电系统工质泵和工质补液泵发出停机信号，对电动截止阀发出关阀信号；当工质罐或工质补液罐压力超过设定值时，安全阀自动开阀泄压，保证系统安全。本技术所述的ORC发电系统工质罐液位自动控制系统包括以下有益效果：1、本技术通过液位传感器检测工质罐液位变化，利用控制器对工质补液泵和电动截止阀进行自动控制，节省人力，保证系统长时间运行液位稳定；2、本技术通过工质补液泵和电动截止阀实现工质的充注与回收，双向控制液位变化，防止过高液位导致的泄漏速率增大问题及过低液位导致的系统工质泵汽蚀和效率降低等问题；3、本技术通过工质浓度检测仪检测环境工质浓度，防止工质大量泄漏造成的安全事故，通过安全阀保护系统防止超压，使其应用更加安全、可靠；4、本技术密封方便，能够在ORC发电系统原有设备条件下，直接替换原有工质罐，加装液位自动控制系统，不仅可以对新建机组进行设置，也可以对已经建成的系统进行加装改造。附图说明图1是本技术ORC发电系统工质罐液位自动控制系统的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式ORC发电系统工质罐液位自动控制系统包括工质罐9、工质补液罐3、液位传感器I8、液位传感器II5、压力传感器I10、压力传感器II4、工质补液泵15、电动截止阀16、控制器6和工质浓度检测仪7，压力传感器II4和液位传感器II5安装在工质补液罐3上，压力传感器I10和液位传感器I8安装在工质罐9上，工质罐9的上部开有工质入口12，工质罐9的底部设置有工质输出管13，工质输出管13中设置有发电系统工质泵14，连接管的一端与工质补液罐3的底部相连通，连接管的另一端与工质罐9的底部相连通，在连接管上设置有工质补液泵15和电动截止阀16，所述的工质补液泵15为双向工质泵；液位传感器I8、液位传感器II5、压力传感器I10、压力传感器II4及工质浓度检测仪7分别与控制器6的信号输入端(通过硬接线)连接，控制器6的信号输出端分别与工质补液泵15、电动截止阀16、发电系统工质泵14(通过硬接线)连接。本实施方式通过监控工质罐液位、工质在环境中浓度及罐内压力，利用控制器调节工质补液泵、电动截止阀及发电系统工质泵，对工质罐液位进行实时自动控制，使得液位控制在正常范围内，避免变工况运行时液位过高或过低产生的安全隐患及系统效率降低等问题，同时实现了对工质罐自动补液，保证系统长时间运行工质充足，自动控制节省人力，更加安全、可靠。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是在工质补液罐3的上部设置有安全阀II2。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是在工质罐9的上部设置有安全阀I11。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是工质补液罐3的下部开有工质补液入口1。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是控制器6的型号为SIMATICS7-200PLC。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是工质浓度检测仪7设置在工质罐9的1m范围内。实施例：本实施例ORC发电系统工质罐液位自动控制系统包括工质罐9、工质补液罐3、液位传感器I8、液位传感器II5、压力传感器I10、压力传感器II4、工质补液泵15、电动截止阀16、控制器6和工质浓度检测仪7，压力传感器II4和液位传感器II5安装在工质补液罐3上，压力传感器I10和液位传感器I8安装在工质罐9上，工质罐9的上部开有工质入口12，工质罐9的底部设置有工质输出管13，工质输出管13中设置有发电系统工质泵14，连接管的一端与工质补液罐3的底部相连通，连接管的另一端与工质罐9的底部相连通，在连接管上设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.ORC发电系统工质罐液位自动控制系统，其特征在于该ORC发电系统工质罐液位自动控制系统包括工质罐(9)、工质补液罐(3)、液位传感器I(8)、液位传感器II(5)、压力传感器I(10)、压力传感器II(4)、工质补液泵(15)、电动截止阀(16)、控制器(6)和工质浓度检测仪(7)，压力传感器II(4)和液位传感器II(5)安装在工质补液罐(3)上，压力传感器I(10)和液位传感器I(8)安装在工质罐(9)上，工质罐(9)的上部开有工质入口(12)，工质罐(9)的底部设置有工质输出管(13)，工质输出管(13)中设置有发电系统工质泵(14)，连接管的一端与工质补液罐(3)的底部相连通，连接管的另一端与工质罐(9)的底部相连通，在连接管上设置有工质补液泵(15)和电动截止阀(16)，所述的工质补液泵(15)为双向工质泵；液位传感器I(8)、液位传感器II(5)、压力传感器I(10)、压力传感器II(4)及工质浓度检测仪(7)分别与控制器(6)的信号输入端连接，控制器(6)的信号输出端分别与工质补液泵(15)、电动截止阀(16)、发电系统工质泵(14)连接。

【技术特征摘要】
1.ORC发电系统工质罐液位自动控制系统，其特征在于该ORC发电系统工质罐液位自动控制系统包括工质罐(9)、工质补液罐(3)、液位传感器I(8)、液位传感器II(5)、压力传感器I(10)、压力传感器II(4)、工质补液泵(15)、电动截止阀(16)、控制器(6)和工质浓度检测仪(7)，压力传感器II(4)和液位传感器II(5)安装在工质补液罐(3)上，压力传感器I(10)和液位传感器I(8)安装在工质罐(9)上，工质罐(9)的上部开有工质入口(12)，工质罐(9)的底部设置有工质输出管(13)，工质输出管(13)中设置有发电系统工质泵(14)，连接管的一端与工质补液罐(3)的底部相连通，连接管的另一端与工质罐(9)的底部相连通，在连接管上设置有工质补液泵(15)和电动截止阀(16)，所述的工质补液泵(15)为双向工质泵；液位传感器I(8)、液位传感器II(5)、压力传感器I(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴哲，杨中宇，袁智威，宋月杰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23