CN105226613A - 一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾填埋气发电机组电站技术领域，公开一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法，采用的垃圾填埋气体发电机组监控系统包括垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置。本发明能够实现对电站各组成系统进行实时监测并作出合理的电气控制，将电站的各系统工作状态，实时通过通讯传送至远端计算机监控装置，进行远程监控及工作状态数据记录等。

Description

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾填埋气体发电机组电站技术领域，尤其涉及一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法。

背景技术

随着能源短缺问题日益严重，人们对填埋气的认识发生了变化，填埋气体是一种可燃气体，将垃圾填埋场中产生的填埋气作为燃料利用气体机发电的技术，是一种将垃圾清洁化、资源化处理的利用方式。垃圾填埋气体发电机组电站的正常稳定运行，则垃圾填埋气体发电机组监控系统起到监控核心作用。垃圾填埋气体发电机组电站包括垃圾填埋气源、气体预处理、气体发动机、发电机、电网及各个电气监控系统。

气体预处理系统控制的合理性与否，直接影响着气源的质量和运行环境的安全；气体发电机组系统控制的合理性与否，直接影响着电量的品质及机组的安全；配电系统控制的合理性与否，直接影响着功率分配的均衡性及电力输送的安全。垃圾填埋气体发电机组监控系统的重要性，显而易见。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法。

本发明为完成本系统采用如下技术方案：

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，包括：垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置，所述的垃圾填埋气体预处理监控装置通过垃圾填埋气体发动机监控装置与垃圾填埋气体发电机配电管理装置相连，垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置的数据端口分别通过电缆与垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置相连；

其中的垃圾填埋气体预处理监控装置通过电缆与气体预处理装置信号传输接口相连；垃圾填埋气体发动机监控装置通过电缆与气体发动机信号传输接口相连；垃圾填埋气体发电机配电管理装置通过电缆与发电机信号传输接口相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的垃圾填埋气体预处理监控装置由采集模块Ⅰ、处理模块Ⅰ、控制模块Ⅰ组成，所述处理模块Ⅰ的输入端通过采集模块Ⅰ与气体预处理装置的压力传感器、温度传感器、浓度传感器、火焰传感器的信号传输接口相连；处理模块Ⅰ的输出端通过控制模块Ⅰ与气体预处理装置的断气阀、电动阀、放散阀的信号传输接口相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的垃圾填埋气体发动机监控装置由气体机发动机监测装置、气体机发动机安全保护装置、气体机发动机控制装置、气体机发动机辅助控制装置组成；气体机发动机监测装置通过气体机发动机安全保护装置与气体机发动机控制装置相连；

其中，气体机发动机监测装置通过电缆与气体发动机的转速传感器、压力传感器、温度传感器、数字量传感器的信号传输接口相连；气体机发动机安全保护装置通过电缆与气体发动机的停机装置、节气门、点火、空燃比、爆震的信号传输接口相连；气体机发动机控制装置通过电缆与气体发动机的断气阀、转速传感器、压力传感器、温度传感器、本安型传感器、缸温至缸温的信号传输接口相连；气体机发动机辅助控制装置通过电缆与气体发动机的电磁阀、滑油泵、冷却水泵、冷却风机的信号传输接口相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的垃圾填埋气体发电机配电管理装置由采集模块Ⅵ、处理模块Ⅵ、控制按钮Ⅵ组成，所述的处理模块57输入端通过采集模块Ⅵ与发电机的电压、电流的信号传输接口相连，处理模块Ⅵ输出端通过控制按钮Ⅵ与发电机的断路器信号传输接口相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置由通信管理机与计算机连接组成，通信管理机的数据端分别通过电缆与垃圾填埋气体预处理监控装置的处理模块Ⅰ相连，与垃圾填埋气体发动机监控装置的气体机发动机监测装置相连，与垃圾填埋气体发电机配电管理装置的处理模块Ⅵ相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的气体机发动机监测装置16由采集模块Ⅱ、处理模块Ⅱ、显示模块Ⅰ组成；所述处理模块Ⅱ的输入端通过采集模块Ⅱ与气体发动机的转速传感器、压力传感器、温度传感器、数字量传感器的信号传输接口相连，处理模块的输出端通过电缆与显示模块Ⅰ相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的气体机发动机安全保护装置由控制模块Ⅲ、处理模块Ⅲ、控制按钮Ⅲ、显示模块Ⅲ组成，所述处理模块Ⅲ通过控制模块Ⅲ与气体发动机的停机装置、节气门的信号传输接口相连，控制模块Ⅲ的第一输入端与气体机发动机监测装置相连，控制模块Ⅲ的第二输入端与气体机发动机控制装置相连；处理模块Ⅲ的输入端与爆震的信号传输接口相连，处理模块的第一输出端与点火、空燃比的信号传输接口相连，处理模块Ⅲ的第二输出端与显示模块Ⅲ相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的气体机发动机控制装置由采集模块Ⅳ、安全保护模块、处理模块Ⅳ、缸温保护模块组成，处理模块Ⅳ通过安全保护模块与采集模块Ⅳ相连，采集模块Ⅳ通过电缆与气体发动机的转速传感器、压力传感器、温度传感器、本安型传感器的信号传输接口相连；安全保护模块的第一输出端与断气阀相连，安全保护模块的第二输出端与气体机发动机监测装置相连，安全保护模块的第三输出端与气体机发动机安全保护装置相连；处理模块Ⅳ通过缸温保护模块与气体发动机的缸温1至缸温n的信号传输接口相连，处理模块Ⅳ的输出端与气体机发动机辅助控制装置19相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，所述的气体机发动机辅助控制装置由控制模块Ⅴ、处理模块Ⅴ、显示模块Ⅴ、控制按钮Ⅴ组成，处理模块Ⅴ通过控制模块Ⅴ与气体发动机的电磁阀、滑油泵、冷却水泵、冷却风机的信号传输接口相连；处理模块Ⅴ的输入端与控制按钮Ⅴ相连，处理模块Ⅴ的输出端与显示模块Ⅴ相连。

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统的监控方法，包括：垃圾填埋气体预处理监控方法，垃圾填埋气体发动机监控方法，垃圾填埋气体发电机配电管理方法，垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控方法；

1）所述的垃圾填埋气体预处理监控方法，采用的垃圾填埋气体预处理监控装置，用于采集火焰传感器火情信号，经过判断处理，控制紧急切断阀关闭，并打开气体放散阀，紧急停止气体机组，同时发出危险报警信号，具体的实施步骤如下：

a.通过气体预处理监控装置采集模块，对细水雾温度、垃圾填埋气温度、细水雾水压、垃圾填埋气压力、垃圾填埋气浓度进行采集，采集模块Ⅰ由PT100采集器、变送器采集器组成；

b.将采集模块Ⅰ采集的信号经气体预处理监控装置的处理模块Ⅰ处理后，与触摸显示屏进行通讯，将参数通过触摸显示屏进行显示；并与设定的报警值作比较，进行超限报警；处理模块Ⅰ为可编程控制器；

超限报警包括，垃圾填埋气温度高：当温度值大于等于40℃时，报警输出；垃圾填埋气压力低：当压力值小于等于5KPa时或大于等于20KPa时，报警输出；

c.通过气体预处理监控装置的控制模块Ⅰ，控制燃气紧急停机断气阀、电动阀和放散阀关闭和打开，调节管路内压力，出现危险报警时关闭紧急停机断气阀，打开放散阀；

d.在燃气管道内产生回火时，通过在主管路与支管路统一装设的火焰传感器、在主管路装设的浓度传感器、在箱装体内装设的燃气泄漏传感器，进行的一种保护；

当输送管路上无明火时，火焰传感器输出0.2V信号到气体预处理装置采集模块Ⅰ，再传输给处理模块Ⅰ判断为输送管路正常，不报警无信号输出；

当输送管路上有明火时，火焰传感器输出4.5V信号到处理模块，处理模块判断为输送管路异常，输出给控制模块，控制紧急切断主管路气体阀，打开放散阀，并为了将管路中，多余的气体燃烧干净，经延时后，紧急停机气体机组，同时发出危险报警信号；

浓度传感器将信号实时传送给采集模块Ⅰ，发给处理模块Ⅰ分析处理，当放散阀打开经延时后，检测燃气浓度未下降到设定值，判断放散阀故障，发出报警信号，提示巡检人员尽快排除故障；采集模块Ⅰ实时采集燃气泄漏传感器信号，当检测到燃气泄漏信号时，发出报警信号，提醒巡检人员采取措施，消除火灾隐患，达到一种防火的保护；

2）所述的垃圾填埋气体发动机监控方法，采用垃圾填埋气体发动机监控装置，对气体机的点火控制器、空燃比控制器、节气门控制器进行合理控制，对爆震控制器进行保护动作；包括：对气体发动机监测、对气体机发动机安全保护、对气体机发动机控制、对气体机发动机辅助控制；

（1、对气体发动机监测的方法，其具体步骤如下：

⑴、数据有效性判断，通过对垃圾填埋气体机发电机组运行的参数：温度、压力、排温采集信息与所采集垃圾填埋气体机发电机组运行参数正常范围进行对比，在控制工作状态下，若采集参数小于越限下限值或大于越限上限值时，判断传感器越限，并给予警示报警；在正常工作状态下，若采集值达到报警设定值范围：低于压力低报警值、高于温度高报警值，判定气体机组监测装置发出声光报警，提醒运营人员检查相关传感器；

⑵、数据修正，用采集后的电阻减去外部调节的电阻值，其差值就是趋于实际电阻值，趋于实际温度值，即采用处理模块的可调电位器设定传输线路对应的外部调节线阻可调值，再用采集后的电阻减去处理模块的可调节电位器线阻，显示或判断趋于实际值的温度；

