CN210396904U

CN210396904U - 双燃料发动机安保系统

Info

Publication number: CN210396904U
Application number: CN201921187669.0U
Authority: CN
Inventors: 张占虎; 靖海国; 黄汉龙; 沈建华; 高益多
Original assignee: CSSC Marine Power Co Ltd
Current assignee: CSSC Marine Power Zhenjiang Co Ltd
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2029-07-26

Abstract

本实用新型公开了一种双燃料发动机安保系统，包括GVU燃气阀组单元、两个电控球阀、负压风机、双壁管、双壁膨胀节、压差传感器、电控三通装置、氮气缓冲罐、制氮机、转速传感器、正压风机、电控蝶阀、温度传感器、燃气探测器、膨胀节和PLC控制箱，本实用新型解决了解决双燃料发动机进、排气系统中滞留天然气的排放问题，杜绝了双燃料发动机发生爆炸的隐患，提高了双燃料发动机运行的安全性。

Description

双燃料发动机安保系统

技术领域

本实用新型涉及一种双燃料发动机，尤其是一种船用中速双燃料发动机的安保系统，属于船用双燃料发动机技术领域。

背景技术

近年来，随着能源结构调整、节能减排战略的逐步实施及内燃机排放法规的日益严格，作为清洁能源的天然气已得到大规模开发和使用，在内燃机的研发领域应运而生了双燃料（柴油机+天然气）发动机。目前，双燃料发动机还处于不断的完善和发展阶段，由于天然气作为一种气体燃料与作为液体燃料的柴油差异明显，因技术不成熟或系统不完善，在内燃机的进、排气系统中滞留了大量天然气，导致双燃料发动机在启动或停机过程中发生爆炸，轻则损坏机器，重则造成人员伤亡。因此，迫切需要提供一种双燃料发动机安保系统及其控制方法，以解决双燃料发动机的进、排气系统中滞留天然气的排放问题，提高双燃料发动机运行的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双燃料发动机安保系统，杜绝双燃料发动机在启动或停机过程中发生爆炸，提高双燃料发动机运行的安全性。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种双燃料发动机安保系统，包括GVU燃气阀组单元、两个电控球阀、负压风机、双壁管、双壁膨胀节、压差传感器、电控三通装置、氮气缓冲罐、制氮机、转速传感器、正压风机、电控蝶阀、温度传感器、燃气探测器、膨胀节和PLC控制箱，燃气输入端通过GVU燃气阀组单元与双壁管一端相连，双壁管中设有双壁膨胀节，双壁管另一端与电控三通装置第一端相连，电控三通装置第二端通向双燃料发动机的燃料输入端，制氮机与氮气缓冲罐相连，电控三通装置第三端的连接管道通过第二电控球阀与氮气缓冲罐相连；在双壁管靠近GVU燃气阀组单元一端旁接泄放管，泄放管中设有第一电控球阀，负压风机与双壁管的外管相通；正压风机通过正压风机支路旁接在双燃料发动机的排气管路上，所述正压风机支路中设有电控蝶阀，排气管路中设有膨胀节，排气管路一侧外设有防爆阀；双壁管的外管壁上设有压差传感器，双燃料发动机的主轴端设有转速传感器，正压风机支路管壁上设有温度传感器，在双燃料发动机的上侧还设有燃气探测器；压差传感器、转速传感器、温度传感器和燃气探测器分别与PLC控制箱电连接。

本实用新型双燃料发动机安保系统的目的还可以通过以下技术措施来一步实现。

进一步的，所述双壁管外层管内负压保持在0.5kPa。

进一步的，所述燃气探测器靠近双燃料发动机的进气侧，且位于双燃料发动机上方的高度H≤2m。

进一步的，所述氮气缓冲罐内的氮气压力保持在2.5~3.0MPa。氮气缓冲罐的容积V与双壁管容积V1之比为V/V1＞2。

本实用新型的双燃料发动机安保系统增设了氮气缓冲罐、制氮机、正压风机、负压风机、数个电控阀及各种传感器，本实用新型的双燃料发动机安保系统通过PLC控制箱的程序指令，分别开启或关闭正压风机、负压风机和各个电控阀，使得双燃料发动机启动前和关闭后分别开启氮气缓冲罐吹扫双壁管的内管，将内管内剩余的天然气从通过泄放管排出。解决双燃料发动机进、排气系统中滞留天然气的排放问题，杜绝了双燃料发动机发生爆炸的隐患，提高了双燃料发动机运行的安全性。

本实用新型的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本实用新型双燃料发动机安保系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和应用于双燃料发电机组的实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例包括GVU燃气阀组单元1、两个电控球阀、负压风机2、双壁管3、双壁膨胀节4、压差传感器5、电控三通装置6、氮气缓冲罐7、制氮机8、转速传感器9、正压风机10、电控蝶阀11、温度传感器12、燃气探测器13、膨胀节14和PLC控制箱15，燃气输入端A通过GVU燃气阀组单元1与双壁管3左端相连，双壁管3中设有双壁膨胀节4，可以补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，确保双壁管3的安全使用。双壁管3右端与电控三通装置第一端61相连，电控三通装置第二端62通向双燃料发动机100的燃料输入端，制氮机8与氮气缓冲罐7相连，电控三通装置第三端63的连接管道631通过第二电控球阀18与氮气缓冲罐7相连。在双壁管3靠近GVU燃气阀组单元1一端旁接泄放管16，泄放管16中设有第一电控球阀17，负压风机2与双壁管的外管31相通，使得双壁管外层管31内的负压保持在0.5kPa，从而使泄漏的天然气及时通过负压风机2排出。

