CN111058954B - 一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法 - Google Patents
一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111058954B CN111058954B CN202010189169.1A CN202010189169A CN111058954B CN 111058954 B CN111058954 B CN 111058954B CN 202010189169 A CN202010189169 A CN 202010189169A CN 111058954 B CN111058954 B CN 111058954B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- flow rate
- branch pipeline
- branch
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 273
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 61
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 20
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 244000241872 Lycium chinense Species 0.000 description 1
- 235000015468 Lycium chinense Nutrition 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/021—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/023—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/06—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/04—Gas-air mixing apparatus
- F02M21/047—Venturi mixer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/021—Engine temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
本发明提供了一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其包括：控制器，其内存储有基于燃气发电机组的多种控制参量预设模块和与预设模块相对应的被控元件执行程序，所述控制器根据所述燃气发电机组控制参量预设值与实际测量值的关联性，实时调整所述燃气发电机组的各个被控元件；所述燃气发电机组内设置有对应的多种控制参量的检测元件，所述检测元件将实时检测出的实际测量值与所述控制器内的控制参量预设值进行比较，以确定燃气浓度是否在预设的范围内，若在，则所述燃气发电机组按照当前的状态进行工作，若不在，所述控制器内则对所述燃气发电机组的所述被控元件进行调整。
Description
技术领域
本发明燃气发电机组控制技术领域，具体涉及一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法。
背景技术
目前，燃气发电机组已经广泛应用在石油开采、煤炭开采、分布式能源等领域，燃气发电机组主要由燃气发动机和发电机两部分构成。
我国拥有丰富的天然气资源，其中沼气、瓦斯气、生物质气等以甲烷为主要可燃气体的低浓度燃气为燃料的发电机组在整个燃气机组行业中占相当大的比例。但由于沼气、瓦斯气、生物质气等类型的燃气多为人工发酵得来，燃气浓度是指燃气中甲烷浓度，燃气中甲烷浓度受大气温度、湿度以及原料的不同而不同，甚至在一天内的上午和下午产出的燃气中甲烷浓度也差异较大。在生产期间，燃气发电机组的使用过程中经常会出现由于燃气浓度的突然变低导致无法启动的现象发生；相反，有些情况下燃气浓度突然增加则会导致燃气发电机组放炮、爆震甚至拉缸的情况发生，给客户带来经济财产损失。由于燃气浓度的变化导致燃气发电机组无法正常工作，一般得需要燃气发电机组制造厂家进行现场重新调试，或者需要客户自己调整燃气阀的开度，费时费力，而且调节的难度较大、精度不高，燃气发电机组很难工作在合适的混合气浓度范围内，加速了燃气发电机组的磨损，降低使用寿命。为此，本发明提供了一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其包括：控制器，其内存储有基于燃气发电机组的多种控制参量预设模块和与预设模块相对应的被控元件执行程序，所述控制器根据所述燃气发电机组控制参量预设值与实际测量值的关联性，实时调整所述燃气发电机组的各个被控元件；所述燃气发电机组内设置有对应的多种控制参量的检测元件，所述检测元件将实时检测出的实际测量值与所述控制器内的控制参量预设值进行比较，以确定燃气浓度是否在预设的范围内，若在，则所述燃气发电机组按照当前的状态进行工作，若不在，所述控制器则对所述燃气发电机组的所述被控元件进行调整；
所述控制器包括温度预设模块、流速预设模块、功率预设模块和调整模块，所述温度预设模块、所述流速预设模块和所述功率预设模块内分别储存有对应的控制参量预设值，所述温度预设模块、所述流速预设模块和所述功率预设模块均与所述调整模块相连，所述调整模块根据所述温度预设模块、所述流速预设模块和所述功率预设模块内控制参量预设值和实际测量值的比对结果对所述被控元件进行控制。