⑶、滤波处理，对信息采集模块所采集的压力信号进行滤波处理，使用在设置的时间段内连续采集N次压力参数，并去掉一个最大值，去掉一个最小值，将N-2中间值求算术平均值的方法，使压力滤波掉误差峰值和误差波谷值，更合理的实际压力值，用于显示及判断，解决了压力信号压力源抖动问题；

⑷、数据转换，将所采集的数据进行最终量值变换，将数据转换成处理模块易读易应用计算、判断的数字量信息，应用完成后，再将其数字量转化为目标参数，实现机组运行状态的显示，包括：电阻值与温度；4-20mA与压力；0-30mV与排温；

⑸、远传数据通讯，机旁显示单元以外机组检测部分设置了Modbus-RTU通讯协议，将数据远传至远端计算机监控单元，用户在远程对机组的运行状态进行监控；

（2、对气体机发动机安全保护的方法

⑴、垃圾填埋气安全保护：当监测到包括：爆震控制器报警、沼气泄露报警、火焰报警、烟雾报警、可燃气烟雾报警等时，切断气体预处理主管路并气体机紧急停机，提高垃圾填埋气气体机发电机组的安全运行；

⑵、气体机发动机缸温多方面多层次关联保护：单缸排温大于690℃时，延时5s，监控系统保护判断发出声光报警并延时判断确认后发出降功率指令，功率降到设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否小于690℃或者降到某温度值以下，如果否，则控制分闸，发出声光报警并关闭断气阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机安全保护装置收回降功率信号，恢复正常运行；机组A、B列单列平均缸温大于660℃时，延时5s，计算平均缸温时会排除传感器故障的因素，气体机发动机安全保护装置给功率管理装置发出降功率指令，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单列平均缸温是否小于660℃或降到某温度值，如果否，分闸，声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行。单列增压空气压力≥20KPa时，本列的单缸缸温高于本列的平均缸温100℃以上，延时5s，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否高于单列平均缸温100℃及以上，如果是，分闸，发出声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果否，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行。单列增压空气压力≥20KPa时，本列的单缸缸温低于本列的平均缸温100℃时，单缸点火可能失败，其他缸点火能量发生变化，易引起爆震，此时发出声光报警信号，提示巡检人员尽快排除故障；

（3、对气体机发动机控制的方法；

⑴、在点火系统中，处理模块根据发动起动、空载、部分负载、满载运行工况对点火提前角进行实时调整，控制燃气机组的起动、运行稳定性；

⑵、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值，通过外部设定固定空燃比设定值，实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速，负载等运行工况变化自动进行精确补偿，控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求；

⑶、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速；

⑷、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车；

⑸、爆震的控制，是从四个阶段进行保护控制：

普通报警，当爆震控制器检测到敲缸频率出现异常时，达到设定的普通报警阶段时，控制器会发出报警信号，提醒巡检人员尽快采取有效措施，防止爆震级别进一步的上升；

轻微爆震，若爆震程度由普通报警阶段升至轻微爆震阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点火控制器进行联动，调整点火提前角，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护；若爆震程度降低，则继续调整点火提前角，直到爆震消失，停止调整；

若爆震程度上升，则进入降低负荷保护阶段；降低负荷，若爆震程度由轻微爆震阶段升至降低负荷阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点空燃比控制器、气体机发动机安全保护装置进行联动，空燃比控制器会根据标定的MAP及PID对空燃比进行调整，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护，若爆震程度降低，则继续调整空燃比、继续降功率直到爆震消失，停止调整；若爆震程度上升，则进入紧急停机保护阶段；

紧急停机，若爆震程度经过点火提前角的调整、空燃比的调整、负荷的降载一系列保护动作后，无明显降低时，爆震控制器给气体机发动机安全保护装置发出紧急停机信号，气体机发动机安全保护装置会立即控制机组分闸、紧急停机，防止爆震对发动机的严重破坏；

（4、气体机发动机辅助控制方法，分为垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制和冷却水系统温度自动控制；

A.对垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制：

⑴、在气体发动机停机备用状态下，该装置自动定时控制电动滑油输送泵运转，为气体发动机主轴瓦、汽缸套运动部件注入润滑油对其进行预润滑；

⑵、在气体发动机由运行状态转为停止状态后，该装置自动控制电动滑油输送泵运转，对滑油进行强制循环，起到对机体内部主要运动部件降温的功能；

⑶、在气体发动机运行状态下，对该装置的自动滑油脱硫置换工作进行初始化，通过监控装置定时器自动投入运行，使滑油脱硫置换按照所需时间间隔断续的投入运行；当滑油脱硫置换投入运行的同时自动控制电动三通阀全部打开，使滑油全部经过滑油脱硫装置再回入气体发动机油底壳的气体机润滑油存储部位，滑油脱硫置换退出同时自动控制电动三通阀全部关闭，即滑油不经过滑油脱硫装置；

⑷、在气体发动机油底壳安装滑油液位低检测装置，判断滑油脱硫置换投入自动运行逻辑时滑油液位是否过低，如果滑入口油液位低则停止,滑油脱硫置换，直到滑油液位恢复正常后,再投入滑油脱硫置换；

⑸、通过测量气体发动机入口滑油压力：进入气体发动机油底壳前的管路处压力，若气体发动机入口滑油压力低于压力第一设定值，延时后，暂停滑油脱硫置换，气体发动机入口滑油压力低报警并通讯至远端提示操作人员，当气体发动机入口滑油压力高于压力第二设定值，延时后，恢复滑油脱硫置换功能；

⑹、过测量气体发动机入口滑油流量即进入气体发动机油底壳前的管路处流量，如果入口滑油流量低则停止,滑油脱硫置换，直到入口滑油流量恢复正常后,再投入滑油脱硫置换；

B、对冷却水系统温度自动控制，采用启闭气体发动机电动三通阀的角度、冷却风机的数量,控制气体发动机的冷却水温度；

气体发动机冷却水温度上升过程的控制：

⑴、机组运行成功后，自动控制开启冷却水循环泵；

⑵、气体发动机冷却水温度检测装置实时检测气体发动机冷却水温度；

⑶、气体发动机冷却水温度低于温度第一设定值，保持电动三通阀处于关闭状态，使发动机冷却水全部处于内循环状态，保证气体发动机冷却水温度可快速达到气体发动机高效运行所需温度；

⑷、若气体发动机冷却水温度高于温度第一设定值，自动开启电动三通阀的开启角度至总行程的30%；

⑸、若气体发动机冷却水温度高于温度第二设定值，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的60%；

⑹、若气体发动机冷却水温度高于温度第三设定值，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的100%；

⑺、若气体发动机冷却水温度高于温度第四设定值，自动起动一组冷却风机；

⑻、若气体发动机冷却水温度高于温度第五设定值，自动再起动一组冷却风机；

⑼、若气体发动机冷却水温度高于温度第六设定值，气体发动机冷却水温度高报警通讯至远端提示操作人员检查，同时降低机组50%的功率，延时后，若气体发动机冷却水温度仍高于温度第六设定值，机组自动卸载所有功率并停机；

冷却水温度下降过程的控制：

⑴、机组正常运行，若气体发动机冷却水温度低于温度设定值5，自动停止一组冷却风机；

⑵、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值4，自动再停止一组冷却风机；

⑶、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值3，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的100%降至60%；

⑷、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值2，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的60%降至30%；

⑸、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值1，自动关闭电动三通阀；

⑹、当发动机停止运行，延时冷却，关闭循环水泵；

⑺、通过测量气体发动机冷却水压力，若气体发动机冷却水压力低于压力设定值1，延时后，气体发动机冷却水压力低报警并通讯至远端提示操作人员；

⑻、若气体发动机冷却水压力低于压力设定值2，延时后，气体发动机冷却水压力过低报警并通讯至远端提示操作人员，同时自动卸载机组所有功率并停机；

3）所述的垃圾填埋气体发电机配电管理控制，包括：高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护、发电机机组配电保护；

1）、高压输配电对机组一次系统进行的监测；

对机组进线装置一次系统进行的监测；

（1）在高压输配电装置内，分别在发电机内部和中性点各安装一组差动保护用互感器，根据“电路中流入节点电流的总和等于零”的原理，当监测两者之间的电流出现不平衡，差动继电器动作测量互感器要求精度等级为0.5；

（2）在发电机出口端安装一组电压互感器PT，将10KV高压转换成二次回路供电的工作电源，电压互感器要求满足继电保护和仪表运行需要，精度等级为0.2；

对机组高压PT部分一次系统进行的监测；

（1）电压互感器按照星形接法连接，一次侧中性点接地，用于电压数据采集并起到继电保护的作用；

（2）以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，设置母排带电指示灯，提示安全设置；

（3）设置避雷装置，用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值；

对机组总出线和用户侧进线部分一次系统进行的监测；

（1）在总出线和用户侧进线端设置一组零序电流互感器，用于零序电流的监测，当各相电流矢量和不等于零接地故障报警；

（2）在总出线和用户侧进线端设置一接地刀闸开关，送电前拉开，检修时投入，避免误操作和出现“带地线送电”的恶性事故；

（3）为在总出线和用户侧进线端设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值；

（4）在总出线和用户侧进线端设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置；

（5）在总出线和用户侧进线端设置测量互感器，实时监测本段母线上的电流值；设置保护互感器，用于保护装置对电流监测；

2）低压输配电装置对总出线和用户侧进线进行的工作；

总出线通过零序、测量和保护电流互感器，经低压空气断路器总分至用户各用电回路，用户侧进线通过测量和保护互感器，经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源；

3）、辅助低压输配电：包括机组设备低压配电电源供电控制，根据需求进行手动、自动控制至处理模块，对控制模块进行对应设备控制及运行、故障、报警指示；机组设备低压配电电源供电控制可手动和遥控控制打开或关闭；

