低温烟气余热有机朗肯循环系统建模与控制

摘要

我国目前正处于经济迅猛发展时期，对能源的需求也随之大量的提高。由于我国的能源资源相对不足、能源利用率也不高，能源问题日益突出。有机朗肯循环系统回收利用低温热源并产生电能，从而提高了能源的利用率，近年来受到广泛的关注。
　　本文主要以低温烟气余热有机朗肯循环系统为研究对象。首先，采用移动边界法对蒸发器进行建模。由于烟气的流速以及入口温度对蒸发器的换热过程有较大的影响，故需分别对工质侧和烟气侧进行建模，从而得到蒸发器模型。其次，建立负荷跟踪方式下的有机朗肯循环系统以及烟气余热深度利用方式下的有机朗肯循环系统。负荷跟踪方式下的有机朗肯循环系统其主要目标是当用电负荷发生变化时，其输出功率能够快速跟踪上用电负荷的变化。而烟气余热深度利用方式下的有机朗肯循环系统其主要目标是尽可能的提高余热利用率，以达到最大化利用烟气余热的目的。最后，对上述的两种有机朗肯循环系统分别设计了采用积分滑模控制策略的多变量控制系统并进行仿真。仿真结果表明，这种方法能够很好的跟踪设定值，并且具有较好的抗干扰能力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 我国能源利用概况

1．1．2 有机朗肯循环系统低温余热回收利用的意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 有机朗肯循环系统低温余热利用过程的发展状况

1．2．2 有机朗肯循环系统的关键部件的研究现状

1．2．3 烟气余热利用系统控制的研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 蒸发器模型的研究

2．1 引言

2．2 蒸发器结构及工作原理

2．3 蒸发器模型的建立

2．4 小结

第3章 有机朗肯循环系统模型的建立

3．1 引言

3．2 有机朗肯循环工作原理

3．3 有机朗肯循环系统的建立

3．3．1 负荷跟踪方式下的有机朗肯循环系统模型的建立

3．3．2 烟气余热深度利用方式下的有机朗肯循环系统模型的建立

3．4 小结

第4章 负荷跟踪方式下的有机朗肯循环系统的积分滑模控制

4．1 引言

4．2 滑模控制基本原理

4．2．1 滑模控制器的设计目标

4．2．2 滑模控制的抖振问题

4．3 积分滑模控制器设计

4．3．1 滑模面设计

4．3．2 控制律设计

4．4 积分滑模控制器在负荷跟踪方式下的有机朗肯循环系统的应用实例

4．4．1 设定值跟踪测试

4．4．2 抗扰动测试

4．5 小结

第5章 烟气余热深度利用方式下的有机朗肯循环系统的积分滑模控制

5．1 引言

5．2 烟气余热深度利用方式下的有机朗肯循环系统的积分滑模控制应用实例

5．2．1 跟踪测试

5．2．2 抗扰动测试

5．3 小结

第6章 结论与展望

参考文献

在校期间发表的学术论文和科研情况

致谢