余壓利用回收裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種余壓利用回收裝置，包括工藝管道、第一閥門、第二閥門、渦輪機(jī)、異步電動機(jī)、并網(wǎng)控制柜和供電電纜；第一閥門、第二閥門和渦輪機(jī)設(shè)置在工藝管道上，第一閥門和第二閥門分別設(shè)置在渦輪機(jī)的兩端，第一閥門為電動控制閥，第二閥門為手動調(diào)節(jié)閥；渦輪機(jī)連接異步電動機(jī)，異步電動機(jī)與并網(wǎng)控制柜電連接，并網(wǎng)控制柜連接供電電纜。在事故狀態(tài)下，通過失電制動器和第一閥門的雙重保護(hù)，有效提高余壓利用回收裝置安全性能。
【專利說明】
余壓利用回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及節(jié)能技術(shù)，特別是涉及一種余壓利用回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]余壓是一種勢能，是最容易實(shí)現(xiàn)能量回收利用的能量形式，一般是利用流體機(jī)械將勢能轉(zhuǎn)化為動能回收利用，典型的余壓回收裝置是水力發(fā)電站。
[0003]在一些工業(yè)流程中，存在各種不同工況的余壓，例如工業(yè)循環(huán)水、化肥生產(chǎn)的工藝流程等，這些工況的余壓相對于水力發(fā)電站來說能夠回收利用的能量較少，一般在幾十到幾百千瓦以內(nèi)，目前其回收利用的方式主要是將勢能轉(zhuǎn)化為動能就地回收利用，由于能夠回收的能量較少，回收利用方式必須考慮可行性、成本等因素，其回收利用的效率受到各種限制。
[0004]傳統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電裝置主要采用同步發(fā)電機(jī)和并網(wǎng)控制器控制的方式，在實(shí)際應(yīng)用中同步發(fā)電機(jī)到達(dá)并網(wǎng)的條件比較嚴(yán)格，同步發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、相位與市網(wǎng)電參數(shù)必須一致，需要由操作人員調(diào)解同步發(fā)電機(jī)勵磁及設(shè)備轉(zhuǎn)速將電壓、頻率調(diào)解至接近電網(wǎng)參數(shù)，最后由并網(wǎng)控制器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，并網(wǎng)操作過程比較繁瑣，對操作人員要求較高。而且在并網(wǎng)以后，受工藝條件限制，工藝介質(zhì)的參數(shù)實(shí)際上經(jīng)常在波動，包括流量、壓力大小等，為了保證回收的電能與電網(wǎng)匹配以及實(shí)現(xiàn)最大的回收效率，需要配置專門的調(diào)節(jié)裝置，大型水力發(fā)電站通過控制導(dǎo)葉角度與開度來實(shí)現(xiàn)工況的調(diào)節(jié)，與大型的水力發(fā)電站不同，小型渦輪機(jī)受設(shè)備大小及成本限制不可能通過自身的調(diào)節(jié)來適應(yīng)，只能通過限制工藝管路介質(zhì)流量來實(shí)現(xiàn)，一般通過在工藝管路設(shè)置電動節(jié)流閥，由并網(wǎng)控制器通過并網(wǎng)參數(shù)反饋調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度，發(fā)電機(jī)勵磁電流需時刻調(diào)整，因此發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)很難始終保持在一個較高的數(shù)值，從而降低機(jī)組整體的發(fā)電效率。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的余壓回收利用裝置分為就地利用以及并網(wǎng)發(fā)電兩種，就地利用受現(xiàn)場條件、回收功率、工藝等影響，應(yīng)用范圍較窄，而目前的并網(wǎng)發(fā)電方式系統(tǒng)復(fù)雜、對操作人員水平要求高、對于工藝參數(shù)的變化兼容性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種余壓利用回收裝置。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]余壓利用回收裝置，包括工藝管道、第一閥門、第二閥門、渦輪機(jī)、異步電動機(jī)、并網(wǎng)控制柜和供電電纜；
[0009]所述第一閥門、所述第二閥門和所述渦輪機(jī)設(shè)置在所述工藝管道上，所述第一閥門和所述第二閥門分別設(shè)置在所述渦輪機(jī)的兩端，所述第一閥門為電動控制閥，所述第二閥門為手動調(diào)節(jié)閥；
[0010]所述渦輪機(jī)連接所述異步電動機(jī)，所述異步電動機(jī)與所述并網(wǎng)控制柜電連接，所述并網(wǎng)控制柜連接所述供電電纜。