4）、功率管理，包括：发电机组功率输出控制的设定恒定功率和功率均分的方法；

设定恒定功率方法：

(1)机组功率管理装置选择处于设定恒定功率模式；

(2)功率管理控制器根据需要，通过远端计算机监控系统软件对应功率设定栏，填写输出功率目标值，计算机通过通讯传送给功率管理控制器；

(3)功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制；

(4)气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值。

功率均分方法：

⑴机组功率管理装置选择处于功率均分模式；

⑵功率管理控制器根据负载管理分配的机组应发出的功率额度；

⑶功率管理控制器进行在线电站数量识别且实时核实对比，将机组预发功率额度进行在线机组功率均分，将均分的功率目标值分别共享给在线机组功率管理控制器；

⑷功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制；

⑸气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值；

5）、电量综合保护，包括：对垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护、接地保护、过流保护、过负荷保护、欠压保护；

对垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护

（1）、采集模块采集发电机电流；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当任一相发电机端保护电流与同相中性测保护电流矢量和不为零时，处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机停机装置实现停机；处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置接地保护：

（1）、机组运行状态下，采集模块对发电机零序电流进行监测。

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当零序电流大于零序保护动作电流整定值且通过时间大于零序保护动作时间整定值时，处理模块输出报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置过流保护：

（1）、机组运行状态下，采集模块对发电机端电流进行采集；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当电流大于过流保护动作电流整定值且通过时间大于过流保护动作时间整定值时，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置过负荷保护；

（1）、机组运行状态下，采集模块对机端电流进行采集。

（2）、处理模块对采集数据进行处理。

（3）、当最大电流大于过负荷护动作电流整定值且通过时间大于过负荷保护动作时间整定值时，处理模块输出过负荷信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出降速信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机调速装置实现降速；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置欠压保护；

（1）、机组运行状态下，采集模块对母线电压进行采集；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当母线电压小于过欠压护动作电压整定值且通过时间大于欠压保护动作时间整定值，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

4）所述的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控方法：采用的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置4，是通过通信管理机把电站多台机组的机旁监控系统通过通信协议连接起来，即采用通信管理机作为机组数据集中采集管理，配置每一个端口ModbusRTU主从通信协议与垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置一一对应通信，将垃圾填埋气体发电机组电站中多台机组的垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置与通信管理机连接构成数据采集；配置通信管理机的以太网口为ModbusTCPsever模式，把都到的数据通过ModbusTCPsever协议格式发送到局域网或是互联网中，即以数据采集模块、数据显示模块、数据后台处理模块、系统配置模块设计模式，实现多台机组运行数据实时采集、显示、记录存储检索、互联网或局域网网络共享，以及运行状态反馈控制的功能。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

一种垃圾填埋气体发电机组监控系统及方法，采用的垃圾填埋气体发电机组监控系统包括垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置；其中，垃圾填埋气体预处理监控装置采用防火保护控制方法；垃圾填埋气体发动机监控装置采用监测方法、安全保护方法、辅助控制方法；垃圾填埋气体发电机配电管理装置采用功率管理方法、电量检测保护方法；垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置采用多台在线监测方法、历史数据记录方法，来实现对电站各组成系统进行实时监测并作出合理的电气控制，将电站的各系统工作状态，实时通过通讯传送至远端计算机监控装置，进行远程监控及工作状态数据记录等。

附图说明

图1为垃圾填埋气体发电机组监控系统电气框图。

图中：1、垃圾填埋气体预处理监控装置；2、垃圾填埋气体发动机监控装置；3、垃圾填埋气体发电机配电管理装置；4、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置；5、采集模块Ⅰ；6、处理模块Ⅰ；7、控制模块Ⅰ；8、压力传感器；9、温度传感器；10、浓度传感器；11、火焰传感器；12、断气阀；13、电动阀；14、放散阀；15、气体预处理；16、气体机发动机监测装置；17、气体机发动机安全保护装置；18、气体机发动机控制装置；19、气体机发动机辅助控制装置；20、采集模块Ⅱ；21、处理模块Ⅱ；22、显示模块Ⅰ；23、转速传感器；24、压力传感器；25、温度传感器；26、数字量传感器；27、控制模块Ⅲ；28、处理模块Ⅲ；29、控制按钮Ⅲ；30、显示模块Ⅲ；31、停机装置；32、节气门；33、点火；34、空燃比；35、爆震；36、采集模块Ⅳ；37、安全保护模块；38、处理模块Ⅳ；39、缸温保护模块；40、断气阀；41、转速传感器；42、压力传感器；43、温度传感器；44、本安型传感器；45、缸温1；46、缸温n；47、控制模块Ⅴ；48、处理模块Ⅴ；49、显示模块Ⅴ；50、控制按钮Ⅴ；51、电磁阀；52、滑油泵；53、冷却水泵；54、冷却风机；55、气体发动机；56、采集模块Ⅵ；57、处理模块Ⅵ；58、控制按钮Ⅵ；59、电压；60、电流；61、断路器；62、发电机；63、通信管理机；64、计算机；65、垃圾填埋气气源；66、电网。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1所示，一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，由垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置和垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置组成。对电站各组成系统进行实时监测并作出合理的电气控制。将电站的各系统工作状态，实时通过通讯传送至远端计算机监控装置，进行远程监控及工作状态数据记录等。

所述的垃圾填埋气体预处理监控装置，主要对垃圾填埋气的压力、温度、浓度等各参数，进行实时采集、实时显示、对超限进行报警并输出相应保护信号，并且通过采集模块对气体主管路压力监控，并对支管路机组气源火焰状态监控，将垃圾填埋气体预处理工作状态，实时通过通讯传送至远端计算机监控装置，进行远程监控等。

垃圾填埋气体预处理监控装置中，所述的垃圾填埋气的压力、温度、浓度等参数监测为可编程控制器采集相应传感器的信号进行处理，通过触摸显示屏进行数显示；显示参数包括细水雾温度、垃圾填埋气温度、细水雾水压、垃圾填埋气压力、垃圾填埋气浓度；超限报警为可编程控制器采集相应传感器的信号进行处理，将采集值与设定报警值进行比较报警；超限报警包括细水雾温度高、垃圾填埋气温度高、细水雾水压低、垃圾填埋气压力低；垃圾填埋气体预处理监控装置包括垃圾填埋气体预处理防火保护控制装置；所述的一种垃圾填埋气体预处理监控装置包括垃圾填埋气体预处理防火保护控制装置；所述的垃圾填埋气体预处理防火保护控制装置，通过火焰传感器将火情信号传输给气体预处理监控装置并立即控制紧急切断主管路紧急切断阀，打开放散阀，为消耗管路内剩余垃圾填埋气体，延时停止气体机组，延时过后，监测垃圾填埋气浓度没有降低，自动判断放散阀故障，打开排空阀并发出危险报警信号；火焰传感器安装在主管路和各支管路的末端。所述的紧急切断阀安装在主管路的入端；放散阀、排空阀安装在主管路的末端。

所述的垃圾填埋气体发动机监控装置，按照功能划分包括：气体发动机监测装置、气体发动机安全保护装置、气体发动机控制装置及气体发动机辅助控制装置。

垃圾填埋气体发动机监控装置中，所述的气体发动机监测装置主要对气体发电机组的各项运行参数进行采集、分析、处理、显示、报警、存储等处理。根据具体功能可分为信息采集、数据分析判断、数据转换、数据存储、报警处理、数据显示、远程监控等几个功能块组成，信息采集模块通过各种传感器件将气体发电机组的各项运行参数采集转换成系统可识别的数字信号传入分析处理模块；分析处理模块通过对采集数据进行有效性判断、数据修正、滤波处理、量值变换等处理后将数据最终转换成易于识别的的状态信号（转速、压力、温度等）并送入数据存储模块及参数显示模块；报警处理模块通过对写入数据存储模块的数据结合气体发电机组不同运行工况进行分析判断，对气体发电机组运行过程中出现的异常参数进行报警判断，并将报警状态信息传递给数据存储模块及参数显示模块；参数显示模块进行机组历史报警信息、机组历史运行信息等历史数据进行查询；存储模块是即时运行参数和历史运行数据的存储；远程监控接口，提供RS485数据通讯接口、模拟量输出接口、综合报警数字量输出接口等多种接口方便远程监控。

垃圾填埋气体发动机监控装置中，所述的气体发动机安全保护装置配置了开关量传感器信号接口、编程指令接口、驱动控制接口，完成了转速、压力、温度的信号采集和停机装置、断气阀的控制。其中，两大主要保护方案：1.气体发动机缸温气体发动机安全保护装置能够完成单缸温度、平均缸温、单列缸温的采集，进行保留正常数据、排除故障数据处理运算，通过对缸温度的处理分析，根据不同工况，给出功率管理控制器、断路器、断气阀工作；2.主保护功能由气体发动机安全保护装置独立完成，当气体发动机安全保护装置出现失效时由基本监控装置自动开启后备保护功能实现冗余保护。提高安全保护功能的可靠性，设计中在传感器类型、线路故障、处理器故障、通讯故障等方面采取了一定措施。气体发动机安全保护装置独立工作，安保数据通过内部总线通讯至基本监控装置，通过参数显示屏显示且对外通讯至远端计算机装置。

垃圾填埋气体发动机监控装置中，所述的气体发动机控制装置是气体发电机组的动态稳定控制装置，该系统主要包含点火控制模块、空燃比混合控制模块、节气门控制模块及爆震检测模块，气体发电机组监控系统应用了一种方法实现不同工况趋于目标值稳定控制；通过CAN-bus通讯总线将四个功能模块构建成一个联动整体，通过CAN通讯、模拟量及开关量信号将各系统之间的控制信息进行交换，实时监测燃气机组的转速、功率、燃气温度、燃气压力等信息，通过各个系统之间的联动调整，实现燃油发电机组的功率闭环、转速闭环、空燃比闭环、节气门位置控制闭环、爆震控制闭环，提高燃气发动机组控制的稳定性，实现气体发电机组的稳定运行。

