CN106224130A - 一种v型一体化天然气压缩机空燃比控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天然气开采技术领域，尤其是涉及一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统及方法。提出的一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统包括有调压稳压阀(1)、燃气切断阀(2)、零压阀(3)、燃气节流阀(4)、空气滤清器(5)、混合器(6)、节气门(7)以及连接管路；燃气节流阀(2)安装在零压阀(3)和混合器(6)之间；混合器(6)为比例式混合器；燃气节流阀(4)和混合器(6)的燃气入口相连；节气门(7)安装在混合器的出口和V型一体化天然气压缩机的动力列进气总管之间。本发明可以在燃气节流阀前获得压力稳定的充足天然气；实现V型一体化天然气压缩机在不同的转速和负荷下所需的混合气都有合适的空燃比。

Description

一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统及方法
技术领城
本发明属于天然气开采技术领域，尤其是涉及一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统及方法。
背景技术
目前天然气开采领域使用的传统内燃压缩机组是燃驱分体式压缩机组,所述的燃驱分体式压缩机组是指将发动机和压缩机安装在一个公用底座上，发动机通过联轴器带动压缩机工作，完成天然气的抽采和增压工作的机组。
传统的燃驱分体式压缩机组适用于储量较大、压力较高的天然气新气井；然而当天然气气井处于开采末期，井下天然气储量较小、压力较低、渗透量较少时，传统的燃驱分体式压缩机组存在燃气消耗量较大、有效输出气量较少、工作断续、压缩机工作不正常等问题；与传统燃驱分体式压缩机组相比，所述V型一体化天然气压缩机克服了上述不足，能够适应天然气低产、低压气井的开采需求。
所述V型一体化天然气压缩机一般在野外放置，工作环境较为恶劣，并且要求长期连续运行，对可靠性要求较高；同时为了适应现场天然气抽采状况和天然气增压的需求，还要求V型一体化天然气压缩机的负荷和转速都能进行调节控制，因此对V型一体化天然气压缩机的空燃比控制要求较高。
现有专利CN201210053068.7公布了气体发动机空燃比控制系统，其方案包括有空气燃气混合器、混合气控制阀、燃气节气门、ECU、温度传感器；混合气控制阀安装在进气总管上；燃气节气门设置在燃气管道上；温度传感器安装在排气总管上；ECU分别于混合气控制阀、燃气节气门及温度传感器电连接，温度传感器采集排气温度并向ECU发出反馈信号，ECU接收信号并处理为数据信号，并与ECU预制的MAP图对比，发出控制信号，并将控制信号反馈给混合气控制阀和燃气解气门，进而控制空燃比和排气废气的温度；但该文件中的控制系统较为复杂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统及方法，使其能利用调压稳压阀、零压阀和燃气节流阀精确调整天然气的供给，配合比例式混合器实现空燃比的精确控制。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统，所述的控制系统包括有调压稳压阀、燃气切断阀、零压阀、燃气节流阀、空气滤清器、混合器、节气门以及连接管路；所述调压稳压阀的入口通过管道连接天然气；所述零压阀安装在调压阀之后；所述调压阀和所述零压阀之间安装有燃气切断阀；所述燃气节流阀安装在零压阀和混合器之间；所述混合器为比例式混合器，有两个入口和一个出口，两个入口分别是燃气入口和空气入口，出口是混合气出口；所述燃气节流阀和混合器的燃气入口相连；所述空气滤清器通过管道和混合器的空气入口相连；所述节气门安装在混合器的出口和V型一体化天然气压缩机的动力列进气总管之间。
一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制方法，来自气源的压力较高的天然气经调压稳压阀调整为压力稳定的低压天然气，使调压稳压后的天然气压力满足零压阀入口压力的要求；调压稳压后的天然气进入零压阀，由所述的零压阀对天然气的压力进一步精确调整，使经过零压阀调整后的天然气压力和周围环境的压力保持一定的差值，而且该差值不受天然气流量变化的影响；经零压阀调整后的天然气进一步通过燃气节流阀进入混合器，利用燃气节流阀调整天然气的供给量，准确调整进入混合器的天然气量，实现空燃比调整；利用混合器中天然气和空气按比例混合的特点对空燃比进行总体控制，经混合器调整好空燃比的混合气通过节气门后送入V型一体化天然气压缩机的动力列进气总管内，并由节气门根据一体化天然气压缩机的负荷和转速情况，自动调整开启角度，实现混合气供给量的调节。
本发明提出的一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统及方法，通过调压稳压阀和零压阀将天然气气源的压力稳定在一定的范围内，特别是稳定在和周围环境压力一样或者略微比周围环境压力高一点的状况，并且该压力值不会因为天然气流量的变化而产生波动，这样可以在燃气节流阀前获得压力稳定的充足天然气；通过调整燃气节流阀，从而影响不同混合气总流量情况下进入比例式混合器的天然气量，实现V型一体化天然气压缩机在不同的转速和负荷下所需的混合气都有合适的空燃比。
附图说明
图1 V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统示意图。
图1中：1-调压稳压阀；2-燃气切断阀；3-零压阀；4-燃气节流阀；5-空气滤清器；6-混合器；7-节气门。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述空燃比控制系统主要由调压稳压阀1、燃气切断阀2、零压阀3、燃气节流阀4、空气滤清器5、混合器6、节气门7以及连接管路实现;
进一步，天然气通过管道和所述的调压稳压阀1入口相连；所述零压阀3安装在调压阀1之后；所述调压阀1和所述零压阀3之间安装有燃气切断阀2；所述燃气节流阀4安装在零压阀3和混合器6之间；所述混合器6为比例式混合器，有两个入口和一个出口，两个入口分别是燃气入口和空气入口，出口是混合气出口；所述燃气节流阀4和混合器6的燃气入口相连；所述空气滤清器5通过管道和混合器6的空气入口相连；所述节气门7安装在混合器6的出口和所述V型一体化天然气压缩机动力列进气总管之间。
进一步，沿着天然气流动方向，所述零压阀3安装在所述调压稳压阀1之后，所述燃气节流阀4安装在所述零压阀3之后，所述燃气切断阀2安装在调压稳压阀1和混合器6之间，所述节气门7安装在混合器6和V型一体化天然气压缩机动力列进气总管之间。
本发明所述空燃比控制方法是：高压天然气经过所述调压稳压阀1调整为低压天然气；低压天然气在所述零压阀3的作用下进一步降压稳定，并使零压阀后的天然气压力与周围环境压力保持一定差值，该压力差值不受天然气流量变化的影响；所述调压稳压阀1和所述零压阀3之间安装有燃气切断阀2，所述燃气切断阀2的作用类似“开关”，可以控制天然气的供给和停止；所述燃气节流阀4安装在零压阀3和混合器6之间，通过调整燃气节流阀4可以调整不同混合气总流量情况下进入混合器6的天然气量；所述混合器6为比例式混合器，空气和天然气可以按照一定的比例在混合器内部混合为均匀混合气并从混合器出口流出；混合气的空燃比会受到天然气供气压力和供给流量的影响，而燃气节流阀4的作用正是在混合气总流量变化的情况下，调整进入混合器6的天然气的压力和流量，从而调整空燃比；所述节气门7安装在混合器6和V型一体化天然气压缩机动力列进气总管之间，所述节气门7为蝶阀式结构，节气门可以根据V型一体化天然气压缩机的负荷和转速情况自动调整开度大小，从而控制进入V型一体化天然气压缩机动力列进气总管的混合气流量，实现V型一体化天然气压缩机的稳定运行。

