CN104879244B - 一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备及助燃方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备及助燃方法，包括燃油罐、调压器、电磁喷油器、燃油泵、混合气母管、岐气管、中冷器、瓦斯气进气装置及瓦斯发电机组电子控制器。本发明在所述混合气母管的进气口处安装电磁喷油器，实现电喷汽油助燃超低浓度瓦斯发电，当瓦斯浓度≤8％时电喷汽油助燃发电，瓦斯浓度＞8％以上纯瓦斯运行。本发明设备可以充分利用现有的瓦斯发电机组，提高设备的利用率且使大量浓度在5～8％的抽放瓦斯得到了充分利用，提高了部分浓度偏低瓦斯发电项目的设备运行时间，创造了良好经济效益。

Description

一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备及助燃方法

技术领域

本发明涉及一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备，属于提高浓度低于8％的瓦斯利用设备领域。

背景技术

现在市场上的瓦斯利用情况根据瓦斯浓度的不同，主要分为以下几种：一种是高浓度瓦斯发电机组，要求的瓦斯浓度为30％以上用来发电；一种是低浓度瓦斯发电机组，要求的瓦斯浓度一般为8％～30％用来发电；一种是对于瓦斯浓度特别低的则采用乏风氧化的方法进行处理；一种是对于瓦斯浓度大于30％的作为燃料直接利用。

经过长期市场调查数据的积累，发现有的煤矿抽放的瓦斯浓度经常性的在8％上下波动，而国内瓦斯浓度低于8％的基本没法利用，在国家对煤矿瓦斯利用要求越来越严格的情况下。因此超低浓度的瓦斯如何进一步利用，成为现阶段的主要课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备及助燃方法克服现有技术中大量的浓度低于8％的瓦斯无法利用造成温室效应及能源浪费的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,包括燃油罐、燃油泵、调压器、电磁喷油器、混合气母管、岐气管、中冷器、瓦斯气进气装置及瓦斯发电机组电子控制器，

所述燃油罐顶端空气层通过第一管道连接所述调压器的一个输出端口(回油口)；所述调压器的一个输入端口(真空口)通过第二管道与所述混合气母管连通；所述电磁喷油器安装在所述混合气母管的进气口处，其通过第三管道与所述调压器的第二个输入端口(进油口)连接；

所述燃油泵的输入端口通过第四管道与所述燃油罐底部连通，所述燃油泵输出端口通过第五管道与所述第三管道连通；所述混合气母管上连接有两个以上的岐气管；所述岐气管连通气缸，气缸内设有火花塞；所述中冷器的出气口与所述混合气母管的进气口连通；所述瓦斯气进气装置的出气口与所述中冷器的进气口相连接；所述瓦斯发电机组电子控制器控制电磁喷油器启闭。

本发明的有益效果是：在所述混合气母管的进气口处安装电磁喷油器，实现电喷汽油助燃超低浓度瓦斯发电，当瓦斯浓度≤8％时电喷汽油助燃发电，瓦斯浓度＞8％以上纯瓦斯运行。本发明设备可以充分利用现有的瓦斯发电机组，提高设备的利用率且使大量浓度在5～8％的抽放瓦斯得到了充分利用，提高了部分浓度偏低瓦斯发电项目的设备运行时间，创造了良好经济效益。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

如上所述本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,进一步，所述瓦斯气进气装置包括瓦斯进气管、空气进气管、燃气阀、空气阀及涡轮增压器，所述燃气阀及涡轮增压器沿瓦斯进气方向依次设置在所述瓦斯进气管内；所述燃气阀及涡轮增压器之间的瓦斯进气管侧壁连接并连通所述空气进气管；所述空气阀设在所述空气进气管上；燃气阀10与空气阀11的信号输出端与所述瓦斯发电机组电子控制器通过信号线连接。

如上所述本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,进一步，所述混合气母管的前端设有节气门，所述节气门通过瓦斯发电机组电子控制器控制启闭。

如上所述本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,进一步，所述电磁喷油器上设有两个以上的喷油嘴。

如上所述本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,进一步，所述瓦斯发电机组电子控制器包括CPU和存储器，CPU与所述存储器通信，所述燃气阀与空气阀的信号输出端与所述CPU的输入端信号线连接。

如上所述本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,进一步，还包括转速传感器、功率传感器、凸轮位置传感器、排温传感器、用于检测混合气母管内的混合气压力的混合气压力传感器、用于检测混合气母管内的混合气温度的混合气温度传感器、水温传感器、浓度传感器及氧量传感器，所述转速传感器、功率传感器、凸轮位置传感器、排温传感器、瓦斯气流量传感器、空气流量传感器、混合气压力的混合气压力传感器、混合气温度传感器、水温传感器、浓度传感器及氧量传感器通过信号线与所述CPU的输入端相连接；

所述CPU的输出端连接有燃气阀执行器、空气阀执行器、节气门执行器及喷油器控制模块的输入端，所述燃气阀执行器连接所述燃气阀，所述空气阀执行器连接空气阀，所述节气门执行器连接节气门，所述喷油器控制模块的输出端与所述电磁喷油器连接。

