CN102612593B - 用于燃气发动机的气体燃料进入系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于燃气发动机(5)的气体燃料进入系统(1)。气体压力调节单元(15)包括气体压力调节单元入口(20)和气体压力调节单元出口(25)。气体压力调节单元(15)配置为接收气体并且排出处于喷射压力的气体。发动机气体入口(6)配置为将气体引导到至少一个燃烧室(10)中。气体进入阀(40)配置为使具有喷射压力的气体在预定持续期内的预定时间内进入发动机气体入口。气体压力释放装置(60)与气体导管(35)流体连接,并且气体压力释放装置(60)配置为:如果满足如下条件,则释放气体供给导管(35)中的气体的过压:喷射气体压力和进入空气压力之间的压差在预定阈值以上。具体的发动机控制模块(70)配置为响应于来自各个感测装置(70,80)的输入而控制气体进入阀(40)。
Description
技术领域
本公开一般涉及具有至少一个燃烧室的用于燃气发动机的气体燃料进入系统,所述燃烧室在进入空气压力下供有进入空气,并且特别地涉及例如用于天然气燃气发动机的天然气燃料进入系统。
此外,本公开涉及一种用于避免由于可能的抛负载事件导致的燃气发动机的发动机停机的方法。
另外,本公开涉及发电单元,所述发电单元包括至少一个发动机以及配置为机械驱动所述至少一个发电机的至少一个燃气发动机。
最后,本公开设计气体压力释放装置,所述气体压力释放装置配置为用在用于燃气发动机的气体燃料进入系统中,用于避免由于可能发生的抛负载事件导致发动机的发动机停机。
背景技术
诸如天然气燃气发动机的燃气发动机可使用气体进入阀来使天然气进入火花点火的内燃机中的进气通道中。使用尤其是螺线管操作的气体进入阀(SOGAV)的这些器件。SOGAV可以为用于内歧管或端口燃料进入的电气致动的高响应气体进入阀。SOGAV可被设计以在四冲程涡轮增压型天然气或双燃料发动机上使用。通常,发动机的每个气缸需要一个SOGAV。
在US5,329,908A中,用于气体燃料发动机的压缩天然气喷射系统包括电子控制单元,所述电子控制单元用于控制在每个活塞接近其上止中央位置时将压缩气体喷射到气缸中的喷射正时。
US5,623,907公开了用于机动车内燃机的液态丙烷燃料储存递送系统。该已知的系统包括用于使丙烷燃料在储存罐和发动机燃料喷射器之间连通的燃料递送导管,以及电动燃料泵。
在US6,446,616A中公开了用于气体燃料型车辆的排气系统。此处,用于气体燃料型车辆的排气系统具有与燃料管线和排气管线耦合的调压器和减压阀,以使得在调节器或阀作动时气体燃料与排气管线耦合。
DE102004060905A1公开了一种内燃机,例如用于车辆的气体管线发动机和控制方法。所述控制方法包括:通过减压器将处于气态的燃料的高压降至最低压,以及通过来自控制装置的信号来控制最低压。
US7,140,354B1公开了一种用于内燃机的压缩气体燃料系统。当燃料轨道中的压力高于期望值时,燃料自燃料轨道中取出、再次压缩并且喷射到用于控制调节器的燃料系统中。借助于泵将燃料从燃料轨道中取出。泵的使用很可能导致不适当长的响应时间。
US7,406,950B2涉及一种通过压力将液态燃料自燃料罐馈送到喷射器以便供给发动机的燃料供给装置,与处于液态的汽油相比液态燃料趋于蒸发。此处,无回路型发动机燃料供给装置包括电子控制单元驱动器,电子控制单元驱动器控制燃料管和喷射器并且通过燃料泵使存储在燃料罐中的液化的气体燃料增压以便通过燃料供给管线将其馈送到喷射器且将其供给发动机。电子控制单元以这样的方式基于检测到的燃料压力来反馈控制燃料泵的运行:燃料喷射压力保持预定目标压力。