进一步地，所述流速预设模块对所述燃气发电机组内的空气流速参数和燃气流速参数进行预设，与所述流速预设模块对应的所述被控元件包括气体混合器。
进一步地，所述气体混合器包括：外管、内管、进气装置、出气装置、燃气进气管道和阀门组；
所述内管套设在所述外管中，所述内管设有隔仓，所述隔仓左端与所述进气装置连通，所述隔仓右端与所述内管连通，所述隔仓左端设有第一电控阀门，所述隔仓右端设有第二电控阀门；
至少两条燃气进气管道分别设置在所述内管的上方和下方，所述燃气进气管道包括主进气管道、分气仓、第一分管道、第二分管道和第三分管道；所述主进气管道与所述分气仓相连，位于所述内管上方的所述第一分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述隔仓连通，所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积相同，所述第二分管道的横截面积大于所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积，所述第一分管道、所述第二分管道和所述第三分管道上均设有阀门组。
进一步地，所述内管从左到右依次分为第一管部、第二管部和第三管部；所述第一管部的横截面积和所述第三管部的横截面积均大于所述第二管部的横截面积，所述第一管部中设有所述隔仓，所述第一分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第一管部相连；所述第二分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第二管部相连；所述第三分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第三管部相连。
进一步地，所述气体混合器中的检测元件包括：第一流速传感器，其设置在所述隔仓内，用以检测所述隔仓内的气体流速V1；
第二流速传感器，其设置在所述第一管部中，用以检测刚进入所述内管的气体的流速V2；
第三流速传感器，其设置在所述第一分管道内部，用以检测所述第一分管道内的流速V3；
第四流速传感器，其设置在所述第二分管道内部，用以检测所述第二分管道内的流速V4；
第五流速传感器，其设置在所述第三分管道内部，用以检测所述第三分管道内的流速V5；
第六流速传感器，其设置在燃料输出口附近，以检测所述燃料输出口输出的气体流速V6。
进一步地，所述燃气发电机组上还设有转速传感器，所述转速传感器用以检测发电机的实时转速N1。
进一步地，所述功率预设模块内部储存有标准转速N0和标准空气燃气比K标，所述流速预设模块储存有标准输出流速V标。
进一步地，所述调整模块控制所述第一电控阀门、所述第二电控阀门打开，同时控制所述第二分管道上的所述阀门组打开，空气从所述进气装置进入所述内管中，燃气从所述第二分管道进入所述内管中，空气和燃气在所述内管中进行混合，混合后的气体经由所述燃料输出口离开所述气体混合器；
所述调整模块中对于所述内管内的实时空燃比K的计算公式包括：
进一步地，若实时空燃比K大于标准空气燃气比K标，所述调整模块进而判断气体流速V6是否等于气体标准输出流速V标，若气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门打开，所述第二电控阀门关闭，同时所述调整模块还控制所述第二分管道上的所述阀门组打开，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组均关闭，所述调整模块中对于所述内管的实时空燃比K的计算公式包括：
若实时空燃比K大于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均关闭，所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组打开，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组均关闭，所述调整模块中对于所述内管的实时空燃比K的计算公式包括：
所述调整模块判断实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；若实时转速N1不等于标准转速N0，所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组进行调节，所述阀门组通过调节其的开闭程度以改变所述第二分管道内燃气的流速V4，直到实时转速N1等于标准转速N0时，所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
进一步地，若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开，所述调整模块同时控制所述第一分管道和所述第二分管道上的所述阀门组关闭，控制所述第三分管道上的所述阀门组打开，所述调整模块中对于所述内管的实时空燃比K的计算公式包括：
所述调整模块按实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组进行调节，以使气体在流过所述第二分管道时的气流状态与气流流经第三分管道时相同，所述调整模块关闭所述第三分管道上的所述阀门组，并打开所述第二分管道上的所述阀门组，以使燃气经所述第二分管道流入所述内管；
若实时转速N1不等于标准转速N0，所述调整模块控制所述第三分管道上的所述阀门组进行调节，所述阀门组通过调节自身的开闭程度以改变所述第三分管道内燃气的流速，直到实时转速N1等于标准转速N0时，所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；
