CN107448305A - 一种双燃料发电机组控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双燃料发电机组控制系统及其控制方法，该控制系统包括工作模式控制器，在所述工作模式控制器的信号输出输出端分别与缸套水温传感器、进气压力传感器、电动蝶阀、电动三通阀及供油齿条限位电磁阀连接；利用本发明能有效实现液化气与柴油双燃料的使用，使天然气替代部分柴油使内燃机稳定工作，其能减少排放，提高经济性能，具有良好的可操作性.特别是对天然气供应不完善的地区。利用本发明控制方法能保证内燃机具有较好的动力性能及经济性能，使内燃机工作性能基本不变，操作和维修简单，可靠性好。

Description

一种双燃料发电机组控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及领域，尤其涉及一种双燃料发电机组控制系统及其控制方法。

背景技术

在石油资源日益短缺、环境日益恶化的当下,节能减排刻不容缓。柴油机的碳烟排放很严重，对城市环境及人类健康危害很大。若不采用经济有效的措施加以解决，柴油机的应用将会受到日益严格的排放法规的限制。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种双燃料发电机组控制系统及其控制方法，其有效实现了液化天然气与柴油之间双燃料的转换及使用，使液化天然气替代部分柴油并实现内燃机稳定的工作，减少排放，提高经济性能。

本发明所采用的技术方案如下：

一种双燃料发电机组的控制系统，包括工作模式控制器，在所述工作模式控制器的信号输出输出端分别与缸套水温传感器、进气压力传感器、电动蝶阀、电动三通阀及供油齿条限位电磁阀连接；

-工作模式控制器：为发电机组的控制核心；

-缸套温度传感器：安装于内燃机缸套水循环回路上，用于检测缸套水循环回路内部冷却液的温度；

-进气压力传感器：安装于天燃气进气管路上，用于检测气化后天然气进气压力；

-电动蝶阀：安装在进气管路上，用于调节进气量；

-电动三通阀：安装在内燃机缸套水散热器的缸套水管上，用于向减压加热器提供热源；

-供油齿条限位电磁阀：安装于喷油泵中，用于改变喷油供油齿条的位置。

其进一步技术方案在于：

所述工作模式控制器包括主控单元、气化加热单元、电动三通阀控制单元、进气调节单元、进气电动蝶阀控制单元及供油齿条限位电磁阀控制单元；

主控单元，用于接收用户工作模式切换信号并判断机组工作模式；

气化加热单元，用于接收缸套水温度传感器的采集温度值、并将采集温度值与设定温度值进行对比；

电动三通阀控制单元，用于控制电动三通阀启闭；

进气调节单元，用于接收进气压力传感器的采集压力值，将采集压力值与设定压力值进行对比。

进气电动蝶阀控制单元，用于控制进气电动蝶阀启闭；

供油齿条限位电磁阀控制单元，用于控制供油齿条限位电磁阀启闭。

如权利要求1所述的一种双燃料发电机组控制系统，所述机组工作模式中若双燃料运行切换为双燃料工作模式，若非双燃料运行切换为纯柴油工作模式。

一种利用双燃料发电机组的控制系统进行控制的方法，包括以下步骤：

第一步：主控单元接收用户工作模式切换信号并判断机组工作模式，若机组工作模式中非双燃料运行切换为纯柴油工作模式则转入第二步；若机组工作模式中双燃料运行切换为双燃料工作模式则转入第三步；

第二步：用柴油燃料启动运行且由主控单元分别向进气电动蝶阀控制单元、电动三通阀控制单元及供油齿条限位电磁阀控制单元输出信号，所述进气电动蝶阀控制单元输出信号使进气电动蝶阀关闭；所述电动三通阀控制单元输出信号使电动三通阀到减压加热器处关闭；所述供油齿条限位电磁阀控制单元输出信号使供油齿条限位电磁阀停止；

第三步：用柴油燃料启动运行，缸套水温度传感器检测缸套水温度并反馈采集温度值至气化加热单元，由气化加热单元将采集温度值与设定温度值进行比较，若采集温度值低于设定温度值，由缸套水温传感器执行重复检测；若采集温度值高于设定温度值，由气化加热单元输出信号至电动三通阀控制单元、进气调节单元及供油齿条限位电磁阀控制单元；电动三通阀控制单元控制电动三通阀与减压加热器之间的进水管打开，使减压加热器有热源加热液化天然气；进气调节单元输出信号至进气电动蝶阀控制单元，由进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀开启，进气调节单元将设定压力值与采集压力值进行比较，若采集压力值低于设定压力值，进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀开启角度增加，若采集压力值高于设定压力值，进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀开启角度减小；供油齿条限位电磁阀控制单元控制供油齿条限位电磁阀动作；