在US5,983,714A中公开了用于检测内燃机中的燃料压力传感器故障的系统。在此系统中,表示燃料压力波动相对于绝对波动的多样化的比率的指标与限定范围的基准值进行比较。当发现所述指标仍在预定最大时间范围之外时,识别为传感器故障。此系统使得能够快速且精确地检测燃料压力传感器的异常或故障。
US5,868,121涉及一种用于双燃料发动机的燃料压力释放系统,其包括至少一个气体燃料进入阀,所述气体燃料进入阀位于气体燃料入口区和进气区之间。所述系统包括位于气体燃料入口区中的第一压力传感器以及位于进气区中的第二压力传感器。电子控制器与第一压力传感器和第二压力传感器连接。气体燃料排气路径在气体燃料入口区和发动机的进气路径的部分之间延伸。排气阀沿着气体燃料排气路径定位并且与控制装置的电子控制器连接。当横过气体燃料进入阀的压差超过预定水平时,燃料排气阀打开以释放压力。此已知系统配置为在双燃料模式下运行。此外,如果不期望使用双燃料模式,则将排气阀闭合。在双燃料模式下,压差的检查不可能提供如下所述问题的解决方案。
在经由包括与发动机的燃烧室相关布置的气体燃料进入装置的气体燃料进入系统被供有气体燃料的燃气发动机中可能出现的问题是,由于瞬时负载变化,即,发动机在相对高负载下运行并且随后突然在低负载下运行,发动机会超速,结果是,发动机会由于不能够继续进行燃料喷射而完全停机。
本公开至少部分地涉及提高或克服使用例如SOGAV的气体进入装置的现有技术的燃气发动机的一个或多个方案。特别地,本公开会涉及避免由于可能的抛负载事件导致的燃气发动机的发动机停机。
发明概述
根据本公开的第一方案,用于燃气发动机的气体燃料进入系统,其具有至少一个燃烧室,所述燃烧室被供有具有进入空气压力的进入空气,所述气体燃料进入系统可包括气体压力调节单元,所述气体压力调节单元包括气体压力调节单元入口和气体压力调节单元出口。气体压力调节单元可配置为在气体压力调节入口处接收处于供给压力的气体并且在气体压力调节单元出口处排出处于喷射压力的气体。喷射压力可小于供给压力。气体燃料进入系统可进一步包括气体供给导管。发动机气体入口可配置为将气体引导到至少一个燃烧室中。气体进入阀可具有阀入口和阀出口。阀入口可经由气体供给导管与气体压力调节单元出口流体连接,并且阀出口可与发动机气体入口流体连接。气体进入阀可配置为使得具有喷射压力的气体在预定持续期内的预定时间进入发动机气体入口。另外,气体燃料进入系统可进一步包括与气体导管流体连接的气体压力释放装置。气体压力释放阀可配置为:如果喷射气体压力和进入空气压力之间的压差在预定阈值以上,则释放气体导管中气体的过压。第一感测装置可配置为感测喷射气体压力,并且第二感测装置可配置为感测进入空气压力。
所述气体燃料进入系统可包括发动机控制模块。发动机控制模块可配置为控制气体进入阀以使燃气发动机的至少一个燃烧室中待燃烧的气体进入。发动机控制模块可进一步配置为与第一感测装置和第二感测装置均通信。发动机控制模块可另外配置为检验降压型燃气发动机的发动机速度是否在预定放气阈值以上、和/或发动机速度增量是否等于或大于预定速度增量阈值、和/或进气压力和进入空气压力之间的压差的压差增量是否在预定压差增量阈值以上。此外,发动机控制模块可进一步配置为:如果降压型燃气发动机的发动机速度在预定放气阈值以上、和/或发动机速度增量等于或大于预定速度增量阈值、和/或进气压力和进入空气压力之间的压差的压差增量在预定压差增量阈值以上并且由第一感测装置感测到的进气压力和由第二感测装置感测到的进入空气压力之间的压差在预定阈值以上,则控制气体压力释放装置以使气体压力释放装置仅释放气体导管中气体的过压。
根据本公开的第二方案,发电单元可以包括:至少一个发电机,其配置为将机械能转换为电能;至少一个燃气发动机,其配置为直接或间接地驱动至少一个发电机;以及用于燃气发动机的气体燃料进入系统。可如上所述来配置气体燃料进入系统。