若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门1均打开，所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组关闭，控制所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组打开，所述调整模块中对于所述内管内的实时空燃比K的计算公式包括：
所述调整模块判断发电机的实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组进行调节，以使气体在流过所述第二分管道时的气流状态与气流流经所述第一分管道和所述第三分管道时相同，所述调整模块关闭所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组，并打开所述第二分管道上的所述阀门组，以使所述燃气经所述第二分管道流入所述内管；
若实时转速N1不等于标准转速N0，所述调整模块控制所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组进行调节，所述阀门组通过调节自身的开闭程度以改变所述第一分管道和所述第三分管道内燃气的流速，直到实时转速N1等于标准转速N0时，所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明中的控制器中包括温度预设模块、流速预设模块、功率预设模块和被控元件；温度预设模块、流速预设模块和功率预设模块均与调整模块相连，调整模块根据温度预设模块、流速预设模块和功率预设模块内控制参量预设值和实际测量值的比对结果对各被控元件进行控制。其中，温度预设模块、流速预设模块、功率预设模块、调整模块和被控元件形成闭环控制系统；在调整模块进行调整操作后，流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；以使得本发明所述的燃气发电机组不断适应燃气和空气的浓度变化，从而达到最大使用功率。
进一步地，本发明还设有阀门组，调整模块控制第二分管道上的阀门组进行调节，以使气体在流过第二分管道时的气流状态与气流流经第一分管道或第三分管道时相同，此时，调整模块关闭第一分管道或第三分管道上的阀门组，并打开第二分管道上的阀门组，以使燃气经第二分管道流入内管。调整模块式中控制燃气从第二分管道进入所述内管与空气发生混合。
进一步地，本发明中第一管部的横截面积和第三管部的横截面积均大于第二管部的横截面积，燃气和空气在第二管部附近进行混合。
进一步地，本发明所述的燃气进气管道包括主进气管道、分气仓、第一分管道、第二分管道和第三分管道；所述第二分管道的横截面积大于所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积，正常情况下，燃气从第二分管道进入所述内管，若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，所述第一分管道和所述第二分管道上的所述阀门组关闭，所述第三分管道上的所述阀门组打开；若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开，所述第二分管道上的所述阀门组关闭，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组打开，本发明通过将所述第二分管道供应燃气切换为所述第一分管道和/或第三分管道供应燃气以实现空燃比K的调节。
附图说明
为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。
图1为本发明实施例所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的文丘里混合器的一种实施例的结构示意图；
图3为图2所述的阀门组的结构示意图。
附图说明：
1：外管 2：内管
3：进气装置 4：出气装置
5：燃气进气管道 6：阀门组
8：燃料输出口 11：隔仓
111：第一电控阀门 112：第二电控阀门
41：端盖 42：开盖器
51：主进气管道 52：分气仓
53：第一分管道 54：第二分管道
55：第三分管道 6101：止流阀
6102：大气压阀 6103：高倍大气压阀
6104：微变气压阀 71：第一流速传感器
72：第二流速传感器
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外 ，本发明还可以具有其他实施方式。
在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参阅图1所示，本发明提供了一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其包括：控制器，其内存储有基于燃气发电机组的多种控制参量预设模块和与预设模块相对应的被控元件执行程序，控制器根据燃气发电机组控制参量预设值与实际测量值的关联性，实时调整燃气发电机组的各个被控元件；燃气发电机组内设置有对应的多种控制参量的检测元件，其将实时检测出的实际测量值与控制器内的控制参量预设值进行比较，以确定燃气浓度是否在预设的范围内，若在，则燃气发电机组按照当前的状态进行工作，若不在，控制器则对燃气发电机组的各个被控元件进行调整。
具体而言，控制器内包括温度预设模块、流速预设模块、功率预设模块和调整模块，温度预设模块、流速预设模块和功率预设模块内分别储存有对应的控制参量预设值，温度预设模块、流速预设模块和功率预设模块均与调整模块相连，调整模块根据温度预设模块、流速预设模块和功率预设模块内控制参量预设值和实际测量值的比对结果对各被控元件进行控制。