垃圾填埋气体发动机监控装置中，所述的气体发动机辅助控制装置主要分为垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置和冷却水系统温度自动控制装置。1.垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置，垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置主要对气体发动机的滑油进行预供和脱硫置换等处理。在气体发动机停机状态时，装置可自动定期控制电动滑油输送泵运转，按照所需时间间隔断续对气体发动机进行预润滑，在气体发动机运行状态时电动滑油输送泵停止运转；装置可自动将气体发动机油底壳中润滑油输送至滑油脱硫装置进行脱硫、除杂质，再将经过净化处理的润换油注入气体发动机。2.冷却水系统温度自动控制，填埋气体发动机冷却水系统温度自动控制装置主要对气体发动机冷却水系统温度进行调节控制。通过气体发动机冷却水温度测量装置实时测量气体发动机冷却水温度，根据实时的气体发动机冷却水温度自动调整电动三通阀的开启角度和自动开启/关闭冷却风机，当通过自动调整后，气体发动机冷却水温度仍高于温度报警值（气体发动机冷却水温度最高设定值），气体发动机冷却水温度高报警并通讯至远端提示操作人员，同时降低机组50%的功率，若气体发动机冷却水温度仍高于温度报警值，机组自动卸载所有功率并停机；当气体发动机停止运行，延时关闭循环水泵和冷却风机。通过气体发动机冷却水压力测量装置实时测量气体发动机冷却水压力，气体发电机组运行时，通过实时的气体发动机若气体发动机冷却水压力与设定值进行比较，若低于压力设定值时做出相应报警和保护。

所述的垃圾填埋气体发电机配电管理装置，主要由高压输配电装置、低压输配电装置、辅助低压输配电装置、功率管理装置、电量综合保护装置等组成。高压输配电装置将垃圾填埋气体机组发出的电能通过连接电缆输送至电网。低压输配电装置用于二次侧至各用电回路、用户侧用电回路的分配。辅助低压输配电装置用于垃圾填埋气体发电机组的设备，如风机、水泵、冷却水预热、机油预供泵、节温器、照明等设备电源和控制。功率管理装置实现对电量的监测、调控，通过机组监控装置对配电的控制，实现气体发电机组功率多种模式输出。电量综合保护装置实时监控发电参数，可视故障严重级别快速分断发电设备与电网，保护发电机和电网后端负载。

垃圾填埋气体发电机配电管理装置中，所述的高压输配电装置包括机组进线、高压PT。机组进线为垃圾填埋气体发电机组工作后发出电能，经出线柜内的测量、差动和保护用电流互感器、母排、高压真空断路器、隔离刀闸经同期后输送至10KV电网。测量用电流互感器，用于二次仪表的电流显示。差动用电流互感器用于实时监测发电机内部和中性点电流，当两者电流比值超差时发出信号。保护用电流互感器用于电量综合保护装置，当出现过流、电流失衡时发出信号。母排用于汇集、分配和传送电能。高压真空断路器用于合、分闸操作，对电器设备相间和相地之间出现的过电压等起到保护作用。隔离刀闸开关用于检修时，断开发电机母排与电网之间的连接。高压PT，通过电压互感器将高压10KV电压转换为交流380V和交流220V工作电。

垃圾填埋气体发电机配电管理装置中，所述的低压输配电装置，包括总出线和用户侧进线。总出线，通过零序、测量和保护电流互感器，经低压空气断路器总分至用户各用电回路。用户侧进线，通过测量和保护互感器，经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源。

垃圾填埋气体发电机配电管理装置中，所述的低压辅助配电装置，包括为散热风机、轴流风机、高/低温水泵、冷却水预热装置、机油预供泵、高/低温水节温器和操作间内提供照明电源，根据需求提供手动、自动控制及故障报警指示。散热风机、轴流风机可手动和遥控控制打开或关闭，高/低温水泵、冷却水预热装置和机油预供泵的起停由机旁控制装置控制。轴流风机控制方法，由操作人员根据工作环境温度，手动操作轴流风机打开或关闭，用于工作间内通风换气。

垃圾填埋气体发电机配电管理装置中，所述的功率管理装置的控制方法，一是机组本身有效额定功率标定；二是负载功率需求；因此发电机组功率输出，需要一定的控制关系，实现两种功率输出模式，即设定恒定功率模式和功率均分模式。1.设定恒定功率模式的控制方法，恒定功率模式设定通过远端计算机监控系统软件填写目标功率值，经串口通讯传送给功率管理控制装置，功率管理控制装置根据目标功率值，经CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对调速控制装置进行目标值调速，通过通讯总线将功率值实时反馈至空燃比控制装置。2.功率均分模式的控制方法，功率均分模式根据发电管理分配的机组发电额度，在线电站地址数量识别及时核实对比，将机组预发电量进行在线机组功率均分发电。经CAN-bus通讯总线与调速控制装置连接，高速的数据通讯传递均分目标功率值，通过通讯总线将功率值实时反馈至空燃比控制装置。

垃圾填埋气体发电机配电管理装置中，所述的电量综合保护装置，实时监测发电机电压、电流信号，完成对发电机的过压、欠压、过频、欠频、过负荷、过电流、逆功、失衡电压、失衡电流、接地故障等异常状态进行告警或驱动断路器跳闸处理。

所述的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置，采用通信管理机作为机组数据集中采集管理，配置每一个端口ModbusRTU主从通信协议与垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置一一对应通信，将垃圾填埋气体发电机组电站中多台机组的垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置与通信管理机连接构成数据采集，通信管理机再通过以太网口TCPmodbus协议把传入的数据转发到远端计算机中，计算机安装自主开发的针对垃圾填埋气电气监控系统计算机软件，软件基于微软公司windows系统之上采用visualC++开发工具和SQLserver2000数据库数据平台。软件分为数据采集模块、数据显示模块、数据后台处理模块、系统配置模块。其中数据采集模块采用soket编程流程，按照TCPmodbus指令格式，通过数据采集模块把数据解析后存储到SQLserver2000数据库中，分析并在显示器中显示。实现电站机组远端监控。

本发明参考附图1，垃圾填埋气体发电机组监控系统，由垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置和垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置组成。

其中，一、垃圾填埋气体预处理监控装置；下面，对垃圾填埋气体预处理监控装置的具体方法进行说明。

本发明提供了气体预处理监控装置采集模块，细水雾温度、垃圾填埋气温度采用PT100采集，细水雾水压采用0~1.5MPa/4~20mA变送器采集，垃圾填埋气压力采用0~0.05MPa/4~20mA变送器采集，垃圾填埋气浓度采用0~100％/4~20mA变送器采集。

本发明提供了气体预处理监控装置处理模块，可编程控制器将采集的传感器信号处理后，与触摸显示屏进行通讯，将参数通过触摸显示屏进行显示。

本发明提供了气体预处理监控装置处理模块，可编程控制器将采集的传感器信号处理后，与设定的报警值作比较，进行越限报警。

所述的超限报警包括，垃圾填埋气温度高（当温度值大于等于120度时报警输出）、垃圾填埋气压力低（当压力值小于等于0.02MPa时报警输出）。

所述的气体预处理监控装置控制模块，控制燃气紧急停机断气阀、电动阀和放散阀关闭和打开，调节管路内压力，出现危险报警时关闭紧急停机断气阀，打开放散阀。

本发明还提供了一种防火保护控制装置保护的方法：

防火保护控制装置保护控制是指在燃气管道内产生回火时，进行的一种保护控制，在主管路与支管路统一装设火焰传感器，同时在主管路装设浓度传感器，在箱装体内装设燃气泄漏传感器。

当输送管路上无明火时，火焰传感器输出0.2V信号到气体预处理装置采集模块，再传输给处理模块判断为输送管路正常，不报警、无信号输出；当输送管路上有明火时，火焰传感器输出4.5V信号到处理模块，处理模块判断为输送管路异常，输出给控制模块，控制紧急切断主管路气体阀，打开放散阀，并为了将管路中，多余的气体燃烧干净，经延时后，紧急停机气体机组，同时发出危险报警信号；浓度传感器将信号实时传送给采集模块，发给处理模块分析处理，当放散阀打开经延时后，检测燃气浓度未下降到设定值，判断放散阀故障，发出报警信号，提示巡检人员尽快排除故障；采集模块实时采集燃气泄漏传感器信号，当检测到燃气泄漏信号时，发出报警信号，提醒巡检人员采取措施，消除火灾隐患。

其中，二、垃圾填埋气体发动机监控装置，由气体发动机监测装置、气体发动机安全保护装置、气体发动机控制装置和气体发动机辅助控制装置组成。

本发明提供了气体发动机监测装置、气体发动机监控装置处理模块与气体发动机控制装置之间的联动关系；提供了气体发动机监测装置与气体发动机安全保护装置之间的联动关系；提供了气体发动机控制装置、气体发动机监控装置处理模块组与气体发动机辅助控制装置之间的联动关系。

各装置在功能实现过程中用到的方法分步说明：

其中，1、气体发动机监测装置；下面，对气体发动机监测装置的具体方法进行说明。

⑴、数据有效性判断，垃圾填埋气体机发电机组正常运行的参数有温度、压力、排温等，通过将采集信息与所采集参数正常范围进行对比，在控制工作状态下，若采集参数小于越限下限值或大于越限上限值时，判断传感器越限，并给予警示报警；在正常工作状态下，若采集值达到报警设定值范围（低于压力低报警值、高于温度高报警值），判定气体机组监测装置发出声光报警，提醒运营人员检查相关传感器。

⑵、数据修正，由于温度类信号在采集过程中有传输线路线阻的存在，线阻的采集会造成显示温度比实际温度偏高，为了保证采集信号的正确性，采集电阻值后，在程序中，做一个外部可调电阻对应程序某段电阻值，用采集后的电阻减去外部调节的电阻值，其差值就是趋于实际电阻值，趋于实际温度值。在设计应用中，利用西门子处理模块的可调电位器，对应程序中，相应的电阻可调字节。在模块调节电位器，使程序采集电阻值“减去”线阻，显示或判断趋于实际值的温度。