Claims (2)

1.一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制系统，其特征在于：所述的控制系统包括有调压稳压阀(1)、燃气切断阀(2)、零压阀(3)、燃气节流阀(4)、空气滤清器(5)、混合器(6)、节气门(7)以及连接管路；所述调压稳压阀(1)的入口通过管道连接天然气；所述零压阀(3)安装在调压阀(1)之后；所述调压阀(1)和所述零压阀(3)之间安装有燃气切断阀(2)；所述燃气节流阀(2)安装在零压阀(3)和混合器(6)之间；所述混合器(6)为比例式混合器，有两个入口和一个出口，两个入口分别是燃气入口和空气入口，出口是混合气出口；所述燃气节流阀(4)和混合器(6)的燃气入口相连；所述空气滤清器(5)通过管道和混合器(6)的空气入口相连；所述节气门(7)安装在混合器的出口和V型一体化天然气压缩机的动力列进气总管之间。
2.一种V型一体化天然气压缩机空燃比控制方法，其特征在于：来自气源的压力较高的天然气经调压稳压阀调整为压力稳定的低压天然气，使调压稳压后的天然气压力满足零压阀入口压力的要求；调压稳压后的天然气进入零压阀，由所述的零压阀对天然气的压力进一步精确调整，使经过零压阀调整后的天然气压力和周围环境的压力保持一定的差值，而且该差值不受天然气流量变化的影响；经零压阀调整后的天然气进一步通过燃气节流阀进入混合器，利用燃气节流阀调整天然气的供给量，准确调整进入混合器的天然气量，实现空燃比调整；利用混合器中天然气和空气按比例混合的特点对空燃比进行总体控制，经混合器调整好空燃比的混合气通过节气门后送入V型一体化天然气压缩机的动力列进气总管内，并由节气门根据一体化天然气压缩机的负荷和转速情况，自动调整开启角度，实现混合气供给量的调节。
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