具体而言，温度预设模块主要对燃气发电机组内的温度参数进行预设，与该温度预设模块对应的被控元件包括燃气发电机组的冷却控制系统，该冷却控制系统中的检测元件包括：设置在冷却水管道进水口的第一水温传感器，其用以检测进水水温T1；设置在冷却水管出水口的第二水温传感器，其用以检测出水水温T2；设置在出气管道上的第一气温传感器，其用以检测燃气发电机组排出的气体的温度T3，实时水温温差ΔH实=TI-T2，式中，T1为进水水温，T2为出水水温。
具体而言，流速预设模块主要对燃气发电机组内的空气流速参数和燃气流速参数进行预设，与该流速预设模块对应的被控元件包括燃气发电机组的气体混合器。
结合图2所示，气体混合器包括：外管1、内管2、进气装置3、出气装置4、燃气进气管道5、阀门组6；
具体而言，内管2套设在外管1中，内管2为文丘里管道，内管2从左到右依次分为第一管部、第二管部和第三管部；第一管部的横截面积和第三管部的横截面积均大于第二管部的横截面积；第一管部中设有隔仓11，隔仓11左端与进气装置3连通，隔仓11右端与第二管部连通，隔仓11左端设有第一电控阀门111，第一电控阀门111用以控制隔仓11与进气装置3的通断；隔仓11右端设有第二电控阀门112，第二电控阀门112用以控制隔仓11与第二管部的通断；
具体而言，至少两条燃气进气管道5分别设置在内管2的上方和下方，燃气进气管道5包括主进气管道51、分气仓52、第一分管道53、第二分管道54和第三分管道55；主进气管道51与分气仓52相连，第一分管道53一端与分气仓52相连，另一端与第一管部相连；第二分管道54一端与分气仓52相连，另一端与第二管部相连；第三分管道55一端与分气仓52相连，另一端与第三管部相连；其中，位于内管2上方的第一分管道53一端与分气仓52相连，另一端与隔仓11连通，第一分管道53和第三分管道55的横截面积相同，第二分管道54的横截面积大于第一分管道53和第三分管道55的横截面积。
结合图3所示，第一分管道53、第二分管道54和第三分管道55上均设有阀门组6，阀门组6用于控制管道的通断，同时，阀门组6还可控制进图内管2的气体的压力，阀门组6包括两个止流阀6101和若干个变压阀，在本发明所述的实施例中，共设有三个变压阀，分别为低倍大气压阀6102，高倍大气压阀6103和微变气压阀6104。
具体而言，本发明中所述的低倍大气压阀6102可控制进入内管2的气体压力为低倍大气压，同理，高倍大气压阀6103可控制进入内管2的气体压力为高倍大气压；微变气压阀6104在低倍大气压阀6102或高倍大气压阀6103起作用后，在低倍大气压或高倍大气压的基础上，对管道内的气体压强进行微调。其中，微变气压阀6104可对管道内的气压调节方式包括增大气压或减小气压。本领域所属技术人员可以理解的是，止流阀6101用以截断管道内气体的流通，本发明所述的变压阀均设置在两个止流阀6101中间。当变压阀出现故障或者需要更换其它类型的变压阀时，工作人员仅需关闭变压阀两端的止流阀6101即可对变压阀进行更换，方便了维修和作业。本发明中所述的低倍气压包括但不限于正常大气压强的0.3倍，0.5倍，0.75倍，1倍，1.25倍；本发明中所述的高倍大气压强包括但不限于正常气压强的2倍，2.2倍，3倍。
具体而言，出气装置4包括端盖41和开盖器42，端盖41套设在外管1上，端盖41上开设有出气通道，开盖器42设置在端盖41上，且开盖器42堵住出气通道，当内管2内气压过高时，可通过打开开盖器42进行泄压操作。内管2上开设有燃料输出口8。
气体混合器中的检测元件包括：第一流速传感器71，其设置在隔仓11内，用以检测隔仓11内的气体流速V1；
第二流速传感器72，其设置在第一管部中，用以检测刚进入内管2的气体的流速V2；
第三流速传感器，其设置在第一分管道53内部，用以检测第一分管道53内的流速V3；
第四流速传感器，其设置在第二分管道54内部，用以检测第二分管道54内的流速V4；
第五流速传感器，其设置在第三分管道55内部，用以检测第三分管道55内的流速V5；
第六流速传感器，其设置在燃料输出口8附近，以检测燃料输出口8输出的气体流速V6。
具体而言，燃气发电机组上还设有转速传感器，转速传感器用以检测发电机的实时转速N1。
具体而言，功率预设模块内部储存有标准转速N0和标准空气燃气比K标，温度预设模块内部储存有标准水温温差ΔH标，流速预设模块储存有标准输出流速V标。
正常情况下，调整模块控制第一电控阀门111、第二电控阀门112打开，同时控制第二分管道54上的阀门组6打开，空气从进气装置3进入内管2中，燃气从第二分管道54进入内管2中，空气和燃气在内管2中进行混合，混合后的气体经由燃料输出口8离开混合器。
此时，调整模块中对于内管2内的实时空燃比K的计算公式包括：
若实时空燃比K大于标准空气燃气比K标，调整模块进而判断气体流速V6是否等于气体标准输出流速V标，若气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，调整模块控制第一电控阀门111打开，第二电控阀门112关闭，同时控制第二分管道54上的阀门组6打开，第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6均关闭，此时，调整模块中对于内管2内的实时空燃比K的计算公式包括：
具体而言，若实时空燃比K大于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，调整模块控制第一电控阀门111和第二电控阀门112均关闭，同时控制第二分管道54上的阀门组6打开，第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6均关闭，此时，调整模块中对于内管2内的实时空燃比K的计算公式包括：