本公开的另一方案涉及一种用于避免由于抛负载事件导致燃气发动机的发动机停机的方法。燃气发动机可装有至少一个气体进入阀,所述气体进入阀配置为使得具有喷射压力的气体在预定持续期内的预定时间进入发动机气体入口中。发动机可进一步包括气体压力调节单元出口,以及将气体压力调节单元出口与至少一个气体进入阀连接的气体供给导管。所述方法可包括如下步骤:
a)检验降压型燃气发动机(5)的发动机速度是否在预定放气阈值以上,和/或
b)检验发动机速度增量是否等于或大于预定速度增量阈值,和/或
c)检验进气压力和进入空气压力之间的压差的压差增量是否在预定压差增量阈值以上,
以及
d)如果以下成立,则仅降低气体供给导管(35)中的气体压力:
a1)降压型燃气发动机(5)的发动机速度在预定放气阈值以上,和/或
b1)发动机速度增量等于或大于预定速度增量阈值,和/或
c1)进气压力和进入空气压力之间的压差的压差增量在预定压差增量阈值以上,
以及
d1)进气压力和进入空气压力之间的压差在预定阈值以上。
本公开的另一方案涉及气体压力释放装置的使用,所述气体压力释放装置配置为与气体供给导管流体连接,所述气体供给导管连接气体压力调节单元出口和具有至少一个燃烧室的燃气发动机的气体进入阀,并且,如果气体供给导管中的气体的喷射气体压力和进入空气压力之间的压差在预定阈值以上,则释放气体供给导管中气体的过压,用于避免由于抛负载事件导致燃气发动机的发动机停机。
应理解的是,前面的一般性说明以及随后的详细说明均仅为示例性和说明性的并且不是对公开内容的限制。
基于下面的描述、附图以及所附的权利要求,本公开的其它特征和方案对于技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
图1示出了根据本公开的第一示例性实施方案的燃气发动机的示例性实施方案的示意性框图,
图2示出了根据本公开的第二示例性实施方案的燃气发动机的另一示例性实施方案的示意性框图,以及
图3示出了避免由于抛负载事件导致燃气发动机的发动机停机的方法的示意性流程图。
发明详述
本公开的第一示例性实施方案示意性地示于图1中。此处,燃气发动机5可以包括被供有例如天然气的气体以及进入空气的一个或多个燃烧室10。燃烧室10可与发动机气体入口6和进入空气入口7连接。在这种燃气发动机5的一个示例性实施方案中,发动机气体入口6和进入空气入口7可结合于一个单元中。燃气发动机5的构造和设计可与已知的燃气发动机相同。
如图1所示,燃气发动机5可经由例如通过燃气发动机5驱动的轴111与发电机110连接。发动机控制模块70可与燃气发动机5连接并且配置为控制燃气发动机5,并且可为与燃气发动机5的运转相关的另外的单元/装置。例如,配置为感测例如发动机气体入口6处的喷射气体压力的第一感测装置80可配置为在其已通过气体进入装置40之后或者在其通过气体进入装置40之前感测喷射气体压力。第一感测装置80可与发动机控制模块70连接。第二感测装置90可布置在入口空气导管或歧管处处于入口空气压力的进入空气自所述歧管供给到燃烧室10。第二感测装置90可配置为感测流入燃烧室10中的进入空气的压力。另外,第二感测装置可与发动机控制模块70连接。此外,发动机控制模块可与气体压力释放阀60连接以使气体压力释放阀60可在打开信号来自发动机控制模块70时打开。
下面,参照例如图1详细地说明气体燃料进入系统1。图1所示的气体燃料进入系统1可包括气体压力调节单元15,气体压力调节单元15包括气体压力调节单元入口20和气体压力调节单元出口25。气体压力调节单元15可配置为在气体压力调节单元入口20处接收由气体燃料源30供给的处于供给压力的气体。由气体燃料源30供给的气体燃料的气体燃料压力可高于适于将气体燃料供给到燃气发动机5的燃烧室10中的气体燃料压力。因此,气体压力调节单元15可配置为将气体燃料压力降至适于将气体燃料供给或喷射到燃烧室10中的喷射压力。因此,气体压力调节单元15可配置为在气体压力调节单元出口25处排出处于可低于供给压力的喷射压力的气体。