第四步：主控单元接收用户停机信号，由电动三通阀控制单元关闭电动三通阀与减压加热器之间的进水管，由进气电动蝶阀控制单元关闭进气电动蝶阀，由供油齿条限位电磁阀控制单元关闭供油齿条限位电磁阀。

本发明的有益效果如下：

利用本发明的控制系统及控制方法能有效实现液化气与柴油双燃料的使用，使天然气替代部分柴油使内燃机稳定工作，其能减少排放，提高经济性能，具有良好的可操作性.特别是对天然气供应不完善的地区。利用本发明控制方法能保证内燃机具有较好的动力性能及经济性能，使内燃机工作性能基本不变，操作和维修简单，可靠性好。

附图说明

图1为本发明在双燃料发电机组中的结构示意图。

图2为本发明的工作流程图。

图3为本发明中工作模式控制器的工作流程示意图。

图4为双燃料发电机组中喷油泵的结构示意图。

其中：1、液化天然气罐；2、低温软管；3、流量计；4、电动蝶阀；5、减压加热器；6、减压加热器进水管；7、电动三通阀；8、减压加热器出水管；9、第一软管；10、复式调节阀；11、第二软管；12、复式调节阀感压隔膜低压侧腔连接软管；13、复式调节阀感压隔膜高压侧腔连接软管；14、内燃机进气过滤器；15、混合器；16、进气增压器；17、进气增压器出气管；18、喷油泵；19、停车电磁阀；191、第一螺纹连接头部；20、喷油泵供油齿条；201、第二螺纹连接头部；21、供油齿条限位电磁阀；22、内燃机缸套水散热器；23、内燃机；24、内燃机排气管；25、消声器；26、发电机；27、工作模式控制器；28、进气压力传感器；29、缸套水温传感器。

具体实施方式

下面说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种双燃料发电机组的控制系统包括工作模式控制器27，工作模式控制器27为发电机组的控制核心；在工作模式控制器27的信号输出端分别连接缸套水温传感器29、进气压力传感器28、电动蝶阀4、电动三通阀7及供油齿条限位电磁阀21。其中缸套水温传感器29安装于内燃机缸套水循环回路上，用于检测缸套水循环回路内部冷却液的温度；该缸套水循环回路包括与内燃机缸套水散热器22进口连接的内燃机缸套水进水管、以及与内燃机缸套水散热器22出口连接的内燃机缸套水出水管，上述内燃机缸套水散热器22通过内燃机缸套水进水管及内燃机缸套水出水管与内燃机23并连，在本发明中电动三通阀7安装在内燃机缸套水进水管中，该电动三通阀7通过减压加热器进水管6与减压加热器5的进口连接，在上述内燃机缸套水出水管上还连接减压加热器出水管8，该减压加热器出水管8与减压加热器5的出口连通。电动三通阀7用于向减压加热器5提供热源。上述进气压力传感器28及电动蝶阀4均安装在天然气进气管路上，上述天然气进气管路与液化天然气罐1连通，该天然气进气管路为低温软管2，在该天然气进气管路上还设置流量计3及减压加热器5，其中进气压力传感器28用于检测液化天然气进气压力，电动蝶阀4用于调节进气量。上述供油齿条限位电磁阀21安装于喷油泵18内，其用于改变喷油泵供油齿条20的位置。如图1所示，上述喷油泵18内设置停车电磁阀19及喷油泵供油齿条20，停车电磁阀19与喷油泵供油齿条20之间互为断开，在喷油泵供油齿条20上还设置用于实现柴油机双燃料状态的供油齿条限位电磁阀21，供油齿条限位电磁阀21项杆与停车电磁阀19项杆螺纹连接。