调整模块按上述操作调整后继续判断发电机的实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；若实时转速N1不等于标准转速N0，调整模块控制第二分管道上的阀门组6进行调节，阀门组6通过调节其自身的开闭程度以改变第二分管道54内燃气的流速V4，直到实时转速N1等于标准转速N0时，流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
具体而言，若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，调整模块控制第一电控阀门111和第二电控阀门112均打开，同时控制第一分管道53和第二分管道54上的阀门组6关闭，控制第三分管道55上的阀门组6打开，此时，调整模块中对于内管2内的实时空燃比K的计算公式包括：
调整模块按上述操作调整后继续判断发电机的实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；调整模块控制第二分管道54上的阀门组6进行调节，以使气体在流过第二分管道时的气流状态与气流流经第三分管道时相同，此时，调整模块关闭第三分管道55上的阀门组6，并打开第二分管道54上的阀门组6，以使燃气经第二分管道流入内管2。
若实时转速N1不等于标准转速N0，调整模块控制第三分管55道上的阀门组6进行调节，阀门组6通过调节其自身的开闭程度以改变第三分管道55内燃气的流速，直到实时转速N1等于标准转速N0时，流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
具体而言，若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，调整模块控制第一电控阀门111和第二电控阀门112均打开，同时控制第二分管道54上的阀门组6关闭，控制第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6打开，此时，调整模块中对于内管2内的实时空燃比K的计算公式包括：
调整模块按上述操作调整后继续判断发电机的实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；调整模块控制第二分管道54上的阀门组6进行调节，以使气体在流过第二分管道时的气流状态与气流流经第一分管道53和第三分管道55时相同，此时，调整模块关闭第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6，并打开第二分管道54上的阀门组6，以使燃气经第二分管道流入内管2。
若实时转速N1不等于标准转速N0，调整模块控制第一分管道53和第三分管55道上的阀门组6进行调节，阀门组6通过调节其自身的开闭程度以改变第一分管道53和第三分管道55内燃气的流速，直到实时转速N1等于标准转速N0时，流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
在本发明的另一些实施例中，内管2上设有多个燃料输出口8，调整模块8控制每个燃料输出口8的开闭，当实时水温温差ΔH实大于标准水温温差ΔH标时，调整模块通过关闭部分燃料输出口8，以降低燃烧室内燃料的进入量，从而达到给所述发电机降温的目的。
具体而言，本发明中所述的阀门组6的打开或关闭是指阀门组6中的两个止流阀6101打开或关闭，调整模块控制阀门组6进行调节是指调整模块控制变压阀进行调节。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。
Claims (8)
1.一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，包括：控制器，其内存储有基于燃气发电机组的多种控制参量预设模块和与预设模块相对应的被控元件执行程序，所述控制器根据所述燃气发电机组控制参量预设值与实际测量值的关联性，实时调整所述燃气发电机组的各个被控元件；所述燃气发电机组内设置有对应的多种控制参量的检测元件，所述检测元件将实时检测出的实际测量值与所述控制器内的控制参量预设值进行比较，以确定燃气浓度是否在预设的范围内，若在，则所述燃气发电机组按照当前的状态进行工作，若不在，所述控制器内则对所述燃气发电机组的所述被控元件进行调整；
所述控制器包括温度预设模块、流速预设模块、功率预设模块和调整模块，所述温度预设模块、所述流速预设模块和所述功率预设模块内分别储存有对应的控制参量预设值，所述温度预设模块、所述流速预设模块和所述功率预设模块均与所述调整模块相连，所述调整模块根据所述温度预设模块、所述流速预设模块和所述功率预设模块内控制参量预设值和实际测量值的比对结果对所述控元件进行控制；
所述流速预设模块对所述燃气发电机组内的空气流速参数和燃气流速参数进行预设，与所述流速预设模块对应的所述被控元件包括气体混合器；所述气体混合器包括：外管、内管、进气装置、出气装置、燃气进气管道和阀门组；
所述内管套设在所述外管中，所述内管设有隔仓，所述隔仓左端与所述进气装置连通，所述隔仓右端与所述内管连通，所述隔仓左端设有第一电控阀门，所述隔仓右端设有第二电控阀门；
至少两条燃气进气管道分别设置在所述内管的上方和下方，所述燃气进气管道包括主进气管道、分气仓、第一分管道、第二分管道和第三分管道；所述主进气管道与所述分气仓相连，位于所述内管上方的所述第一分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述隔仓连通，所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积相同，所述第二分管道的横截面积大于所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积，所述第一分管道、所述第二分管道和所述第三分管道上均设有阀门组。
