CN218467732U - 一种燃气发电机组的燃气加热控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气发电机组的燃气加热控制系统，燃气发电机组包括发动机和与发动机传动连接的发电机，发动机包括燃料喷嘴和与燃料喷嘴连接的用于为燃气喷嘴输送燃气燃料的燃气输送管路；燃气加热控制系统包括电源模块、加热控制模块、加热装置、计时模块和温度检测模块，电源模块、加热装置、计时模块和温度检测模块分别与加热控制模块连接；电源模块用于为燃气加热控制系统供电；加热装置用于为燃气输送管路加热；计时模块用于对加热装置的工作时长进行计时；温度检测模块用于检测燃气输送管路的温度；加热控制模块用于控制加热装置的工作状态。本实用新型能够对燃气发电机组的燃气输送管路进行自动、安全加热。

Description

一种燃气发电机组的燃气加热控制系统

技术领域

本实用新型涉及燃气发电机组技术领域，尤其涉及一种燃气发电机组的燃气加热控制系统。

背景技术

燃气发电机组是一种以液化气、天然气等可燃气体为燃料，将燃料的热能转换为电能输出的动力装置，其包括发动机和发电机，燃料气体与空气在混合后进入发动机缸体，压缩后经高压电火花塞点火爆炸做功，发动机活塞带动曲轴运动，从而带动与曲轴连接的发电机进行发电。

若燃气发电机组的燃气输送管路的温度过低，容易使汽化后在燃气输送管路中输送的气体燃料在进入发动机的燃料喷嘴前再次液化，从而使得燃料喷嘴喷射后的燃料雾化效果不佳，从而容易造成点火不稳定，且造成了燃料的大量浪费。为了保证燃气发电机组在低温环境下发动机点火的稳定性，需要对燃气发电机组内部的燃气输送管路进行加热，通过加热燃气输送管路使其内部通过的气体燃料保持良好的汽化效果以达到发动机点火的要求，因此，燃气发电机组上一般都设置有用于对气体燃料进行加热的加热装置。

现有技术中对燃气发电机的加热装置的控制一般为手动控制，当环境温度偏低时，手动打开加热装置的加热控制开关，加热一定时间(该时间的长短一般凭经验把控)后手动关断加热装置。这种加热装置的加热控制方式操作麻烦，对加热温度的控制精度低，加热装置关断不及时会导致燃气温度过高而造成安全事故。

因此，亟需设计一种能够对燃气发电机组的燃气输送管路进行自动、安全加热的燃气加热控制系统。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型特别创新地提出了一种燃气发电机组的燃气加热控制系统，能够对燃气发电机组的燃气输送管路进行自动、安全加热，提升燃气发电机组低温环境下点火的稳定性。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种燃气发电机组的燃气加热控制系统，所述燃气发电机组包括发动机和与所述发动机传动连接的发电机，所述发动机包括燃气喷嘴和与所述燃气喷嘴连接的用于为所述燃气喷嘴输送燃气燃料的燃气输送管路，

所述燃气加热控制系统包括电源模块、加热控制模块、加热装置、计时模块和温度检测模块，所述电源模块、加热装置、计时模块和温度检测模块分别与所述加热控制模块连接，其中，

所述电源模块，用于为所述燃气加热控制系统供电；

所述加热装置，设置于所述燃气输送管路上，用于为所述燃气输送管路加热以使所述燃气输送管路内的气体燃料保持汽化状态；

所述计时模块，用于对所述加热装置的工作时长进行计时；

所述温度检测模块，用于检测所述燃气输送管路的温度；

所述加热控制模块，用于控制所述加热装置的工作状态。

优选地，所述燃气发电机组的燃气加热控制系统还包括加热指示电路，所述加热指示电路与所述加热控制模块连接，其中，

所述加热指示电路用于指示所述燃气加热控制系统的工作状态。

优选地，所述加热指示电路包括用于指示所述加热装置工作状态的第一 LED指示灯和用于指示所述计时模块工作状态的第二LED指示灯。

优选地，所述温度检测模块包括温度传感器和温度采集控制电路，所述温度传感器与所述温度采集控制电路连接，所述温度采集控制电路与所述加热控制模块连接，其中，

所述温度传感器用于检测所述燃气输送管路的温度信号，并将所述温度信号转化为模拟电信号；

所述温度采集控制电路用于按照设定的采样频率采集所述温度传感器检测到的模拟电信号，并将所述模拟电信号进行模数转换得到温度检测值。

优选地，所述温度传感器为PTC热敏电阻或NTC热敏电阻。

优选地，所述加热装置为电伴热带，所述电伴热带通过导热双面胶粘贴于所述燃气输送管路上靠近所述燃气喷嘴的一端的外壁。

优选地，所述加热装置为NTC加热器，所述NTC加热器与所述加热控制模块之间还连接有增强型N沟道绝缘栅型场效应管，所述加热控制模块通过控制所述增强型N沟道绝缘栅型场效应管的栅极和源极之间的电压来调节所述NTC 加热器的工作电流，以使所述NTC加热器恒功率输出。

优选地，所述电源模块包括蓄电池和发电机直流供电单元；

所述加热控制模块包括供电切换继电器和主控MCU，所述供电切换继电器包括控制线圈、常开触点、常闭触点和动触点，所述蓄电池的输出端与所述常开触点连接，所述发电机直流供电单元的输出端与所述常闭触点连接，所述加热装置与所述动触点连接，所述控制线圈的一端与所述主控MCU连接，另一端接地，所述蓄电池和发电机直流供电单元的输出端还分别与所述主控MCU连接为所述主控MCU供电。

