本发明涉及lng冷能发电，尤其是一种lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法。
背景技术：
1、lng(liquefied natural gas，液化天然气)蕴涵着大量的冷能，其利用方式包括：空气分离、冷能发电、制取干冰、污水处理、制液氮和作为冷库的冷源等。lng冷能发电是当前最为可行的大规模冷能回收方式。
2、lng冷能发电是一种清洁能源利用方式。lng冷能发电一般通过orc(organicrankine cycle，有机朗肯循环)的方式实现，其发电功率基本不受电网调度调控，而是由天然气再气化量所决定。orc在变工况运行中通常采用滑压运行方式，滑压运行主要依靠泵的转速来改变蒸发压力，当天然气气化量变化时，如果泵的转速没有及时调整，有可能影响系统的经济性和稳定性。因而需要制定根据负荷变化的蒸发压力设定策略，使orc蒸发压力与lng气化量相匹配。
3、现有技术中，针对朗肯循环发电系统的蒸发压力设定，主要是基于火电机组，电网调度影响其负荷变化，且其主蒸汽温度是可调的，与lng冷能发电系统的情况不同。因而目前缺乏针对lng冷能发电系统orc变工况中蒸发压力设定策略的技术方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，目的是为提供有效地变工况orc蒸发压力设定策略使之与lng气化量变化相匹配，以提高系统运行的经济性和稳定性。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、一种lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，所述lng冷能发电系统采用orc回路，其包括透平、冷凝器、泵、蒸发器，所述设定方法是根据非设计工况的lng气化量，假定orc工质流量，并通过迭代计算使得在冷凝器变工况计算中基于热平衡得到的lng出口温度与基于冷凝器设计换热面积、传热特性得到的lng出口温度一致，从而确定系统蒸发压力，具体包括如下步骤：
4、s1、计算设计工况下的各设备参数，包括：
5、s11、基于蒸发器热源温度、系统冷凝压力和蒸发器换热端差，对透平进行设计工况计算，确定设计工况下的系统蒸发温度和蒸发压力、透平排气焓、透平排气温度；
6、s12、基于冷凝器换热端差和进入冷凝器的lng状态，对冷凝器进行设计工况计算，确定设计工况下冷凝器的换热面积、循环工质流量；
7、s13、计算泵在设计工况下的扬程；
8、s2、计算变工况下与lng气化量相匹配的orc蒸发压力，包括：
9、s21、进行透平的变工况计算：当lng气化量变化时，假定一个工质流量作为迭代初值，基于s11获得的参数值并根据弗留格尔公式，计算变工况下的系统蒸发压力、透平排气焓、透平排气温度；
10、s22、根据变工况下进入冷凝器的工质流量和lng状态，结合s12获得的参数值对冷凝器进行变工况计算，获得基于热平衡得到的冷凝器lng出口温度tlng,out与基于冷凝器设计换热面积、传热特性得到的冷凝器lng出口温度t′lng,out；
11、s23、通过松弛法确定新的迭代初值，通过迭代计算获得合理的工质流量使得t′lng,out与t′lng,out一致；
12、s24、由变工况后蒸发压力计算泵在变工况下的扬程，结合s13获得的参数值，最终得到泵在变工况下的转速值。
13、进一步技术方案为：
14、lng冷能发电系统运行过程中，根据步骤s24所述泵在变工况下的转速值调整泵的运行转速，进而改变蒸发压力和循环工质流量，以匹配lng气化量的改变，使得系统快速达到稳态。
15、步骤s22中，根据基于冷凝器的热平衡计算得到的冷凝器热负荷qcond和冷凝器lng出口焓值hlng,out，通过状态方程确定tlng,out；
16、根据冷凝器热负荷qcond、冷凝器换热面积acond以及进入透平的工质状态，采用平均温差法计算式，确定t′lng,out。
17、步骤s22中，通过t′lng,out、以及lng的压力plng,out，根据状态方程确定冷凝器lng出口焓值h′lng,out，带入到冷凝器的热平衡公式中得到所述变工况下进入冷凝器的工质流量m′，计算公式如下：
18、q′cond＝mlng(h′lng,out-hlng,in)
19、
20、式中，m′为工质流量，kg/s；q′cond为基于冷凝器换热面积和换热特性所推算的冷凝器热负荷，kw；hcond,in为工质从进入冷凝器时的焓值，kj/kg；hcond,out为工质离开冷凝器时的焓值，kj/kg；mlng为lng流量，kg/s；h′lng,out为lng离开冷凝器时的焓值，kj/kg；hlng,in为lng进入冷凝器时的焓值，kj/kg。
21、步骤s23采用松弛法确定新的迭代初值，包括：
22、
23、式中，mn为第n次迭代计算时工质流量的初值，kg/s；m′n为第n次迭代计算得到的工质流量，kg/s；mn+1为第n+1次迭代计算时工质流量的初值，kg/s；n≥1；为权重，
24、将mn+1作为工质流量新的初值，重复步骤s21、s22和s23，如此迭代直至满足收敛条件|tlng,out-t′lng,out|＜m为止，m为设定的收敛值。
25、本发明的有益效果如下：
26、本发明在系统设计阶段基于设计工况数据即可制定蒸发压力设定策略，不需要系统投产后再根据运行数据制定策略。本发明充分考虑海水作为高温热源和lng作为低温热源的特性，为变工况运行下泵转速的调整提供有效依据，指导系统运行过程中泵转速的调整与控制，进而改变orc的蒸发压力和循环流量，使orc蒸发压力和循环流量做出与lng气化量改变相匹配的变化，使得系统在变工况下快速恢复稳态运行，从而提高系统的经济性和稳定性。
27、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
1.一种lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，其特征在于，所述lng冷能发电系统采用orc回路，其包括透平、冷凝器、泵、蒸发器，所述设定方法是根据非设计工况的lng气化量，假定orc工质流量，并通过迭代计算使得在冷凝器变工况计算中基于热平衡得到的lng出口温度与基于冷凝器设计换热面积、传热特性得到的lng出口温度一致，从而确定系统蒸发压力，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，其特征在于，lng冷能发电系统运行过程中，根据步骤s24所述泵在变工况下的转速值调整泵的运行转速，进而改变蒸发压力和循环工质流量，以匹配lng气化量的改变，使得系统快速达到稳态。
3.根据权利要求1所述的lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，其特征在于，步骤s22中，根据基于冷凝器的热平衡计算得到的冷凝器热负荷qcond和冷凝器lng出口焓值hlng,out，通过状态方程确定tlng,out；
4.根据权利要求1所述的lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，其特征在于，步骤s22中，通过tl′ng,out、以及lng的压力plng,out，根据状态方程确定冷凝器lng出口焓值h′lng,out，带入到冷凝器的热平衡公式中得到所述变工况下进入冷凝器的工质流量m′，计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的lng冷能发电系统的变工况orc蒸发压力设定方法，其特征在于，步骤s23采用松弛法确定新的迭代初值，包括：