2.根据权利要求1所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，所述内管从左到右依次分为第一管部、第二管部和第三管部；所述第一管部的横截面积和所述第三管部的横截面积均大于所述第二管部的横截面积，所述第一管部中设有所述隔仓，所述第一分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第一管部相连；所述第二分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第二管部相连；所述第三分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第三管部相连。
3.根据权利要求2所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，所述气体混合器中的检测元件包括：第一流速传感器，其设置在所述隔仓内，用以检测所述隔仓内的气体流速V1；
第二流速传感器，其设置在所述第一管部中，用以检测刚进入所述内管的气体的流速V2；
第三流速传感器，其设置在所述第一分管道内部，用以检测所述第一分管道内的流速V3；
第四流速传感器，其设置在所述第二分管道内部，用以检测所述第二分管道内的流速V4；
第五流速传感器，其设置在所述第三分管道内部，用以检测所述第三分管道内的流速V5；
第六流速传感器，其设置在燃料输出口附近，以检测所述燃料输出口输出的气体流速V6。
4.根据权利要求3所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，所述燃气发电机组上还设有转速传感器，所述转速传感器用以检测发电机的实时转速N1。
5.根据权利要求4所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，所述功率预设模块内部储存有标准转速N0和标准空气燃气比K标，所述流速预设模块储存有标准输出流速V标。
6.根据权利要求5所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，所述调整模块控制所述第一电控阀门、所述第二电控阀门打开，同时控制所述第二分管道上的所述阀门组打开，空气从所述进气装置进入所述内管中，燃气从所述第二分管道进入所述内管中，空气和燃气在所述内管中进行混合，混合后的气体经由所述燃料输出口离开所述气体混合器；
所述调整模块中对于所述内管内的实时空燃比K的计算公式包括：
7.根据权利要求6所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，若实时空燃比K大于标准空气燃气比K标，所述调整模块进而判断气体流速V6是否等于气体标准输出流速V标，若气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门打开，所述第二电控阀门关闭，同时所述调整模块还控制所述第二分管道上的所述阀门组打开，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组均关闭，所述调整模块中对于所述内管的实时空燃比K的计算公式包括：
若实时空燃比K大于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均关闭，所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组打开，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组均关闭，所述调整模块中对于所述内管的实时空燃比K的计算公式包括：
所述调整模块判断实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；若实时转速N1不等于标准转速N0，所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组进行调节，所述阀门组通过调节其的开闭程度以改变所述第二分管道内燃气的流速V4，直到实时转速N1等于标准转速N0时，所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
8.根据权利要求6所述的燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法，其特征在于，若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6大于等于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开，所述调整模块同时控制所述第一分管道和所述第二分管道上的所述阀门组关闭，控制所述第三分管道上的所述阀门组打开，所述调整模块中对于所述内管的实时空燃比K的计算公式包括：
所述调整模块按实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组进行调节，以使气体在流过所述第二分管道时的气流状态与气流流经第三分管道时相同，所述调整模块关闭所述第三分管道上的所述阀门组，并打开所述第二分管道上的所述阀门组，以使燃气经所述第二分管道流入所述内管；
若实时转速N1不等于标准转速N0，所述调整模块控制所述第三分管道上的所述阀门组进行调节，所述阀门组通过调节自身的开闭程度以改变所述第三分管道内燃气的流速，直到实时转速N1等于标准转速N0时，所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；