如图1、图2及图3所示，上述工作模式控制器27包括主控单元、气化加热单元、电动三通阀控制单元、进气调节单元、进气电动蝶阀控制单元及供油齿条限位电磁阀控制单元；上述主控单元用于接收开用户工作模式切换信号并判断机组工作模式，同时还控制内燃机23、发电机26的启闭。机组工作模式中若双燃料运行切换为双燃料工作模式，若非双燃料运行切换为纯柴油工作模式。气化加热单元，用于接收缸套水温传感器29的采集温度值、并将采集温度值与设定温度值进行对比，电动三通阀控制单元，用于控制电动三通阀启闭；进气调节单元，用于接收进气压力传感器28的采集压力值，将采集压力值与设定压力值进行对比。上述进气电动蝶阀控制单元用于控制进气电动蝶阀4启闭；上述供油齿条限位电磁阀控制单元，用于控制供油齿条限位电磁阀21的启闭。

如图1所示，为了保证用户负荷变化的正常使用，在双燃料发电机组的结构中还设置复式调节阀10，减压加热器5通过第一软管9连接复式调节阀10的进口端，复式调节阀10的出口端通过第二软管11连接混合器15，在混合器15上还连接内燃机进气过滤器14，混合器15通过进气增压器16与进气增压器出气管17的一端连接，进气增压器出气管17的另一端连接内燃机23的进气口，内燃机23的出气口通过内燃机排气管24连接消声器25，发电机26与内燃机23连接并驱动发电机26发电；于上述复式调节阀10上还通过复式调节阀感压隔膜低压侧腔连接软管12与混合器15的出口连接，在腐蚀调节阀10上还通过复式调节阀感压隔膜高压侧腔连接软管13与进气增压器出气管17连接。

如图2、图3所示，一种双燃料发电机组的控制方法，包括以下步骤：

第一步：主控单元接收用户工作模式切换信号并判断机组工作模式，若机组工作模式中非双燃料运行切换为纯柴油工作模式则转入第二步；若机组工作模式中双燃料运行切换为双燃料工作模式则转入第三步。

第二步：用柴油燃料启动运行且由主控单元分别向进气电动蝶阀控制单元、电动三通阀控制单元及供油齿条限位电磁阀控制单元输出信号，关闭液化天然气罐1的出口手动阀，进气电动蝶阀控制单元输出信号使进气电动蝶阀4关闭；电动三通阀控制单元输出信号使电动三通阀7与减压加热器5之间的减压加热器进水管6关闭；供油齿条限位电磁阀控制单元输出信号使供油齿条限位电磁阀21停止，使喷油泵供油齿条20不受限制这是内燃机23处于纯柴油燃料状态。

第三步：手动打开液化天然气罐1的出口手动阀，用柴油燃料启动运行，缸套水温传感器29检测缸套水温度并反馈采集温度值至气化加热单元，由气化加热单元将采集温度值与设定温度值(60℃)进行比较，若采集温度值低于设定温度值，由缸套水温传感器29执行重复检测；若采集温度值高于设定温度值(60℃)，由气化加热单元输出信号至电动三通阀控制单元、进气调节单元及供油齿条限位电磁阀控制单元；电动三通阀控制单元控制电动三通阀7与减压加热器5之间的减压加热器进水管6打开，使减压加热器5有热源加热液化天然气；进气调节单元输出信号至进气电动蝶阀控制单元，由进气电动蝶阀单元控制电动蝶阀4开启，进气调节单元将设定压力值与采集压力值进行比较，若采集压力值低于设定压力值，进气电动蝶阀单元控制电动蝶阀4开启角度增加，若采集压力值高于设定压力值，进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀4开启角度减小；供油齿条限位电磁阀控制单元控制供油齿条限位电磁阀21动作，如图1、图4所示，供油齿条限位电磁阀21吸合，使停车电磁阀19的第一螺纹连接头部191与喷油泵供油齿条20的第二螺纹连接头部201之间间距加大至停车电磁阀19断开(停车)位置与其在最大扭矩工况供油齿条位置减小到50％供油量的位置相对应，这时内燃机23处于柴油与液化天然气双燃料状态。如图1所示，当发电机组负荷增大时，电动蝶阀4逐渐开大，复式调节阀10的感压隔膜的高压侧腔及低压侧腔的差压逐渐增大，复式调节阀10逐渐开大，在该状态下喷油泵18供油量在停车电磁阀19、供油齿条限位电磁阀21的作用下逐渐加大至全开，当发电机组负荷减小时，电动蝶阀4逐渐关小，复式调节阀10的感压隔膜的高压侧腔及低压侧腔的差压逐渐减小，复式调节阀10逐渐关小，在该状态下喷油泵18供油量在停车电磁阀19、供油齿条限位电磁阀21的作用下逐渐关小使内燃机23处于怠速运行状态。