气体供给导管35可布置为将气体压力调节单元出口25与气体进入阀40的阀入口45流体连接。由于燃气发动机通常包括多于一个的燃烧室10,并且每个燃烧室10与其自身的气体进入阀40相关联是适当的。在此情况下,气体供给导管35可配置为将气体压力调节单元出口25与气体进入阀40的全部阀入口45连接。每个气体进入阀40可不仅具有阀入口45,而且具有阀出口50。每个气体进入阀40的阀出口50可与发动机气体入口6流体连接。气体进入阀40可配置为使得具有喷射压力的气体在预定持续期内的预定时间进入例如每个燃烧室10的发动机气体入口。
因此,即使在图1中未示出,每个燃烧室10可设置有其自身的气体进入阀40,并且因此,每个气体进入阀40的全部阀入口45经由气体供给导管35与气体压力调节单元出口25连接。
另外,气体压力释放装置60可设置在本公开的示例性实施方案中。气体压力释放装置60可与气体供给导管35流体连接,或者换句话说,例如,气体压力释放装置60可设置为与至少一个阀入口45流体连接。
根据本公开的燃气发动机的所示的示例性实施方案可与发电机110连接。经由发动机5驱动的轴111,驱动发电机以用于发电。
与图1所示的示例性实施方案相反,不设置发电机100,但是燃气发动机5的轴111可以配置为通过机械方式驱动车辆,例如建筑机器或船的螺旋推进器螺旋桨。
依照本公开的气体燃料进入系统的另一示例性实施方案可包括发动机控制模块70,发动机控制模块70配置为控制气体进入阀40以使燃气发动机1的至少一个燃烧室10中待燃烧的气体进入其中。
本发明的气体燃料进入系统的另一示例性实施方案可包括:第一感测装置80,其配置为感测喷射气体压力;以及第二感测装置90,其配置为感测进入空气压力。发动机控制模块70可配置为与第一感测装置80和第二感测装置90通信。发动机控制模块70可进一步配置为控制气体压力释放装置60以使得:如果由第一感测装置80感测到的喷射气体压力和由第二感测装置90感测到的进入空气压力之间的压差在预定阈值以上,则气体压力释放装置60释放气体导管35中的气体的过压。
根据依照本公开的气体燃料进入系统的另一示例性实施方案,气体压力释放装置60可配置为:通过在气体压力释放装置60的适当入口上施加进入空气压力和喷射气体压力,如果压差在预定阈值以上,则自动释放气体供给导管35中的气体的过压。
基本上,气体进入阀可配置为螺线管操作的气体进入阀40。
依照根据本公开的本气体燃料进入系统的示例性实施方案,燃气发动机为例如被供有天然气的天然气燃气发动机。
本公开的另一示例性实施方案涉及气体压力释放装置60,气体压力释放装置60配置为与气体供给导管35流体连接,气体供给导管35将气体压力调节单元出口25与具有至少一个燃烧室10的燃气发动机1的气体进入阀40连接,并且配置为:如果气体供给导管35中的气体的喷射气体压力和进入空气压力之间的压差在预定阈值以上,则释放气体供给导管10中的气体的过压。
根据依照本公开的气体压力释放装置的另一示例性实施方案,气体压力释放装置可配置为气体压力释放阀60,例如气体压力释放阀60的尺寸设计为使得可达到气体供给导管35中的这种快速压降,使得能够避免由于抛负载事件导致燃气发动机5的发动机停机。
在根据本公开的气体压力释放装置60的另一示例性实施方案中,气体压力释放装置60可配置为使得:只要气体供给导管35中的气体的喷射气体压力和进入空气压力之间的压差在针对至少一个气体进入阀60的构造设定的阈值以上,气体压力释放装置60就释放气体供给导管10中的气体的过压。
在图2中示出了用于燃气发动机5的气体燃料进入系统1的第二示例性实施方案。此处,燃气发动机5可包括十六个气缸且因此包括十六个燃烧室10。在燃气发动机5的该具体示例性实施方案中,每个燃烧室10设置有其自身相关联的气体进入阀40,气体进入阀40可构造为SOGAV。另外,每个燃烧室10可设置有除了被供有在气体供给导管35中流动的气体燃料的主室歧管之外的预燃室,所述预燃室经由预燃室燃料歧管160也被供有气体燃料。
如图1中所示的第一示例性实施方案,图2中所示的气体燃料进入系统1的第二示例性实施方案设置有气体压力调节单元15。在本公开的此示例性实施方案中,单元15可包括多个调压器15a、15b以及带锁阀15c。与图1所示的示例性实施方案相同,气体供给导管35将气体压力调节单元出口25与主室燃料歧管连接,为燃气发动机5的每个燃烧室10的每个SOGAV40供有处于喷射压力的气体。标准的排气阀145与排气管线150和气体供给导管35连接。此排气阀145可用于在发动机5停止的情况下释放气体供给导管35中的过压。此排气阀145的唯一用途是避免在发动机5停止之后气体供给导管35中的过压以及因此由于气体供给管线35和连接的主室燃料歧管中的任何过压导致的损坏。因此,排气阀145可被构造为在较长的持续期例如几分钟之内释放过压。
如图2所示,发动机5还设置有预燃室气体燃料供给路径。此预燃室气体燃料供给路径可包括与气体源30(在图2中未示出)连接的气体燃料供给导管115。此气体燃料供给导管115终止于预燃室气体燃料歧管管线160,将气体燃料供给到发动机5的燃烧室10的预燃室的预燃室燃料歧管。可设置各个调压器125、135以用于调节歧管160中的气体燃料预燃室压力。另外,停止阀120可设置在阀125的上游。
与气体燃料供给导管35类似,预燃室气体燃料歧管供给管线160经由构造为排气阀145的排气阀140与排气管线150连接。排气阀140的作用与在发动机5停止的情况下释放过压的排气阀145相似,此处可能的是预燃室气体燃料供给管线160中的过压。因此,此排气阀140构造为在较长的持续期,即几分钟内释放管线160中的过压。
排气阀140和排气阀145均不能够避免由于抛负载事件导致的燃气发动机5的发动机停机。仅气体压力释放阀60能够用于避免由于抛负载事件导致的发动机停机。原因在于,气体压力释放阀60构造为如此快地释放导管35中的气体以使得在抛负载事件发动机停止的情况下进气压力(主室燃料歧管和/或气体燃料供给导管35中的)和发动机5的进入空气压力之间的必要最小压差在预定阈值以上。因此,压力释放阀60能够足量地快速释放气体。
工业应用性
如图1所示的本公开的示例性实施方案可按如下方式运行。气体燃料源30供给高压气体。经由气体压力调节单元15,高的气体燃料压力可降低至适当水平,例如,适当的喷射压力。须注意的是,气体压力调节单元15可包括多个气体压力调节装置或调压器。所有这些气体压力调节器可被配置为使得可在气体压力调节单元出口25处获得适当的气体燃料压力。结果,处于降低后的气体压力(例如,喷射压力)下的气体燃料在气体供给导管35内流到一个或多个气体进入阀40。特别地,这些气体进入阀40可配置为本说明书的引言部分所概括的SOGAV。气体进入阀40由例如发动机控制模块70控制,使得处于喷射压力的气体进入以便在预定持续期内的预定时间供给到相关联的燃烧室10。可调节所述时间和持续期以确保燃气发动机5的正确运行。可通过本领域公知的单元或装置(未示出)来供给进入空气。
这些进入阀尤其是SOGAV要求,较高压力气体和发动机的进入空气之间的压差小于预定阈值,例如150kPa。