正压风机10通过正压风机支路20旁接在双燃料发动机100的排气管路30上，正压风机支路20中设有电控蝶阀11，排气管路30一侧外设有防爆阀19，使得双燃料发动机100保持安全运行。

双壁管3的外管壁上设有压差传感器5，双燃料发动机100的主轴端设有转速传感器19，正压风机支路20管壁上设有温度传感器12，在双燃料发动机100的上侧还设有燃气探测器13；压差传感器5、转速传感器9、温度传感器12和燃气探测器13分别与PLC控制箱15电连接。

燃气探测器13靠近双燃料发动机100的进气侧，且位于双燃料发动机100上方的高度H≤2m，提高燃气探测器13的探测灵敏度，确保双燃料发动机100的运行安全。

氮气缓冲罐7内的氮气压力保持在2.5~3.0MPa。氮气缓冲罐7的容积V与双壁管3容积V1之比为V/V1＞2，保证氮气缓冲罐7内储有足够的压力和流量的氮气吹扫双壁管3的内管32中残留的天然气，确保双燃料发动机100的运行安全。

本实施例的工作过程包括以下A开机和B停机的不同步骤：

A开机

A1）双燃料发动机100启动前用氮气吹扫双壁管3的内管32

双燃料发动机100启动前，通过PLC控制箱15发出指令分别开启第一电控球阀17和第二电控球阀18，并使电控三通装置第一端61和电控三通装置第三端63相通；氮气从氮气缓冲罐7依次经过第二电控球阀18和电控三通装置第一端61开始吹扫双壁管3的内管32共2分钟，将内管32内剩余的天然气从泄放管16通过泄放口B排出；随后PLC控制箱15发出指令同时关闭第一电控球阀17和第二电控球阀18。

A2）双燃料发动机100启动后开启负压风机2

双燃料发动机100启动后，PLC控制箱15发出指令开启负压风机2，在双壁管的外层管32内建立0.5kPa的负压，如有天然气泄漏，则通过负压风机2抽气排出；在双燃料发动机100运行期间，负压风机2保持运行，及时排出泄漏的天然气，确保双燃料发动机100的安全运行。

B关机

B1）开启两个电控球阀并关闭负压风机2

PLC控制箱15发出指令，重复A1）过程，再次用氮气吹扫双壁管3的内管32内残留的天然气并关闭负压风机2。

B2）依次开启电控蝶阀11和正压风机10

PLC控制箱15发出指令，依次开启电控蝶阀11和正压风机10，正压风机10开始运行，保持运行5分钟后关闭，将排气管路30中的剩余的废气从C口排出，然后关闭电控蝶阀11。

双燃料发动机100排气温度范围为250℃～500℃，当温度传感器12检测正压风机支路20的温度超过200℃时，PLC控制箱15发出指令，缓慢启动正压风机10，通过正压吹风降低正压风机支路20的温度以保护正压风机10。

当氮气缓冲罐7内氮气压力低于2.5MPa时，制氮机8自动启动向氮气缓冲罐7充入氮气，以保证氮气缓冲罐7内有足够的氮气将内管32内剩余的天然气从泄放管16通过泄放口B排出，确保双燃料发动机100的安全运行。

步骤A1）中在双燃料发动机100启动前，先通过手动方式使PLC控制箱15发出指令开启第二电控球阀18，氮气缓冲罐7输出氮气吹扫双壁管3的内管32。在双燃料发动机100启动后，通过转速传感器9来判断双燃料发动机100的工作状态，此时PLC控制箱15转入自动发出相关指令的工作状态。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims

1.一种双燃料发动机安保系统，其特征在于，包括GVU燃气阀组单元、两个电控球阀、负压风机、双壁管、双壁膨胀节、压差传感器、电控三通装置、氮气缓冲罐、制氮机、转速传感器、正压风机、电控蝶阀、温度传感器、燃气探测器、膨胀节和PLC控制箱，燃气输入端通过GVU燃气阀组单元与双壁管一端相连，双壁管中设有双壁膨胀节，双壁管另一端与电控三通装置第一端相连，电控三通装置第二端通向双燃料发动机的燃料输入端，制氮机与氮气缓冲罐相连，电控三通装置第三端的连接管道通过第二电控球阀与氮气缓冲罐相连；在双壁管靠近GVU燃气阀组单元一端旁接泄放管，泄放管中设有第一电控球阀，负压风机与双壁管的外管相通；正压风机通过正压风机支路旁接在双燃料发动机的排气管路上，所述正压风机支路中设有电控蝶阀，排气管路中设有膨胀节，排气管路一侧外设有防爆阀；双壁管的外管壁上设有压差传感器，双燃料发动机的主轴端设有转速传感器，正压风机支路管壁上设有温度传感器，在双燃料发动机的上侧还设有燃气探测器；压差传感器、转速传感器、温度传感器和燃气探测器分别与PLC控制箱电连接。

2.如权利要求1所述的双燃料发动机安保系统，其特征在于：所述双壁管外层管内负压保持在0.5kPa。

3.如权利要求1所述的双燃料发动机安保系统，其特征在于：所述燃气探测器靠近双燃料发动机的进气侧，且位于双燃料发动机上方的高度H≤2m。

4.如权利要求1所述的双燃料发动机安保系统，其特征在于：所述氮气缓冲罐内的氮气压力保持在2.5~3.0MPa。

5.如权利要求1所述的双燃料发动机安保系统，其特征在于：氮气缓冲罐的容积V与双壁管容积V1之比为V/V1＞2。