若实时空燃比K小于标准空气燃气比K标，气体流速V6小于气体标准输出流速V标，所述调整模块控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门1均打开，所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组关闭，控制所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组打开，所述调整模块中对于所述内管内的实时空燃比K的计算公式包括：
所述调整模块判断发电机的实时转速N1是否等于标准转速N0，若实时转速N1等于标准转速N0；则所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标；所述调整模块控制所述第二分管道上的所述阀门组进行调节，以使气体在流过所述第二分管道时的气流状态与气流流经所述第一分管道和所述第三分管道时相同，所述调整模块关闭所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组，并打开所述第二分管道上的所述阀门组，以使所述燃气经所述第二分管道流入所述内管；
若实时转速N1不等于标准转速N0，所述调整模块控制所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组进行调节，所述阀门组通过调节自身的开闭程度以改变所述第一分管道和所述第三分管道内燃气的流速，直到实时转速N1等于标准转速N0时，所述流速预设模块将此时的气体流速V6认定为气体标准输出流速V标。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010189169.1A CN111058954B (zh) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | 一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010189169.1A CN111058954B (zh) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | 一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111058954A CN111058954A (zh) | 2020-04-24 |
| CN111058954B true CN111058954B (zh) | 2020-08-28 |
Family
ID=70307957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010189169.1A Active CN111058954B (zh) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | 一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111058954B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005240585A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの燃焼制御方法及びその装置 |
| CN101498249A (zh) * | 2008-01-30 | 2009-08-05 | Mtu腓特烈港有限责任公司 | 用于调节固定式燃气发动机的方法 |
| CN201620957U (zh) * | 2009-09-25 | 2010-11-03 | 东莞市康达机电工程有限公司 | 燃气发电机组空燃比控制电路 |
| CN110410225A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-05 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | 针对非稳定成分气源的发动机燃料控制系统及控制方法 |
-
2020
- 2020-03-18 CN CN202010189169.1A patent/CN111058954B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005240585A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの燃焼制御方法及びその装置 |
| CN101498249A (zh) * | 2008-01-30 | 2009-08-05 | Mtu腓特烈港有限责任公司 | 用于调节固定式燃气发动机的方法 |
| CN201620957U (zh) * | 2009-09-25 | 2010-11-03 | 东莞市康达机电工程有限公司 | 燃气发电机组空燃比控制电路 |
| CN110410225A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-05 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | 针对非稳定成分气源的发动机燃料控制系统及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111058954A (zh) | 2020-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105298664B (zh) | 一种沼气内燃发电机组空燃比控制系统及其控制方法 | |
| KR20110020260A (ko) | 엔진 연료 제어 시스템 | |