由于瞬时负载变化,即发动机在相对高负载下运行并且随后突然在低负载下运行,发动机会超速。结果,调速器减少进入阀(例如,SOGAV)的致动持续期),这使得调节过的气体压力过冲。同时,进气管线中的空气压力由于较低的排气容积驱动(例如,涡轮增压器)(尽管超速,由于较低的燃料喷射量)而下降。可能发生的是,高压气体和进入空气之间的压差在所述阈值以上并且一旦发动机不再处于超速状态进入阀不能够继续进行正常的燃料喷射动作。结果,发动机由于不能够继续进行燃料喷射而完全停止。在燃气发动机以及例如天然气燃气发动机的当前技术领域中,罐压力或燃料供给管线压力可大于在SOGAV处所看到的压力,燃料已经经过气体压力调节单元,例如调压器。因此,由于抛负载事件导致发动机停机的原因被确定为发动机超速和/或气体压力过冲。所识别出的发动机超速事件的原因可能是慢的调速器响应和/或发动机5的飞轮的惯性能。
如上文已经提及的,SOGAV40仅能够由于主室中的小于150kPa的实际压差(MC气体压力-空气压力)而致动。主室气体压力可被正常地控制为空气压力以上100kPa。由于速度的突然变化,调速器快速降低SOGAV的持续期。由于气体压力调节的惯性响应,气体压力过冲。同时,由于涡轮增压器涌波以及减少的能量输入,空气压力快速下降。结果,SOGAV压差快速上升到150kPa的限值以上。当发动机速度恢复并且返回到期望速度及以下时,电子控制模块70增加SOGAV持续期,但是SOGAV不能够有效地打开。结果,速度进一步下降,并且发动机5停机。在此次恢复中电子控制模块计算出的功率输出高,但是实际上不发生燃烧,并且爆燃传感器未检测到任何燃烧信号。结果,发动机由于“爆燃传感器故障”而停机。
标准的气体压力调节单元15可装有燃料压力释放阀(未示出),燃料压力释放阀在任何停机事件发生时打开以将燃料压力释放到大气中并且因此防止未燃烧的燃料保留在发动机5的内部。由于所使用的燃料压力释放阀可以非常小,所以压降率低。
根据本公开,允许快速压力释放的气体压力释放阀60可通过计算来设计尺寸。此压力释放阀60可放置在气体压力调节单元出口25和发动机气体入口6之间。气体压力调节单元出口25可通过管道向大气(建筑物外部)排气。气体压力释放阀60可能需要通过电子控制模块70(继电器输出)在恰当的时间以及在恰当的持续期内被致动。气体压力释放阀70可正常关闭/在无电流的情况下关闭。所选的气体压力释放阀可以为电动气动阀DN65。气体压力释放阀70可以与用于气体压力控制单元15的主室管线的GSOV为相同的型号(DN100)。
总之,本公开的重点在于并入压力释放装置,例如压力释放阀60,其仅将SOGAV40的气体压力上游中的一些转储到排气流或直接转储到发动机的外部,例如建筑物的外部。
用于避免由于负载减小事件导致的燃气发动机1的发动机停机的方法的示例性实施方案可包括如下步骤:如果进气压力和进入空气之间的压差在预定阈值(例如150kPa)以上,则降低气体进入阀40上游的气体压力。可针对气体进入阀40的类型来设定预定阈值。特别地,在依照本公开的气体燃料进入系统1的示例性实施方案中,气体压力释放装置可包括气体压力释放阀60。气体压力释放阀可配置为电动气动阀60。
图3示出了用于避免由于抛负载事件导致燃气发动机5的发动机停机的实施方法的示例性实施方案的示意性流程图。此处,在第一方法步骤中,出现查询500。在查询500中,检验气体压力释放阀60是否打开。在这点上,必须指出的是,可通过偏置器件(例如,弹簧)使得气体压力释放阀偏置,以使得气体不会从气体供给导管35泄漏,即,仅在阀60被主动打开的情况下,例如通过为根据来自例如发动机控制模块70的相应控制信号的相关联的螺线管供给电流,气体压力释放阀60将打开。如果不为相关联的螺线管供给电流,则气体压力释放阀60关闭。因此,仅在根据图3的方法已经进行的情况下,气体压力释放阀60才会打开。
如果查询500的应答为否,则随后可进行查询505。此处,检验主室压差(MCΔP),即主室歧管中和/或气体供给导管35中的气体压力减去进入空气压力的差,是否大于预定阈值。所述预定阈值可与上述预定阈值(由所使用的一个或多个SOGAV的类型所规定)相同,或者所述预定阈值为上述预定阈值减去安全余量,例如大约7%,即,假设SOGAV需要150kPa的最小压差才能正确地运行,阈值可以为150kPa减去大约7%=140kPa。