⑶、滤波处理，为解决压力信号压力源抖动问题，需要信息采集模块所采集压力信号进行滤波处理，使用在特定时间段内连续采集N次压力参数并去掉一个最大值，去掉一个最小值，将N-2中间值求算术平均值的方法，使压力滤波掉误差峰值和误差波谷值，更合理的实际压力值，用于显示及判断。

⑷、数据转换，将所采集的数据进行最终量值变换，将数据转换成处理模块易读易应用计算、判断的数字量信息，应用完成后，再将其数字量转化为目标参数，实现机组运行状态的显示，如：电阻值与温度；4-20mA与压力；0-30mV与排温等。

⑸、远传数据通讯，机旁显示单元以外机组检测部分设置了Modbus-RTU通讯协议，将数据远传至远端计算机监控单元，用户在远程对机组的运行状态进行监控。

其中，2、气体机发动机安全保护装置；下面，对气体机发动机安全保护装置的具体方法进行说明。

⑴、垃圾填埋气安全保护：当监测到包括爆震控制器报警、沼气泄露报警、火焰报警、烟雾报警、可燃气烟雾报警等时，切断气体预处理主管路并气体机紧急停机。提高垃圾填埋气气体机发电机组的安全运行。

⑵、气体机缸温多方面多层次关联保护：单缸排温大于690℃时，延时5s，监控系统保护判断发出声光报警并延时判断确认后发出降功率指令，功率降到设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否小于690℃或者降到某温度值以下，如果否，则控制分闸，发出声光报警并关闭断气阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机安全保护装置收回降功率信号，恢复正常运行。机组A、B列单列平均缸温大于660℃时，延时5s，（计算平均缸温时会排除传感器故障的因素），气体机发动机安全保护装置给功率管理装置发出降功率指令，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单列平均缸温是否小于660℃或降到某温度值，如果否，分闸，声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行。单列增压空气压力≥20KPa时，本列的单缸缸温高于本列的平均缸温100℃以上，延时5s，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否高于单列平均缸温100℃及以上，如果是，分闸，发出声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果否，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行。单列增压空气压力≥20KPa时，本列的单缸缸温低于本列的平均缸温100℃时，单缸点火可能失败，其他缸点火能量发生变化，易引起爆震，此时发出声光报警信号，提示巡检人员尽快排除故障。

其中，3、气体机发动机控制装置；下面，对气体机发动机控制装置的具体方法进行说明。

⑴、在点火系统中，处理模块可根据发动起动、空载、部分负载、满载等运行工况对点火提前角进行实时调整，控制燃气机组的起动、运行稳定性；

⑵、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值，通过外部设定固定空燃比设定值，实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速，负载等运行工况变化自动进行精确补偿，控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求；

⑶、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速；

⑷、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车；

⑸、在点火系统中，处理模块可根据发动起动、空载、部分负载、满载等运行工况对点火提前角进行实时调整，控制燃气机组的起动、运行稳定性；

⑹、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值，通过外部设定固定空燃比设定值，实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速，负载等运行工况变化自动进行精确补偿，控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求；

⑺、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速；

⑻、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车；爆震的控制主要从四个阶段进行保护控制：普通报警，当爆震控制器检测到敲缸频率出现异常时，达到设定的普通报警阶段时，控制器会发出报警信号，提醒巡检人员尽快采取有效措施，防止爆震级别进一步的上升；轻微爆震，若爆震程度由普通报警阶段升至轻微爆震阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点火控制器进行联动，调整点火提前角，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护，若爆震程度降低，则继续调整点火提前角，直到爆震消失，停止调整；若爆震程度上升，则进入降低负荷保护阶段；降低负荷，若爆震程度由轻微爆震阶段升至降低负荷阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点空燃比控制器、气体机发动机安全保护装置进行联动，空燃比控制器会根据标定的MAP及PID对空燃比进行调整，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护，若爆震程度降低，则继续调整空燃比、继续降功率直到爆震消失，停止调整；若爆震程度上升，则进入紧急停机保护阶段；紧急停机，若爆震程度经过点火提前角的调整、空燃比的调整、负荷的降载等一系列保护动作后，无明显降低时，爆震控制器给气体机发动机安全保护装置发出紧急停机信号，气体机发动机安全保护装置会立即控制机组分闸、紧急停机。防止爆震对发动机的严重破坏。

其中，4、气体机发动机辅助控制装置；垃圾填埋气体发动机辅助控制装置，主要分为垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置和冷却水系统温度自动控制装置。下面，对气体机发动机辅助控制装置的具体方法进行说明。

所述垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置：

⑴、在气体发动机停机备用状态下，本装置可自动定时控制电动滑油输送泵运转，为气体发动机主轴瓦、汽缸套等运动部件注入润滑油对其进行预润滑；

⑵、在气体发动机由运行状态转为停止状态后，本装置可自动控制电动滑油输送泵运转，对滑油进行强制循环，起到对机体内部主要运动部件降温的功能；

⑶、在气体发动机运行状态下，对本装置的自动滑油脱硫置换工作进行初始化，通过监控装置定时器自动投入运行，使滑油脱硫置换按照所需时间间隔断续的投入运行；当滑油脱硫置换投入运行的同时自动控制电动三通阀全部打开，使滑油全部经过滑油脱硫装置再回入气体发动机油底壳（气体机润滑油存储部位），滑油脱硫置换退出同时自动控制电动三通阀全部关闭，即滑油不经过滑油脱硫装置；

⑷、在气体发动机油底壳安装滑油液位低检测装置，判断滑油脱硫置换投入自动运行逻辑时滑油液位是否过低，若滑油液位低检测装置检测到滑油液位低，暂停滑油脱硫置换，气体发动机滑油液位低报警并通讯至远端提示操作人员检查，当滑油液位低检测装置检测到滑油液位恢复正常后滑油脱硫置换功能再次投入；

⑸、通过测量气体发动机入口滑油压力（进入气体发动机油底壳前的管路处压力），若气体发动机入口滑油压力低于压力设定值1，延时一定时间后，暂停滑油脱硫置换，气体发动机入口滑油压力低报警并通讯至远端提示操作人员，当气体发动机入口滑油压力高于压力设定值2，延时一定时间后，恢复滑油脱硫置换功能；

⑹、过测量气体发动机入口滑油流量（进入气体发动机油底壳前的管路处流量），若气体发动机入口滑油流量低于压力设定值1，延时一定时间后，暂停滑油脱硫置换，气体发动机入口滑油流量低报警并通讯至远端提示操作人员，当气体发动机入口滑油流量高于流量设定值2，延时一定时间后，恢复滑油脱硫置换功能。

所述冷却水系统温度自动控制装置：

1、气体发动机冷却水温度上升过程的控制：

⑴、机组运行成功后，自动控制开启冷却水循环泵；

⑵、气体发动机冷却水温度检测装置实时检测气体发动机冷却水温度；

⑶、气体发动机冷却水温度低于温度设定值1，保持电动三通阀处于关闭状态，使发动机冷却水全部处于内循环状态，保证气体发动机冷却水温度可快速达到气体发动机高效运行所需温度；

⑷、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值1，自动开启电动三通阀的开启角度至总行程的30%；

⑸、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值2，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的60%；

⑹、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值3，自动高增大电动三通阀的开启角度至总行程的100%；

⑺、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值4，自动起动一组冷却风机；

⑻、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值5，自动再起动一组冷却风机；

⑼、若气体发动机冷却水温度高于温度设定值6，气体发动机冷却水温度高报警通讯至远端提示操作人员检查，同时降低机组50%的功率，延时一定时间后，若气体发动机冷却水温度仍高于温度设定值6，机组自动卸载所有功率并停机。

2、冷却水温度下降过程的控制：

⑴、机组正常运行，若气体发动机冷却水温度低于温度设定值5，自动停止一组冷却风机；

⑵、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值4，自动再停止一组冷却风机；

⑶、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值3，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的100%降至60%；

⑷、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值2，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的60%降至30%；

⑸、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值1，自动关闭电动三通阀；

⑹、当发动机停止运行，延时冷却，关闭循环水泵。

⑺、通过测量气体发动机冷却水压力，若气体发动机冷却水压力低于压力设定值1，延时一定时间后，气体发动机冷却水压力低报警并通讯至远端提示操作人员；

⑻、若气体发动机冷却水压力低于压力设定值2，延时一定时间后，气体发动机冷却水压力过低报警并通讯至远端提示操作人员，同时自动卸载机组所有功率并停机。

其中，四、垃圾填埋气体发电机配电管理装置，垃圾填埋气体发电机配电管理装置由高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护等装置组成。

其中，1、高压输配电装置：

高压输配电装置对机组进线装置一次系统的具体方法进行说明：

（1）在高压输配电装置内，分别在发电机内部和中性点各安装一组差动保护用互感器，根据“电路中流入节点电流的总和等于零”的原理，当监测两者之间的电流出现不平衡，差动继电器动作。测量互感器要求精度等级为0.5。

（2）在发电机出口端安装一组电压互感器（PT），将10KV高压转换成可使用的工作电源，为二次回路供电，电压互感器要求满足继电保护和仪表运行需要，精度等级为0.2。

高压输配电装置对机组高压PT部分一次系统的具体方法进行说明：

（1）电压互感器按照星形接法连接，一次侧中性点接地，用于电压数据采集并起到继电保护的作用。

（2）为设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置；

（3）为设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值。

其中，高压输配电装置对机组总出线和用户侧进线部分一次系统的具体方法进行说明：

（1）在总出线和用户侧进线端设置一组零序电流互感器，用于零序电流的监测，当各相电流矢量和不等于零接地故障报警。

（2）在总出线和用户侧进线端设置一接地刀闸开关，送电前拉开，检修时投入，避免误操作和出现“带地线送电”的恶性事故。

（3）为在总出线和用户侧进线端设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值。

（4）在总出线和用户侧进线端设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置。

（5）在总出线和用户侧进线端设置测量互感器，实时监测本段母线上的电流值。设置保护互感器，用于保护装置对电流监测。

低压输配电装置对总出线和用户侧进线的具体方法进行说明：

总出线，通过零序、测量和保护电流互感器，经低压空气断路器总分至用户各用电回路。用户侧进线，通过测量和保护互感器，经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源。