第四步：主控单元接收用户停机信号，由电动三通阀控制单元关闭电动三通阀7与减压加热器5之间的减压加热器进水管6，由进气电动蝶阀控制单元关闭进气电动蝶阀4，由供油齿条限位电磁阀控制单元关闭供油齿条限位电磁阀21。此时喷油泵供油齿条20不受限制，使内燃机23处于纯柴油燃料状态，内燃机23停机，手动关闭液化天然气罐1的出口手动阀。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (4)

1.一种双燃料发电机组的控制系统，其特征在于：包括工作模式控制器，在所述工作模式控制器的信号输出输出端分别与缸套水温传感器、进气压力传感器、电动蝶阀、电动三通阀及供油齿条限位电磁阀连接；

-工作模式控制器：为发电机组的控制核心；

-缸套温度传感器：安装于内燃机缸套水循环回路上，用于检测缸套水循环回路内部冷却液的温度；

-进气压力传感器：安装于天燃气进气管路上，用于检测气化后天然气进气压力；

-电动蝶阀：安装在进气管路上，用于调节进气量；

-电动三通阀：安装在内燃机缸套水散热器的缸套水管上，用于向减压加热器提供热源；

-供油齿条限位电磁阀：安装于喷油泵中，用于改变喷油供油齿条的位置。

2.如权利要求1所述的一种双燃料发电机组控制系统，其特征在于：所述工作模式控制器包括主控单元、气化加热单元、电动三通阀控制单元、进气调节单元、进气电动蝶阀控制单元及供油齿条限位电磁阀控制单元；

主控单元，用于接收用户工作模式切换信号并判断机组工作模式；

气化加热单元，用于接收缸套水温度传感器的采集温度值、并将采集温度值与设定温度值进行对比；

电动三通阀控制单元，用于控制电动三通阀启闭；

进气调节单元，用于接收进气压力传感器的采集压力值，将采集压力值与设定压力值进行对比；

进气电动蝶阀控制单元，用于控制进气电动蝶阀启闭；

供油齿条限位电磁阀控制单元，用于控制供油齿条限位电磁阀启闭。

3.如权利要求1所述的一种双燃料发电机组控制系统，其特征在于：所述机组工作模式中若双燃料运行切换为双燃料工作模式，若非双燃料运行切换为纯柴油工作模式。

4.一种利用权利要求1所述双燃料发电机组的控制系统进行控制的方法，包括以下步骤：

第一步：主控单元接收用户工作模式切换信号并判断机组工作模式，若机组工作模式中非双燃料运行切换为纯柴油工作模式则转入第二步；若机组工作模式中双燃料运行切换为双燃料工作模式则转入第三步；

第二步：用柴油燃料启动运行且由主控单元分别向进气电动蝶阀控制单元、电动三通阀控制单元及供油齿条限位电磁阀控制单元输出信号，所述进气电动蝶阀控制单元输出信号使进气电动蝶阀关闭；所述电动三通阀控制单元输出信号使电动三通阀到减压加热器处关闭；所述供油齿条限位电磁阀控制单元输出信号使供油齿条限位电磁阀停止；

第三步：用柴油燃料启动运行，缸套水温度传感器检测缸套水温度并反馈采集温度值至气化加热单元，由气化加热单元将采集温度值与设定温度值进行比较，若采集温度值低于设定温度值，由缸套水温传感器执行重复检测；若采集温度值高于设定温度值，由气化加热单元输出信号至电动三通阀控制单元、进气调节单元及供油齿条限位电磁阀控制单元；电动三通阀控制单元控制电动三通阀与减压加热器之间的进水管打开，使减压加热器有热源加热液化天然气；进气调节单元输出信号至进气电动蝶阀控制单元，由进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀开启，进气调节单元将设定压力值与采集压力值进行比较，若采集压力值低于设定压力值，进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀开启角度增加，若采集压力值高于设定压力值，进气电动蝶阀单元控制进气电动蝶阀开启角度减小；供油齿条限位电磁阀控制单元控制供油齿条限位电磁阀动作；

第四步：主控单元接收用户停机信号，由电动三通阀控制单元关闭电动三通阀与减压加热器之间的进水管，由进气电动蝶阀控制单元关闭进气电动蝶阀，由供油齿条限位电磁阀控制单元关闭供油齿条限位电磁阀。