[0011]優(yōu)選地，所述渦輪機(jī)和所述異步電動機(jī)之間設(shè)置有失電制動器，所述失電制動器與所述并網(wǎng)控制柜電連接。
[0012]優(yōu)選地，所述并網(wǎng)控制柜包括四象限變頻器和可編程控制器，所述四象限變頻器連接所述可編程控制器。
[0013]優(yōu)選地，還包括控制器，所述控制器與所述并網(wǎng)控制柜通訊連接。
[0014]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0015]本實(shí)用新型余壓利用回收裝置，異步電動機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的能量，可通過四象限變頻器回饋到電網(wǎng)(電網(wǎng)通過供電電纜給并網(wǎng)控制柜提供電能)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，以控制異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，該并網(wǎng)過程簡單方便；余壓利用回收裝置事故狀態(tài)下，通過失電制動器和第一閥門的雙重保護(hù)，提高余壓利用回收裝置安全性能；余壓利用回收裝置的開機(jī)、調(diào)節(jié)、關(guān)機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動及遠(yuǎn)程控制，自動化程度高，實(shí)現(xiàn)無人值守，并有效提高工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實(shí)用新型所述余壓利用回收裝置的示意圖。
[0018]圖中:1為工藝管道、2為第一閥門、3為渦輪機(jī)、4為第二閥門、5為失電制動器、6為異步電動機(jī)、7為并網(wǎng)控制柜、8為供電電纜。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]參見圖1所示，余壓利用回收裝置，包括工藝管道1、第一閥門2、第二閥門4、渦輪機(jī)3、異步電動機(jī)6、并網(wǎng)控制柜7和供電電纜8 ;第一閥門2、第二閥門4和渦輪機(jī)3設(shè)置在工藝管道1上，第一閥門2和第二閥門4分別設(shè)置在渦輪機(jī)3的兩端，渦輪機(jī)3連接異步電動機(jī)6，異步電動機(jī)6與并網(wǎng)控制柜7電連接，供電電纜8連接并網(wǎng)控制柜7。
[0021 ] 本實(shí)用新型第一個關(guān)鍵技術(shù)是，第一閥門2為電動控制閥，第二閥門4為手動調(diào)節(jié)閥。
[0022]第一閥門2通過電動控制關(guān)閉或開啟，第二閥門4在余壓利用回收裝置運(yùn)行中處于長開狀態(tài)，余壓利用回收裝置檢修時，通過關(guān)閉第一閥門2，起到隔斷渦輪機(jī)3與工藝管線的連接，便于對渦輪機(jī)3的維修。
[0023]其中，渦輪機(jī)3用于將介質(zhì)余壓勢能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)動能，異步電動機(jī)6用于將旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)換為電能，該電能為渦輪機(jī)3提供動力。
[0024]第二個關(guān)鍵技術(shù)是，渦輪機(jī)3和異步電動機(jī)6之間設(shè)置有失電制動器5，失電制動器5與并網(wǎng)控制柜7電連接。
[0025]失電制動器5安裝在渦輪的機(jī)軸上，若檢測到渦輪機(jī)3和異步電動機(jī)6運(yùn)行正常時，失電制動器5松開；若檢測到渦輪機(jī)3和異步電動機(jī)6之間運(yùn)行處于故障狀態(tài)下，失電制動器5制動，停止渦輪機(jī)3和異步電動機(jī)6的運(yùn)行，有效防止渦輪機(jī)3出現(xiàn)飛逸現(xiàn)象，延長余壓利用回收裝置的使用壽命。
[0026]第三個關(guān)鍵技術(shù)是，并網(wǎng)控制柜7包括四象限變頻器和可編程控制器，四象限變頻器用于控制異步電動機(jī)6的供電和渦輪的轉(zhuǎn)速；可編程控制器用于控制第一閥門2的開啟和關(guān)閉；四象限變頻器連接可編程控制器。
[0027]通過設(shè)置四象限變頻器和可編程控制器，使余壓利用回收裝置的自動化程度提高，實(shí)現(xiàn)無需人員值守，并有效提高了其工作效率。
[0028]進(jìn)一步地技術(shù)方案，還包括控制器，控制器與并網(wǎng)控制柜7通訊連接。
[0029]用戶通過控制器遠(yuǎn)程控制并網(wǎng)控制柜7執(zhí)行操作，使用方便。
[0030]余壓利用回收裝置的操作方法為:
[0031]一、開機(jī)
[0032]1、關(guān)閉第一閥門2，失電制動器5松開；
[0033]2、設(shè)定四象限變頻器為V/F控制模式，控制異步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向與渦輪機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)方向保持一致，用戶給定四象限變頻器一初始速度信號，啟動四象限變頻器。四象限變頻器帶動異步電動機(jī)6空載運(yùn)轉(zhuǎn)，異步電動機(jī)6給潤輪提供動力；
[0034]3、用戶給四象限變頻器一轉(zhuǎn)速信號，執(zhí)行異步電動機(jī)6依該轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；
[0035]4、工藝管道1內(nèi)，緩慢開啟第一閥門2，隨著介質(zhì)流量通過第一閥門2增加，四象限變頻器的電磁力矩逐漸由正變負(fù)，異步電動機(jī)6由電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，四象限變頻器直流母線將泵升的電壓回饋到電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，渦輪機(jī)3以四象限變頻器設(shè)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0036]5、在異步電動機(jī)6發(fā)電狀態(tài)下，調(diào)節(jié)第一閥門2的流量和四象限變頻器控制的異步電動機(jī)6的轉(zhuǎn)速，以改變異步電動機(jī)6的發(fā)電功率，當(dāng)異步電動機(jī)6額定轉(zhuǎn)速和渦輪機(jī)3額定轉(zhuǎn)速匹配時，此時異步電動機(jī)6發(fā)電效率最高。
[0037]二、運(yùn)行調(diào)節(jié)
[0038]預(yù)壓利用回收裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，通過四象限變頻器調(diào)節(jié)異步電動機(jī)6的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來匹配工藝參數(shù)和設(shè)備性能，實(shí)現(xiàn)能量回收效率最大；也可通過可編程控制器控制第一閥門2來實(shí)現(xiàn)匹配。上述兩種調(diào)節(jié)方式均不影響并網(wǎng)參數(shù)，也可通過與控制器通訊連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
[0039]三、停機(jī)
[0040]6、可編程控制器控制第一閥門2緩慢關(guān)小，四象限變頻器逐漸卸負(fù)荷，異步電動機(jī)6的發(fā)電功率減??；
[0041]7、異步電動機(jī)6的發(fā)電功率降至額定功率的5%以下時，用戶關(guān)閉四象限變頻器，失電制動器5制動；
[0042]8、此時，關(guān)閉電源必須在異步電動機(jī)6和渦輪機(jī)3卸負(fù)荷完成以后，防止異步電動機(jī)6和渦輪機(jī)3的損壞。
[0043]四、事故停機(jī)
[0044]余壓利用回收裝置因故障或其他原因突然停止工作時，四象限變頻器控制失電制動器5立刻制動，防止渦輪機(jī)3飛逸運(yùn)轉(zhuǎn)；同時，可編程控制器控制第一閥門2緩慢關(guān)閉，并給出報(bào)警信息，待工作人員排除故障后執(zhí)行余壓利用回收裝置運(yùn)行。
[0045]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.余壓利用回收裝置，其特征在于，包括工藝管道、第一閥門、第二閥門、渦輪機(jī)、異步電動機(jī)、并網(wǎng)控制柜和供電電纜； 所述第一閥門、所述第二閥門和所述渦輪機(jī)設(shè)置在所述工藝管道上，所述第一閥門和所述第二閥門分別設(shè)置在所述渦輪機(jī)的兩端，所述第一閥門為電動控制閥，所述第二閥門為手動調(diào)節(jié)閥； 所述渦輪機(jī)連接所述異步電動機(jī)，所述異步電動機(jī)與所述并網(wǎng)控制柜電連接，所述并網(wǎng)控制柜連接所述供電電纜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余壓利用回收裝置，其特征在于，所述渦輪機(jī)和所述異步電動機(jī)之間設(shè)置有失電制動器，所述失電制動器與所述并網(wǎng)控制柜電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余壓利用回收裝置，其特征在于，所述并網(wǎng)控制柜包括四象限變頻器和可編程控制器，所述四象限變頻器連接所述可編程控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余壓利用回收裝置，其特征在于，還包括控制器，所述控制器與所述并網(wǎng)控制柜通訊連接。
【文檔編號】H02J3/38GK204205618SQ201420617988
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】陳德泉, 童弘, 壽滿光, 張 浩, 林永池, 魯恒, 楊見文 申請人:上海福思特流體機(jī)械有限公司