陈 薇 袁中原 袁艳平

组合式冷却能量回收系统控制策略研究

陈 薇 袁中原 袁艳平

（西南交通大学机械工程学院 成都 610031）

组合式冷却能量回收系统中蒸发温度是决定系统净发电量的关键参数，控制组合式冷却系统中ORC（Organic Rankine Cycle, ORC）冷却单元蒸发器的蒸发温度在波动的热源特性参数和环境参数下及时响应至最佳蒸发温度，可有效提高低温热源所携带热量的余热回收效率。结合已经建立的LSTM神经网络模型和BP神经网络以及RBF神经网络，提出了神经网络前向控制PID控制器反馈控制的控制策略，分别建立单级ORC系统和双级ORC系统净输出功最大时的最佳蒸发温度控制系统，并在波动的热源特性和环境参数下分析蒸发温度的响应曲线。结果表明，单级ORC组合式冷却系统和双级ORC组合式冷却系统最佳蒸发温度均在10s内响应稳定，说明此种控制策略可行，为后续工程应用提供了参考。

有机朗肯循环；余热回收；组合式冷却；控制策略；PID控制

0 引言

在煤化工和石化等行业中，通常需要将温度范围在60℃~200℃之内的低温工艺流体冷却到工艺要求的目标温度。目前工业上采用的常规冷却方式大多为水冷和空冷，冷却过程中不仅需要消耗大量能量，且浪费了低温流体的热量[1,2]，为了解决此问题提出了组合式冷却能量回收系统。组合式冷却能量回收系统的主要组成部分为有机朗肯循环（ORC）冷却单元，目前ORC系统提出的控制策略主要可分为离线优化控制和动态在线控制策略。……