如果查询505的应答为否,则随后进行步骤550。在此步骤550中,气体压力释放阀60的螺线管的电流被设定为零,以使气体压力释放阀60被确切地关闭。然后,随后进行查询530,其中检验气体压力释放阀60是否打开。如果应答为否,则燃料压力释放阀打开定时器可被重置为零。如果应答为是,则程序可结束。
在查询505的应答为是的情况下,随后可进行查询510,其中检验发动机5的发动机速度是否大于放气阈值。在应答为否的情况下,可随后进行步骤550。如果应答为是,则可随后进行查询515。在查询515中,可以查询发动机速度增量是否等于或大于速度增量阈值。在应答为否的情况下,可随后进行步骤550。
如果应答为否,则可随后进行查询520。在查询520中,可查询主室压差增量(MCΔP增量,即MCΔP的时间偏差的微分)是否等于或大于压差增量阈值。如果应答为是,则可随后进行步骤530,其中气体压力释放阀60打开。如果应答为否,则可再次进行步骤550。
在查询500的应答为是的情况下,然后可进行步骤535。在此步骤中,燃料压力释放阀打开定时器可减量。通过燃料压力释放阀打开定时器,可以确定的是,气体压力释放阀60仅在预定时间限值内打开。随后,可进行查询540,其中检验MCΔP是否等于或小于预定去活阈值。此预定去活阈值可被设定以使其值小于查询505的预定阈值。去活阈值的值可以为120kPa。在查询540中,进一步检验燃料压力释放阀打开定时器是否为零。如果查询540的应答为是,即,MCΔP等于或小于去活阈值和/或定时器为零,则随后可进行步骤550。如果查询540的应答为否,则随后可进行步骤525。在步骤525中,气体压力释放阀60打开。随后,可进行查询530。对于进一步的步骤和查询,参照上文的说明。
如借助于图3所示的流程图所说明的,用于避免由于抛负载事件导致燃气发动机5的发动机停机的方法的此示例性实施方案不仅可包括查询505,而且可包括进一步的查询510、515、520,例如发动机速度是否在预定阈值以上,发动机速度增量是否等于速度增量阈值或在速度增量阈值以上,以及主室压差增量是否等于或大于压差增量阈值。
最后,应注意的是,图3所示的方法可在例如10ms至50ms的速率进行,尤其是例如每30ms的速率进行,即,方法每30ms可再次开始查询500。
下面的参数列表仅为示例性的并且一定不限制本公开:
Claims (8)
1.一种用于燃气发动机(5)的气体燃料进入系统(1),所述燃气发动机(5)具有至少一个燃烧室(10),所述燃烧室(10)被供有具有进入空气压力的进入空气,所述气体燃料进入系统(1)包括:
气体压力调节单元(15),其包括气体压力调节单元入口(20)和气体压力调节单元出口(25),所述气体压力调节单元(15)配置为在所述气体压力调节单元入口(20)处接收处于供给压力的气体并且在所述气体压力调节单元出口(25)处排出处于喷射气体压力的所述气体;
气体供给导管(35),气体供给导管(35)中的气体具有进气压力;
发动机气体入口(6),其配置为将气体引导到所述至少一个燃烧室(10)中;
气体进入阀(40),其具有阀入口(45)和阀出口(50),所述阀入口(45)经由所述气体供给导管(35)与所述气体压力调节单元出口(25)流体连接,并且所述阀出口(50)与所述发动机气体入口(6)流体连接,所述气体进入阀(40)配置为使得具有所述喷射气体压力的所述气体在预定持续期内的预定时间内进入所述发动机气体入口(6);
气体压力释放装置(60),其与所述气体供给导管(35)流体连接,所述气体压力释放装置(60)配置为:如果所述喷射气体压力和所述进入空气压力之间的压差在预定阈值以上,则释放所述气体供给导管(35)中的所述气体的过压;