其中，3、辅助低压输配电：

低压辅助配电装置，包括机组设备低压配电电源供电控制，根据需求进行手动、自动控制至处理模块，对控制模块进行对应设备控制及运行、故障、报警指示。机组设备低压配电电源供电控制可手动和遥控控制打开或关闭。

其中，4、功率管理装置：

本发明提供了发电机组功率输出控制的两种方法，分别为设定恒定功率和功率均分；

设定恒定功率方法：

⑴机组功率管理装置选择处于设定恒定功率模式；

⑵功率管理控制器根据需要，通过远端计算机监控系统软件对应功率设定栏，填写输出功率目标值，计算机通过通讯传送给功率管理控制器；

⑶功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制；

⑷气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值。

功率均分方法：

⑴机组功率管理装置选择处于功率均分模式；

⑵功率管理控制器根据负载管理分配的机组应发出的功率额度。

⑶功率管理控制器进行在线电站数量识别且实时核实对比，将机组预发功率额度进行在线机组功率均分，将均分的功率目标值分别共享给在线机组功率管理控制器。

⑷功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制；

⑸气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值。

其中，5、电量综合保护装置：

电量综合保护装置进行简要说明：

垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护：1、采集模块采集发电机电流，2、处理模块对采集数据进行处理；3、当任一相发电机端保护电流与同相中性测保护电流矢量和不为零时，处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机停机装置实现停机；处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。

垃圾填埋气体机组配电保护装置接地保护：1、机组运行状态下，采集模块对发电机零序电流进行监测。2、处理模块对采集数据进行处理。3、当零序电流大于零序保护动作电流整定值且通过时间大于零序保护动作时间整定值时，处理模块输出报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。

垃圾填埋气体机组配电保护装置过流保护：1、机组运行状态下，采集模块对发电机端电流进行采集。2、处理模块对采集数据进行处理。3、当电流大于过流保护动作电流整定值且通过时间大于过流保护动作时间整定值时，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。

垃圾填埋气体机组配电保护装置过负荷保护；1、机组运行状态下，采集模块对机端电流进行采集。2、处理模块对采集数据进行处理。3、当最大电流大于过负荷护动作电流整定值且通过时间大于过负荷保护动作时间整定值时，处理模块输出过负荷信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出降速信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机调速装置实现降速；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。

垃圾填埋气体机组配电保护装置欠压保护装置。1、机组运行状态下，采集模块对母线电压进行采集。2、处理模块对采集数据进行处理。3、当母线电压小于过欠压护动作电压整定值且通过时间大于欠压保护动作时间整定值，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置。

其中，五、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置；下面，对垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置的具体方法进行说明。

垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置，采用通信管理机作为机组数据集中采集管理，配置每一个端口ModbusRTU主从通信协议与垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置一一对应通信，将垃圾填埋气体发电机组电站中多台机组的垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置与通信管理机连接构成数据采集；

垃圾填埋气体发动机监控装置连接在通信管理机端口上的协议配置成ModbusRTU通信主站，使通信管理机能够把监控系统采集到的机组运行数据读到通信管理机的内存表中。

配置通信管理机的以太网口为ModbusTCPsever模式，把都到的数据通过ModbusTCPsever协议格式发送到局域网或是互联网中，再在局域网或互联网终端计算机上运行相应的软件实现运行数据的显示、记录存储检索、互联网共享以及运行状态反馈控制等功能。

相应的软件实现基于微软公司windows系统之上采用visualC++开发工具和SQLserver2000数据库数据平台。软件分为数据采集模块、数据显示模块、数据后台处理模块、系统配置模块。

其中数据采集模块采用soket编程流程，按照TCPmodbus指令格式向通信管理发送都数据请求，通信管理机按照配置好的转发表顺序把数据按TCPmodbus协议格式发送给计算机，数据采集模块把数据解析后存储到SQLserver2000数据库中，实现电站机组现场运行数据远端监控；

其中数据显示模块在VC++的MFC开发模式下，通过重载的界面处理的消息OnCtlColor(CDC*pDC,CWnd*pWnd,UINTnCtlColor)实现色彩界面色彩搭配，通过重载定时处理消息OnTimer(UINTnIDEvent)从SQL2000数据库中读取数据采集模块采集的数据后显示到界面；

其中数据后台处理模块利用SQLServer2000数据库过程脚本编写器编写数据处理脚本，在利用VC++支持的ODBC（）开发接口调用这些过程，实现数据处理各功能，如：历史数据存储、导出EXEC格式数据等功能；

其中系统配置模块功能利用VC++支持的ODBC（）开发接口操作数据库中相关表的字段实现程序采集间隔，数据保存时间、显示参数名的修改等能。

Claims (10)

1.一种垃圾填埋气体发电机组监控系统，包括：垃圾填埋气体预处理监控装置（1）、垃圾填埋气体发动机监控装置（2）、垃圾填埋气体发电机配电管理装置（3）、垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置（4），所述的垃圾填埋气体预处理监控装置（1）通过垃圾填埋气体发动机监控装置（2）与垃圾填埋气体发电机配电管理装置（3）相连，垃圾填埋气体预处理监控装置（1）、垃圾填埋气体发动机监控装置（2）、垃圾填埋气体发电机配电管理装置（3）的数据端口分别通过电缆与垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置（4）相连；

其中的垃圾填埋气体预处理监控装置（1）通过电缆与气体预处理装置（15）信号传输接口相连；垃圾填埋气体发动机监控装置（2）通过电缆与气体发动机（55）信号传输接口相连；垃圾填埋气体发电机配电管理装置（3）通过电缆与发电机（62）信号传输接口相连。

2.根据权利要求1所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的垃圾填埋气体预处理监控装置（1）由采集模块Ⅰ（5）、处理模块Ⅰ（6）、控制模块Ⅰ（7）组成，所述处理模块Ⅰ（6）的输入端通过采集模块Ⅰ（5）与气体预处理装置（15）的压力传感器（8）、温度传感器（9）、浓度传感器（10）、火焰传感器（11）的信号传输接口相连；处理模块（6）的输出端通过控制模块Ⅰ（7）与气体预处理装置（15）的断气阀（12）、电动阀（13）、放散阀（14）的信号传输接口相连。

3.根据权利要求1所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的垃圾填埋气体发动机监控装置（2）由气体机发动机监测装置（16）、气体机发动机安全保护装置（17）、气体机发动机控制装置（18）、气体机发动机辅助控制装置（19）组成；气体机发动机监测装置（16）通过气体机发动机安全保护装置（17）与气体机发动机控制装置（18）相连；

其中，气体机发动机监测装置（16）通过电缆与气体发动机（55）的转速传感器（23）、压力传感器（24）、温度传感器（25）、数字量传感器（26）的信号传输接口相连；气体机发动机安全保护装置（17）通过电缆与气体发动机（55）的停机装置（31）、节气门（32）、点火（33）、空燃比（34）、爆震（35）的信号传输接口相连；气体机发动机控制装置（18）通过电缆与气体发动机（55）的断气阀（40）、转速传感器（41）、压力传感器（42）、温度传感器（43）、本安型传感器（44）、缸温（45）至缸温（46）的信号传输接口相连；气体机发动机辅助控制装置（19）通过电缆与气体发动机（55）的电磁阀（51）、滑油泵（52）、冷却水泵（53）、冷却风机（54）的信号传输接口相连。

4.根据权利要求1所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的垃圾填埋气体发电机配电管理装置（3）由采集模块Ⅵ（56）、处理模块Ⅵ（57）、控制按钮Ⅵ（58）组成，所述的处理模块Ⅵ（57）输入端通过采集模块Ⅵ（56）与发电机（62）的电压（59）、电流（60）的信号传输接口相连，处理模块Ⅵ（57）输出端通过控制按钮Ⅵ（58）与发电机（62）的断路器（61）信号传输接口相连。

5.根据权利要求1所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置（4）由通信管理机（63）与计算机（64）连接组成，通信管理机（63）的数据端分别通过电缆与垃圾填埋气体预处理监控装置（1）的处理模块Ⅰ（6）相连，与垃圾填埋气体发动机监控装置（2）的气体机发动机监测装置（16）相连，与垃圾填埋气体发电机配电管理装置（3）的处理模块Ⅵ（57）相连。

6.根据权利要求3所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的气体机发动机监测装置（16）由采集模块Ⅱ（20）、处理模块Ⅱ（21）、显示模块Ⅰ（22）组成；所述处理模块Ⅱ（21）的输入端通过采集模块Ⅱ（20）与气体发动机（55）的转速传感器（23）、压力传感器（24）、温度传感器（25）、数字量传感器（26）的信号传输接口相连，处理模块Ⅱ（21）的输出端通过电缆与显示模块Ⅰ（22）相连。

7.根据权利要求3所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的气体机发动机安全保护装置（17）由控制模块Ⅲ（27）、处理模块Ⅲ（28）、控制按钮Ⅲ（29）、显示模块Ⅲ（30）组成，所述处理模块Ⅲ（28）通过控制模块Ⅲ（27）与气体发动机（55）的停机装置（31）、节气门（32）的信号传输接口相连，控制模块Ⅲ（27）的第一输入端与气体机发动机监测装置（16）相连，控制模块Ⅲ（27）的第二输入端与气体机发动机控制装置（18）相连；处理模块Ⅲ（28）的输入端与爆震（35）的信号传输接口相连，处理模块Ⅲ（28）的第一输出端与点火（33）、空燃比（34）的信号传输接口相连，处理模块Ⅲ（28）的第二输出端与显示模块Ⅲ（30）相连。

8.根据权利要求3所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的气体机发动机控制装置（18）由采集模块Ⅳ（36）、安全保护模块Ⅳ（37）、处理模块Ⅳ（38）、缸温保护模块（39）组成，处理模块Ⅳ（38）通过安全保护模块Ⅳ（37）与采集模块Ⅳ（36）相连，采集模块Ⅳ（36）通过电缆与气体发动机（55）的转速传感器（41）、压力传感器（42）、温度传感器（43）、本安型传感器（44）的信号传输接口相连；安全保护模块Ⅳ（37）的第一输出端与断气阀（40）相连，安全保护模块Ⅳ（37）的第二输出端与气体机发动机监测装置（16）相连，安全保护模块Ⅳ（37）的第三输出端与气体机发动机安全保护装置（17）相连；处理模块Ⅳ（38）通过缸温保护模块Ⅳ（39）与气体发动机（55）的缸温1（45）至缸温n（46）的信号传输接口相连，处理模块Ⅳ（38）的输出端与气体机发动机辅助控制装置（19）相连。

9.根据权利要求3所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统，其特征在于：所述的气体机发动机辅助控制装置（19）由控制模块Ⅴ（47）、处理模块Ⅴ（48）、显示模块Ⅴ（49）、控制按钮Ⅴ（50）组成，处理模块Ⅴ（48）通过控制模块Ⅴ（47）与气体发动机（55）的电磁阀（51）、滑油泵（52）、冷却水泵（53）、冷却风机（54）的信号传输接口相连；处理模块Ⅴ（48）的输入端与控制按钮Ⅴ（50）相连，处理模块Ⅴ（48）的输出端与显示模块Ⅴ（49）相连。

10.如权利要求1所述的垃圾填埋气体发电机组监控系统的监控方法，其特征是：包括：垃圾填埋气体预处理监控方法，垃圾填埋气体发动机监控方法，垃圾填埋气体发电机配电管理方法，垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控方法；

1）所述的垃圾填埋气体预处理监控方法，采用的垃圾填埋气体预处理监控装置，用于采集火焰传感器火情信号，经过判断处理，控制紧急切断阀关闭，并打开气体放散阀，紧急停止气体机组，同时发出危险报警信号，具体的实施步骤如下：

a.通过气体预处理监控装置采集模块，对细水雾温度、垃圾填埋气温度、细水雾水压、垃圾填埋气压力、垃圾填埋气浓度进行采集，采集模块Ⅰ5由PT100采集器、变送器采集器组成；

b.将采集模块Ⅰ5采集的信号经气体预处理监控装置的处理模块Ⅰ6处理后，与触摸显示屏进行通讯，将参数通过触摸显示屏进行显示；并与设定的报警值作比较，进行超限报警；处理模块Ⅰ为可编程控制器；

超限报警包括，垃圾填埋气温度高：当温度值大于等于120度时报警输出、垃圾填埋气压力低：当压力值小于等于0.02MPa时报警输出；

c.通过气体预处理监控装置的控制模块Ⅰ，控制燃气紧急停机断气阀、电动阀和放散阀关闭和打开，调节管路内压力，出现危险报警时关闭紧急停机断气阀，打开放散阀；

d.在燃气管道内产生回火时，通过在主管路与支管路统一装设的火焰传感器、在主管路装设的浓度传感器、在箱装体内装设的燃气泄漏传感器，进行的一种保护；

当输送管路上无明火时，火焰传感器输出0.2V信号到气体预处理装置采集模块Ⅰ，再传输给处理模块Ⅰ判断为输送管路正常，不报警无信号输出；

当输送管路上有明火时，火焰传感器输出4.5V信号到处理模块，处理模块判断为输送管路异常，输出给控制模块，控制紧急切断主管路气体阀，打开放散阀，并为了将管路中，多余的气体燃烧干净，经延时后，紧急停机气体机组，同时发出危险报警信号；

浓度传感器将信号实时传送给采集模块Ⅰ，发给处理模块Ⅰ分析处理，当放散阀打开经延时后，检测燃气浓度未下降到设定值，判断放散阀故障，发出报警信号，提示巡检人员尽快排除故障；采集模块Ⅰ实时采集燃气泄漏传感器信号，当检测到燃气泄漏信号时，发出报警信号，提醒巡检人员采取措施，消除火灾隐患，达到一种防火的保护；

2）所述的垃圾填埋气体发动机监控方法，采用垃圾填埋气体发动机监控装置2，对气体机的点火控制器、空燃比控制器、节气门控制器进行合理控制，对爆震控制器进行保护动作；包括：对气体发动机监测、对气体机发动机安全保护、对气体机发动机控制、对气体机发动机辅助控制；

（1、对气体发动机监测的方法，其具体步骤如下：

⑴、数据有效性判断，通过对垃圾填埋气体机发电机组运行的参数：温度、压力、排温采集信息与所采集垃圾填埋气体机发电机组运行参数正常范围进行对比，在控制工作状态下，若采集参数小于越限下限值或大于越限上限值时，判断传感器越限，并给予警示报警；在正常工作状态下，若采集值达到报警设定值范围：低于压力低报警值、高于温度高报警值，判定气体机组监测装置发出声光报警，提醒运营人员检查相关传感器；

⑵、数据修正，用采集后的电阻减去外部调节的电阻值，其差值就是趋于实际电阻值，趋于实际温度值，即采用处理模块的可调电位器设定传输线路对应的外部调节线阻可调值，再用采集后的电阻减去处理模块的可调节电位器线阻，显示或判断趋于实际值的温度；

⑶、滤波处理，对信息采集模块所采集的压力信号进行滤波处理，使用在设置的时间段内连续采集N次压力参数，并去掉一个最大值，去掉一个最小值，将N-2中间值求算术平均值的方法，使压力滤波掉误差峰值和误差波谷值，更合理的实际压力值，用于显示及判断，解决了压力信号压力源抖动问题；

⑷、数据转换，将所采集的数据进行最终量值变换，将数据转换成处理模块易读易应用计算、判断的数字量信息，应用完成后，再将其数字量转化为目标参数，实现机组运行状态的显示，包括：电阻值与温度；4-20mA与压力；0-30mV与排温；

⑸、远传数据通讯，机旁显示单元以外机组检测部分设置了Modbus-RTU通讯协议，将数据远传至远端计算机监控单元，用户在远程对机组的运行状态进行监控；

（2、对气体机发动机安全保护的方法

⑴、垃圾填埋气安全保护：当监测到包括：爆震控制器报警、沼气泄露报警、火焰报警、烟雾报警、可燃气烟雾报警等时，切断气体预处理主管路并气体机紧急停机，提高垃圾填埋气气体机发电机组的安全运行；

⑵、气体机发动机缸温多方面多层次关联保护：单缸排温大于690℃时，延时5s，监控系统保护判断发出声光报警并延时判断确认后发出降功率指令，功率降到设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否小于690℃或者降到某温度值以下，如果否，则控制分闸，发出声光报警并关闭断气阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机安全保护装置收回降功率信号，恢复正常运行；机组A、B列单列平均缸温大于660℃时，延时5s，计算平均缸温时会排除传感器故障的因素，气体机发动机安全保护装置给功率管理装置发出降功率指令，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单列平均缸温是否小于660℃或降到某温度值，如果否，分闸，声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果是，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行；单列增压空气压力≥20KPa时，本列的单缸缸温高于本列的平均缸温100℃以上，延时5s，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，功率降到功率管理装置设定值后，延时10s，再次判断单缸排温是否高于单列平均缸温100℃及以上，如果是，分闸，发出声光报警并关闭K30流量阀，紧急停机；如果否，则气体机发动机监控装置收回降功率信号，恢复正常运行；单列增压空气压力≥20KPa时，本列的单缸缸温低于本列的平均缸温100℃时，单缸点火可能失败，其他缸点火能量发生变化，易引起爆震，此时发出声光报警信号，提示巡检人员尽快排除故障；

（3、对气体机发动机控制的方法；

⑴、在点火系统中，处理模块根据发动起动、空载、部分负载、满载运行工况对点火提前角进行实时调整，控制燃气机组的起动、运行稳定性；

⑵、处理模块通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值，通过外部设定固定空燃比设定值，实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速，负载等运行工况变化自动进行精确补偿，控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求；

⑶、处理模块通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速；

⑷、处理模块监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车；

（5）、爆震的控制，是从四个阶段进行保护控制：

普通报警，当爆震控制器检测到敲缸频率出现异常时，达到设定的普通报警阶段时，控制器会发出报警信号，提醒巡检人员尽快采取有效措施，防止爆震级别进一步的上升；

轻微爆震，若爆震程度由普通报警阶段升至轻微爆震阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点火控制器进行联动，调整点火提前角，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护；若爆震程度降低，则继续调整点火提前角，直到爆震消失，停止调整；

若爆震程度上升，则进入降低负荷保护阶段；降低负荷，若爆震程度由轻微爆震阶段升至降低负荷阶段时，爆震控制器，发出声光报警，同时通过CAN总线与点空燃比控制器、气体机发动机安全保护装置进行联动，空燃比控制器会根据标定的MAP及PID对空燃比进行调整，气体机发动机安全保护装置发出降功率信号，爆震控制器继续实时采集爆震信号的强度，形成闭环保护，若爆震程度降低，则继续调整空燃比、继续降功率直到爆震消失，停止调整；若爆震程度上升，则进入紧急停机保护阶段；

紧急停机，若爆震程度经过点火提前角的调整、空燃比的调整、负荷的降载一系列保护动作后，无明显降低时，爆震控制器给气体机发动机安全保护装置发出紧急停机信号，气体机发动机安全保护装置会立即控制机组分闸、紧急停机，防止爆震对发动机的严重破坏；

（4、气体机发动机辅助控制方法，分为垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制和冷却水系统温度自动控制；