| CN205101127U (zh) | 一种沼气内燃发电机组空燃比控制系统 | |
| CN111058954B (zh) | 一种燃气发电机组燃气浓度自适应控制方法 | |
| CN206429746U (zh) | 输气站用自力式调压器 | |
| WO2011055382A1 (en) | Producer gas carburettor | |
| CN110864857A (zh) | 一种基于压强修正的燃机燃料入口泄漏测试装置及测试方法 | |
| CN201620957U (zh) | 燃气发电机组空燃比控制电路 | |
| CN107120200B (zh) | 燃气压力-尾气氧含量双闭环进气控制系统及控制方法 | |
| RU138285U1 (ru) | Стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания | |
| CN102400801A (zh) | 燃气发动机预燃室燃气流量控制装置及其控制方法 | |
| CN111089023B (zh) | 一种燃气发电机组空燃比测控装置 | |
| CN103452651A (zh) | 内混式大缸径高氢燃气发动机 | |
| CN112523882B (zh) | 燃气发动机进气压力闭环的燃料控制方法 | |
| RU138586U1 (ru) | Стенд для испытания турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания | |
| US10808631B2 (en) | Fuel blending system and method | |
| CN201334942Y (zh) | 带有氧传感器的摩托车排气消声器 | |
| CN111058970B (zh) | 一种燃气发电机组文丘里混合器 | |
| CN208749464U (zh) | 集成式电子节气门 | |
| CN206903751U (zh) | 一种燃气特征数控制系统 | |
| CN208380547U (zh) | 气井自动化间开井口装置 | |
| EP0012540B1 (en) | Apparatus for controlling the fuel to air ratio of the fuel mixture to an internal combustion engine | |
| CN207195050U (zh) | 内燃机用臭氧节油系统 | |
| CN110566379A (zh) | 一种可观察冷却液沸腾的egr冷却器及其控制方法 | |
| CN203584570U (zh) | 内混式大缸径高氢燃气发动机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A gas concentration adaptive control method for gas generator set Effective date of registration: 20211224 Granted publication date: 20200828 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: SHANDONG SUPERMALY POWER TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021370010146 |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 261061 no.5153, Yingqian street, high tech Zone, Weifang City, Shandong Province Patentee after: Shandong Suli Power Technology Co.,Ltd. Address before: 261061 no.5153, Yingqian street, high tech Zone, Weifang City, Shandong Province Patentee before: SHANDONG SUPERMALY POWER TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230512 Granted publication date: 20200828 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: SHANDONG SUPERMALY POWER TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021370010146 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An Adaptive Control Method of Gas Concentration for Gas-fired power plant Units Effective date of registration: 20230616 Granted publication date: 20200828 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: Shandong Suli Power Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980044042 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |