同时利用内燃机排气和冷却余热的发电系统及控制方法

摘要

利用内燃机排气和冷却余热的发电系统及控制方法，利用有机朗肯循环回路中的预热器将内燃机冷却液的余热传递给有机工质，利用导热油回路将内燃机的排气带走的余热传递给有机朗肯循环回路的工质，实现工质的蒸发气化，利用单螺杆膨胀机将高焓工质膨胀过程中的焓变转换为有用功输出，带动发电机发电，以排气管出口的尾气温度为反馈量实现导热油流量的闭环控制，以单螺杆膨胀机的入口工质温度为反馈量来实现有机工质流量的闭环控制，以冷凝器出口工质温度为反馈量来实现冷凝器风扇电机的闭环控制。本发明利用分段PI控制调节有机朗肯循环回路和导热油回路的工质流量，充分利用内燃机废弃的余热，提高内燃机的热效率，降低排气对环境造成的危害。

主权项

同时利用内燃机排气和冷却余热的发电系统，利用有机朗肯循环回路中的预热器将内燃机冷却液的余热传递给有机工质，利用导热油回路将内燃机的排气带走的余热传递给有机朗肯循环回路的工质，实现工质的蒸发气化，利用单螺杆膨胀机将高焓工质膨胀过程中的焓变转换为有用功输出，带动发电机发电；其特征在于：所述的有机朗肯循环回路，由工质泵(15)，预热器(13)，蒸发器(9)，单螺杆膨胀机(22)，冷凝器(19)和储液罐(17)依次通过管道首尾相连组成；调节电机(16)与工质泵(15)相连并驱动其运转，压力调节阀(14)与工质泵(15)并联，用于限制有机朗肯循环回路的最高蒸发压力，单螺杆膨胀机(22)与发电机(23)相连，带动其发电，有机工质过热温度传感器(24)安装在单螺杆膨胀机(22)入口侧的管道上，冷凝器风扇(20)安装在冷凝器(19)的正前方，由与其同轴的冷凝器风扇调节电机(21)驱动，冷凝温度传感器(18)安装在冷凝器(19)出口侧的管道上，发动机水套出口的高温冷却液流入预热器(13)，在将余热能传递给另一侧的有机工质以后，从预热器的冷却液侧出口流出，进入发动机水套的入口，通过发动机冷却水泵的驱动进行下一次的循环；所述的导热油回路，包含工质泵(11)，排气热交换器(4)，蒸发器(9)，排气常开开关阀(5)，排气常闭开关阀(6)以及连接它们的管道；调节电机(12)与工质泵(11)相连并驱动其运转，压力调节阀(10)与工质泵(11)并联，用于限制导热油回路的最高压力差，排气热交换器(4)串接在涡轮出口的排气管上，排气热交换器(4)的壳侧流体为高温废气，管侧流体为导热油，导热油温度传感器(8)安装在排气热交换器(4)出口侧的管道上，在排气热交换器(4)的废气入口前的管道上串接排气常开开关阀(5)，在排气常开开关阀(5)的入口前的管道上的旁路排气管上串接排气常闭开关阀(6)。