如上所述本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,进一步，所述喷油器控制模块接收手动控制信号和停机信号。所述转速传感器的一个输入端还与数字点火模块信号线连接，数字点火模块通过点火线圈控制火花塞点火。

本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法，当煤矿所抽采的瓦斯浓度小于8％时，通过电喷汽油系统向瓦斯气母管内喷入汽油，通过瓦斯发电机组电子控制器控制电磁汽油系统的喷油量，保证发电机组正常点火做功的情况下，减少汽油用量；当瓦斯浓度高于8％时，仅采用瓦斯发电，关闭电喷汽油助燃系统。

附图说明

图1为本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备原理结构示意图；

图2为本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备中控制结构示意图；

图3为本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备中点火原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、燃油罐，2、燃油泵，3、滤油器，4、调压器，5、电磁喷油器，6、节气门，7、CPU，8、喷油器控制模块，9、气缸，10、燃气阀，11、空气阀，12、涡轮增压器，13、中冷器，14、混合气母管，15、岐气管，16、第一管道，17、第二管道，18、第三管道，19、第四管道，20、第五管道，21、瓦斯进气管，22、空气进气管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,包括燃油罐1即燃油罐的内的燃料为汽油；燃油泵2、调压器4、电磁喷油器5、混合气母管14、岐气管15、中冷器13、瓦斯气进气装置及瓦斯发电机组电子控制器，

所述燃油罐1顶端空气层通过第一管道16连接所述调压器4的一个输出端口(回油口)；所述调压器4的一个输入端口(真空口)通过第二管道17与所述混合气母管14连通；所述电磁喷油器5安装在所述混合气母管14的进气口处，其通过第三管道18与所述调压器4的第二个输入端口(进油口)连接；

所述燃油泵2的输入端口通过第四管道19与所述燃油罐1底部连通，所述燃油泵2的输出端口通过第五管道20与所述第三管道18连通，所述第五管道上设有滤油器3；所述混合气母管14上连接有两个以上的岐气管；所述岐气管15连通气缸9；所述中冷器13的出气口与所述混合气母管14的进气口连通；所述瓦斯气进气装置的出气口与所述中冷器13的进气口相连接；所述瓦斯发电机组电子控制器控制电磁喷油器启闭。

本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,在一种具体实施过程中，所述瓦斯气进气装置包括瓦斯进气管21、空气进气管22、燃气阀10、空气阀11及涡轮增压器12，所述燃气阀10及涡轮增压器12沿瓦斯进气方向依次设置在所述瓦斯进气管21内；所述燃气阀10及涡轮增压器12之间的瓦斯进气管21侧壁连接并连通所述空气进气管22；所述空气阀11设在所述空气进气管22上；燃气阀10与空气阀11与所述瓦斯发电机组电子控制器信号线连接；

本发明一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备,在具体实施过程中，所述瓦斯发电机组电子控制器包括CPU7和存储器，CPU与所述存储器通信，所述燃气阀10与空气阀11的信号输出端与所述CPU的输入端信号线连接。还包括转速传感器、功率传感器、凸轮位置传感器、排温传感器、用于检测混合气母管内的混合气压力的混合气压力传感器、用于检测混合气母管内的混合气温度的混合气温度传感器、水温传感器、浓度传感器及氧量传感器，所述转速传感器、功率传感器、凸轮位置传感器、排温传感器、混合气压力的混合气压力传感器、混合气温度传感器、水温传感器、浓度传感器及氧量传感器通过信号线与所述CPU7的输入端相连接；

所述CPU的输出端连接有燃气阀执行器、空气阀执行器、节气门执行器及喷油器控制模块8的输入端，所述燃气阀执行器连接所述燃气阀，所述空气阀执行器连接空气阀，所述节气门执行器连接节气门6，所述喷油器控制模块8的输出端与所述电磁喷油器5连接；所述喷油器控制模块8接收手动控制信号和停机信号。

本发明上述的传感器具体实现的功能如下：

本发明空气阀11具有空气流量传感器功能，空气阀11通过空气通过时产生的差压，计算出空气进气量。空气阀的大小直接影响进气量和喷油量，实现合理的空燃比(即调整进气量和喷油量)。

本发明燃气阀10具有瓦斯气流量传感器具有的燃气计量功能，燃气阀10通过燃气通过时产生的差压，计算出瓦斯进气量，燃气阀10开度大小直接影响进气量，实现合理的空燃比。

混合气压力/温度传感器：位于节气门后混合气母管14上，采集混合气压力和温度。CPU根据混合气压力和温度调节空燃比。如果混合气压力/温度传感器出现故障，就会造成启动困难，排气温度增高。

水温传感器：位于发动机出水母管上，采集发动机冷却水温度。CPU根据水温判断发动机工况，精确调整空气与燃油和瓦斯气体的比例。

转速传感器：位于发动机功率输出联接器(未画出)齿圈上旁边，距离测速齿顶0.5～0.8mm，通过电磁感应采集到脉冲信号，然后转换成曲轴转速。转速传感器是发动机工况的主要信息之一，CPU根据转速传感器输送的信号确定喷油和点火时间。如果转速传感器发生故障，将会导致发动机无法启动。

功率传感器：在发电机控制回路上，测量发电机实时输出功率，是发电机组运行主要参数之一，CPU根据功率传感器输送的功率信号推算发动机负载情况，对比设定的发电机功率，配合转速传感器、进气流量、温度等信号调整进气量和喷油量。

凸轮位置传感器：位于在机体自由端的齿轮罩壳(未画出)内，在凸轮轴端部定时轮旁边，通过霍尔传感器检测定时轮上磁钉，采集凸轮轴旋转的周期信号，是点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入CPU，从而使CPU能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。如果凸轮位置传感器发生故障，发动机将不能正常工作。

浓度传感器：位于燃气阀10前的瓦斯进气管上，测量当前的瓦斯浓度，反馈给CPU，根据转速、功率计算出所需瓦斯量，大小直接影响进气量，实现合理的空燃比(即调整进气量)。

排温传感器：位于气缸9排烟口处，用以检测单缸排烟温度，反映该缸工况以及间接地判断进入气缸内混合气的浓度，当多缸排气温度过高时，也能间接判断混合气过浓，反馈给CPU修正空燃比。

氧量传感器：位于烟气排放出口处，用以检测高温烟气中氧的含量，从而间接地判断进入气缸内混合气的浓度，以便对实际空燃比进行闭环控制。当排气中氧的含量过高时，说明混合气过稀，氧传感器即输出一个电信号给CPU，让其指令燃气阀增加进气量，喷油器增加喷油量。当排气中氧的含量过低时，反之。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法,其特征在于，该方法使用瓦斯发电机组电喷汽油助燃设备，包括燃油罐、燃油泵、调压器、电磁喷油器、混合气母管、岐气管、中冷器、瓦斯气进气装置及瓦斯发电机组电子控制器，

所述燃油罐顶端空气层通过第一管道连接所述调压器的一个输出端口；所述调压器的一个输入端口通过第二管道与所述混合气母管连通；所述电磁喷油器安装在所述混合气母管的进气口处，其通过第三管道与所述调压器的第二个输入端口连接；

所述燃油泵的输入端口通过第四管道与所述燃油罐底部连通，其输出端口通过第五管道与所述第三管道连通；所述混合气母管上连接有两个以上的岐气管；所述岐气管连通气缸，气缸内设有火花塞；所述中冷器的出气口与所述混合气母管的进气口连通；所述瓦斯气进气装置的出气口与所述中冷器的进气口相连接；所述瓦斯发电机组电子控制器与电磁喷油器通过信号线连接，控制电磁喷油器的喷油量；

所述瓦斯气进气装置包括瓦斯进气管、空气进气管、燃气阀、空气阀及涡轮增压器，所述燃气阀及涡轮增压器沿瓦斯进气方向依次设置在所述瓦斯进气管内；所述燃气阀及涡轮增压器之间的瓦斯进气管侧壁连接并连通所述空气进气管；所述空气阀设在所述空气进气管上；所述燃气阀与空气阀的信号输出端与所述瓦斯发电机组电子控制器通过信号线连接；

当煤矿所抽采的瓦斯浓度小于8%时，通过电喷汽油系统向混合气母管内喷入汽油，通过瓦斯发电机组电子控制器控制电喷汽油系统的喷油量，保证发电机组正常点火做功的情况下，减少汽油用量；当瓦斯浓度高于8%时，仅采用瓦斯发电，关闭电喷汽油助燃设备。

2.根据权利要求1所述一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法,其特征在于，所述混合气母管的前端设有节气门，所述节气门通过瓦斯发电机组电子控制器控制启闭。

3.根据权利要求2所述一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法,其特征在于，所述电磁喷油器上设有两个以上的喷油嘴。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法,其特征在于，所述瓦斯发电机组电子控制器包括CPU和存储器，CPU与所述存储器通信；所述燃气阀与空气阀的信号输出端与所述CPU的输入端信号线连接。

5.根据权利要求4所述一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法,其特征在于，还包括转速传感器、功率传感器、凸轮位置传感器、排温传感器、用于检测混合气母管内的混合气压力的混合气压力传感器、用于检测混合气母管内的混合气温度的混合气温度传感器、水温传感器、浓度传感器及氧量传感器，转速传感器、功率传感器、凸轮位置传感器、排温传感器、瓦斯气流量传感器、空气流量传感器、混合气压力的混合气压力传感器、混合气温度传感器、水温传感器、浓度传感器及氧量传感器通过信号线与所述CPU的输入端相连接；

所述CPU的输出端连接有燃气阀执行器、空气阀执行器、节气门执行器及喷油器控制模块的输入端，所述燃气阀执行器连接所述燃气阀，所述空气阀执行器连接空气阀，所述节气门执行器连接节气门，所述喷油器控制模块的输出端与所述电磁喷油器连接。

6.根据权利要求5所述一种瓦斯发电机组电喷汽油助燃方法,其特征在于，所述喷油器控制模块接收手动控制信号和停机信号。