A.对垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制：

⑴、在气体发动机停机备用状态下，该装置自动定时控制电动滑油输送泵运转，为气体发动机主轴瓦、汽缸套运动部件注入润滑油对其进行预润滑；

⑵、在气体发动机由运行状态转为停止状态后，该装置自动控制电动滑油输送泵运转，对滑油进行强制循环，起到对机体内部主要运动部件降温的功能；

⑶、在气体发动机运行状态下，对该装置的自动滑油脱硫置换工作进行初始化，通过监控装置定时器自动投入运行，使滑油脱硫置换按照所需时间间隔断续的投入运行；当滑油脱硫置换投入运行的同时自动控制电动三通阀全部打开，使滑油全部经过滑油脱硫装置再回入气体发动机油底壳的气体机润滑油存储部位，滑油脱硫置换退出同时自动控制电动三通阀全部关闭，即滑油不经过滑油脱硫装置；

⑷、在气体发动机油底壳安装滑油液位低检测装置，判断滑油脱硫置换投入自动运行逻辑时滑油液位是否过低，如果滑入口油液位低则停止,滑油脱硫置换，直到滑油液位恢复正常后,再投入滑油脱硫置换；

⑸、通过测量气体发动机入口滑油压力：进入气体发动机油底壳前的管路处压力，若气体发动机入口滑油压力低于压力第一设定值，延时后，暂停滑油脱硫置换，气体发动机入口滑油压力低报警并通讯至远端提示操作人员，当气体发动机入口滑油压力高于压力第二设定值，延时后，恢复滑油脱硫置换功能；

⑹、过测量气体发动机入口滑油流量即进入气体发动机油底壳前的管路处流量，如果入口滑油流量低则停止,滑油脱硫置换，直到入口滑油流量恢复正常后,再投入滑油脱硫置换；

B、对冷却水系统温度自动控制，采用启闭气体发动机电动三通阀的角度、冷却风机的数量,控制气体发动机的冷却水温度；

气体发动机冷却水温度上升过程的控制：

机组运行成功后，自动控制开启冷却水循环泵；

气体发动机冷却水温度检测装置实时检测气体发动机冷却水温度；

⑶、气体发动机冷却水温度低于温度第一设定值，保持电动三通阀处于关闭状态，使发动机冷却水全部处于内循环状态，保证气体发动机冷却水温度可快速达到气体发动机高效运行所需温度；

⑷、若气体发动机冷却水温度高于温度第一设定值，自动开启电动三通阀的开启角度至总行程的30%；

⑸、若气体发动机冷却水温度高于温度第二设定值，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的60%；

⑹、若气体发动机冷却水温度高于温度第三设定值，自动增大电动三通阀的开启角度至总行程的100%；

⑺、若气体发动机冷却水温度高于温度第四设定值，自动起动一组冷却风机；

⑻、若气体发动机冷却水温度高于温度第五设定值，自动再起动一组冷却风机；

⑼、若气体发动机冷却水温度高于温度第六设定值，气体发动机冷却水温度高报警通讯至远端提示操作人员检查，同时降低机组50%的功率，延时后，若气体发动机冷却水温度仍高于温度第六设定值，机组自动卸载所有功率并停机；

冷却水温度下降过程的控制：

⑴、机组正常运行，若气体发动机冷却水温度低于温度设定值5，自动停止一组冷却风机；

⑵、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值4，自动再停止一组冷却风机；

⑶、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值3，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的100%降至60%；

⑷、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值2，自动将电动三通阀的开启角度由总行程的60%降至30%；

⑸、若气体发动机冷却水温度低于温度设定值1，自动关闭电动三通阀；

⑹、当发动机停止运行，延时冷却，关闭循环水泵；

⑺、通过测量气体发动机冷却水压力，若气体发动机冷却水压力低于压力设定值1，延时后，气体发动机冷却水压力低报警并通讯至远端提示操作人员；

⑻、若气体发动机冷却水压力低于压力设定值2，延时后，气体发动机冷却水压力过低报警并通讯至远端提示操作人员，同时自动卸载机组所有功率并停机；

3）所述的垃圾填埋气体发电机配电管理控制，包括：高压输配电、低压输配电、辅助低压输配电、功率管理、电量综合保护、发电机机组配电保护；

1）、高压输配电对机组一次系统进行的监测；

对机组进线装置一次系统进行的监测；

（1）在高压输配电装置内，分别在发电机内部和中性点各安装一组差动保护用互感器，根据“电路中流入节点电流的总和等于零”的原理，当监测两者之间的电流出现不平衡，差动继电器动作测量互感器要求精度等级为0.5；

（2）在发电机出口端安装一组电压互感器PT，将10KV高压转换成二次回路供电的工作电源，电压互感器要求满足继电保护和仪表运行需要，精度等级为0.2；

对机组高压PT部分一次系统进行的监测；

（1）电压互感器按照星形接法连接，一次侧中性点接地，用于电压数据采集并起到继电保护的作用；

（2）以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，设置母排带电指示灯，提示安全设置；

（3）设置避雷装置，用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值；

对机组总出线和用户侧进线部分一次系统进行的监测；

（1）在总出线和用户侧进线端设置一组零序电流互感器，用于零序电流的监测，当各相电流矢量和不等于零接地故障报警；

（2）在总出线和用户侧进线端设置一接地刀闸开关，送电前拉开，检修时投入，避免误操作和出现“带地线送电”的恶性事故；

（3）为在总出线和用户侧进线端设置防雷装置，避雷装置用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流幅值；

（4）在总出线和用户侧进线端设置母排带电指示灯，以带电指示灯的形式显示出高压设备带有运行电压，是提示性安全设置；

（5）在总出线和用户侧进线端设置测量互感器，实时监测本段母线上的电流值；设置保护互感器，用于保护装置对电流监测；

2）低压输配电装置对总出线和用户侧进线进行的工作；

总出线通过零序、测量和保护电流互感器，经低压空气断路器总分至用户各用电回路，用户侧进线通过测量和保护互感器，经低压空气断路器为电缆室、仪表室提供照明电源和温控器、手车室加热器、电缆室加热器、避雷器设备提供工作电源；

3）、辅助低压输配电：包括机组设备低压配电电源供电控制，根据需求进行手动、自动控制至处理模块，对控制模块进行对应设备控制及运行、故障、报警指示；机组设备低压配电电源供电控制可手动和遥控控制打开或关闭；

4）、功率管理，包括：发电机组功率输出控制的设定恒定功率和功率均分的方法；

设定恒定功率方法：

⑴机组功率管理装置选择处于设定恒定功率模式；

⑵功率管理控制器根据需要，通过远端计算机监控系统软件对应功率设定栏，填写输出功率目标值，计算机通过通讯传送给功率管理控制器；

⑶功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制；

⑷气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值；

功率均分方法：

⑴机组功率管理装置选择处于功率均分模式；

⑵功率管理控制器根据负载管理分配的机组应发出的功率额度；

⑶功率管理控制器进行在线电站数量识别且实时核实对比，将机组预发功率额度进行在线机组功率均分，将均分的功率目标值分别共享给在线机组功率管理控制器；

⑷功率管理控制器根据功率目标值，监测发电机与负载端的电压，电流变化值，反馈计算当前功率值，通过实时对比，通过CAN-bus通讯总线高速的数据通讯对机组调速控制器进行调速控制；

⑸气体机组调速控制器对气体机组运行速度进行调整控制，气体机组升速即发电输出功率增加；降速即发电输出功率减小；控制机组缓慢增加或减小输出负载趋向设定输出功率目标值；

5）、电量综合保护，包括：对垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护、接地保护、过流保护、过负荷保护、欠压保护；

对垃圾填埋气体机组配电保护装置差动保护

（1）、采集模块采集发电机电流；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当任一相发电机端保护电流与同相中性测保护电流矢量和不为零时，处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出停机信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机停机装置实现停机；处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置接地保护：

（1）、机组运行状态下，采集模块对发电机零序电流进行监测；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当零序电流大于零序保护动作电流整定值且通过时间大于零序保护动作时间整定值时，处理模块输出报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置过流保护：

（1）、机组运行状态下，采集模块对发电机端电流进行采集；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当电流大于过流保护动作电流整定值且通过时间大于过流保护动作时间整定值时，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置过负荷保护；

（1）、机组运行状态下，采集模块对机端电流进行采集；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当最大电流大于过负荷护动作电流整定值且通过时间大于过负荷保护动作时间整定值时，处理模块输出过负荷信号给垃圾填埋气体机组监控装置处理模块，垃圾填埋气体机组监控装置处理模块输出降速信号给垃圾填埋气体机组监控装置控制模块，垃圾填埋气体机组监控装置控制模块控制气体发动机调速装置实现降速；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

垃圾填埋气体机组配电保护装置欠压保护；

（1）、机组运行状态下，采集模块对母线电压进行采集；

（2）、处理模块对采集数据进行处理；

（3）、当母线电压小于过欠压护动作电压整定值且通过时间大于欠压保护动作时间整定值，处理模块输出跳闸信号给控制模块，控制模块控制断路器跳闸；同时处理模块输出综合报警信号并将该报警信号远传至垃圾填埋气体机组远端计算机监控装置；

4）所述的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控方法：采用的垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置4，是通过通信管理机把电站多台机组的机旁监控系统通过通信协议连接起来，即采用通信管理机作为机组数据集中采集管理，配置每一个端口ModbusRTU主从通信协议与垃圾填埋气体预处理监控装置、垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置一一对应通信，将垃圾填埋气体发电机组电站中多台机组的垃圾填埋气体发动机监控装置、垃圾填埋气体发电机配电管理装置与通信管理机连接构成数据采集；配置通信管理机的以太网口为ModbusTCPsever模式，把都到的数据通过ModbusTCPsever协议格式发送到局域网或是互联网中，即以数据采集模块、数据显示模块、数据后台处理模块、系统配置模块设计模式，实现多台机组运行数据实时采集、显示、记录存储检索、互联网或局域网网络共享，以及运行状态反馈控制的功能。