发动机控制模块(70),其配置为控制所述气体进入阀(40)以使得在所述燃气发动机(5)的所述至少一个燃烧室(10)中待燃烧的气体进入;
第一感测装置(80),其配置为感测所述喷射气体压力;以及
第二感测装置(90),其配置为感测所述进入空气压力;
其中,所述发动机控制模块(70)进一步配置为与所述第一感测装置(80)和所述第二感测装置(90)通信;
其中,所述发动机控制模块(70)进一步配置为检验燃气发动机(5)的发动机速度是否在预定放气阈值以上、和/或发动机速度增量是否等于或大于预定速度增量阈值、和/或所述进气压力和所述进入空气压力之间的压差的压差增量是否在预定压差增量阈值以上;
其中,所述发动机控制模块(70)进一步配置为如果满足以下条件则控制所述气体压力释放装置(60)以使所述气体压力释放装置(60)仅释放所述气体供给导管(35)中的所述气体的过压:
a1)所述燃气发动机(5)的所述发动机速度在所述预定放气阈值以上,和/或
b1)所述发动机速度增量等于或大于所述预定速度增量阈值,和/或
c1)所述进气压力和所述进入空气压力之间的所述压差的所述压差增量在所述预定压差增量阈值以上,
以及
d1)由所述第一感测装置(80)感测到的所述喷射气体压力和由所述第二感测装置(90)感测到的所述进入空气压力之间的所述压差在所述预定阈值以上。
2.如权利要求1所述的气体燃料进入系统,其中,所述气体压力释放装置包括气体压力释放阀(60)。
3.如权利要求2所述的气体燃料进入系统,其中,所述气体压力释放阀配置为电动气动阀(60)。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的气体燃料进入系统,其中,所述气体进入阀配置为螺线管操作的气体进入阀(40)。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的气体燃料进入系统,其中,所述燃气发动机为天然气燃气发动机(5)。
6.一种发电单元(100),包括:
至少一个发电机(110),其配置为将机械能转换为电能;
至少一个燃气发动机(5),其配置为直接或间接地驱动所述至少一个发电机(110);以及
权利要求1-5中的任一项所述的用于所述燃气发动机(5)的气体燃料进入系统(1)。
7.一种用于避免由于抛负载事件导致的燃气发动机(5)的发动机停机的方法,所述燃气发动机(5)包括:至少一个气体进入阀(40),其配置为使具有喷射压力的气体在预定持续期内的预定时间内进入发动机气体入口(6);气体压力调节单元出口(25);以及气体供给导管(35),其将所述气体压力调节单元出口(25)和所述至少一个气体进入阀(40)连接,气体供给导管(35)中的气体具有进气压力,
所述方法包括以下步骤:
a)检验燃气发动机(5)的发动机速度是否在预定放气阈值以上,和/或
b)检验发动机速度增量是否等于或大于预定速度增量阈值,和/或
c)检验进气压力和进入空气压力之间的压差的压差增量是否在预定压差增量阈值以上,
以及
d)如果满足如下条件,则降低所述气体供给导管(35)中的气体压力:
a1)所述燃气发动机(5)的发动机速度在所述预定放气阈值以上,和/或
b1)所述发动机速度增量等于或大于所述预定速度增量阈值,和/或
c1)所述进气压力和所述进入空气压力之间的所述压差的所述压差增量在所述预定压差增量阈值以上,
以及
d1)所述进气压力和所述进入空气压力之间的所述压差在预定阈值以上。
8.如权利要求7所述的方法,其中,降低气体压力的步骤d)包括:从所述气体供给导管(35)中释放出气体,直到所述气体供给导管(35)中的所述气体压力达到所述预定阈值以下的水平。
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