优选地，所述发电机直流供电单元包括所述发电机和与所述发电机的发电输出端连接的整流电路。

优选地，所述加热控制模块还包括用于检测所述蓄电池输出电压的电池电压检测电路，所述电池电压检测电路的输入端与所述蓄电池的输出端连接，所述电池电压检测电路的输出端与所述主控MCU连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构简单，自动化、智能化程度较高，通过设置计时模块对加热装置的加热时间进行计时，同时设置温度检测模块实时检测燃气输送管路的温度，当加热装置将燃气输送管路加热设定时间或者将燃气输送管路加热至设定的加热关断温度时，通过加热控制模块控制加热装置停止加热，从而实现对燃气输送管路的自动、安全加热，提升燃气发电机组在低温环境下点火的稳定性，有效解决了现有技术中通过手动控制加热装置加热的加热控制方式操作麻烦、对加热温度的控制精度低、加热装置关断不及时会导致燃气温度过高而造成安全事故的问题。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例提供的一种燃气发电机组的燃气加热控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种燃气发电机组的燃气加热控制系统，燃气发电机组包括发动机和与发动机传动连接的发电机，发动机包括燃气喷嘴和与燃气喷嘴连接的用于为燃气喷嘴200输送燃气燃料的燃气输送管路100，该燃气加热控制系统包括电源模块1、加热控制模块2、加热装置3、计时模块4 和温度检测模块5，电源模块1、加热装置3、计时模块4和温度检测模块5分别与加热控制模块2连接。

具体地，电源模块1用于为燃气加热控制系统提供工作电源，加热装置3 设置于燃气输送管路100上，用于为燃气输送管路100加热以使燃气输送管路100内的气体燃料保持汽化状态；计时模块4用于对加热装置3的工作时长进行计时；温度检测模块5用于检测燃气输送管路100的温度；加热控制模块2，用于控制加热装置3的工作状态。

本实施例中的燃气加热控制系统的工作原理如下：

当燃气发电机组上电后，电源模块1为燃气加热控制系统供电，温度检测模块5检启动自动检测燃气输送管路100的当前温度，若燃气输送管路100的温度低于设定的加热开启温度时，说明此时燃气发电机组所处环境温度过低，燃气输送管路100中的气体燃料可能会出现液化的情况而影响发动机点火的稳定性，则加热控制模块2控制加热装置3开启为燃气输送管路100加热，同时，加热控制模块2控制计时模块4开始计时，加热过程中，温度检测模块5继续实时检测燃气输送管路100的温度，当燃气输送管路100的温度达到设定的加热关断温度时，加热控制模块2控制加热装置3关断，或者在检测的燃气输送管路100温度还没达到设定的加热关断温度但是计时模块4的计时达到设定的时长时，计时模块4 触发加热控制模块2发送停止加热的控制指令至加热装置3，加热装置3停止加热。

需要说明的是，上述加热开启温度和加热关断温度为根据需要预先在加热控制模块2中设定的温度阈值，其中，加热开启温度为燃气发电机组的发动机稳定点火启动的最低温度(即使燃气输送管路100内的气体燃料保持良好汽化效果的最低温度)，加热关断温度为保证燃气发电机组安全稳定工作的最高温度限值，可以理解，该加热关断温度大于燃气发电机组的发动机可以稳定点火启动的温度值。

需要说明的是，加热控制模块2根据加热时长和温度检测模块5检测到的温度控制加热装置3的开启或关闭，其具体可以通过阈值存储器和比较器实现，即加热控制模块2可以通过比较器将计时模块4计算的时长、温度检测模块5检测到的温度分别与阈值存储器中预先存储的设定时长阈值、设定温度阈值进行比较，比较器根据比较结果输出相应的电平控制信号来控制触点开关的开关状态从而使加热装置3开启或关闭，整个控制过程不涉及对计算机程序本身的改进。具体地，加热控制模块2可以采用具有阈值存储器和多路比较器的MCU控制器。

本实施例中的燃气加热控制系统通过设置计时模块4对加热装置3的加热时间进行计时，同时设置温度检测模块5实时检测燃气输送管路100的温度，当加热装置3将燃气输送管路100加热设定时间或者将燃气输送管路100加热至设定温度时，通过加热控制模块2控制加热装置3停止加热，从而实现对燃气输送管路100的自动、安全加热，提升燃气发电机组在低温环境下点火的稳定性。

在上述实施例的基础上，为了便于用户了解到燃气加热控制系统的工作状态，在一个实施例中，燃气发电机组的燃气加热控制系统还包括加热指示电路6，加热指示电路6与加热控制模块2连接，加热指示电路6用于指示燃气加热控制系统的工作状态。

具体地，在一个实施例中，加热指示电路6包括用于指示加热装置3工作状态的第一LED指示灯61和用于指示计时模块4工作状态的第二LED指示灯62。通过设置第一LED指示灯61和第二LED指示灯62来分别指示加热装置3和计时模块4的工作状态，具体地，可以将第一LED指示灯61设置为绿灯，第二 LED指示灯62设置为红灯，当加热控制模块2控制加热装置3开启加热时，计时模块4同时工作，此时，绿灯和红灯均通电常亮，当达到设定的加热时长或达到设定的加热关断温度时，加热装置3关闭，此时绿灯和红灯均熄灭。

具体地，在一个实施例中，温度检测模块5包括温度传感器51和温度采集控制电路52，温度传感器51与温度采集控制电路52连接，温度采集控制电路 52与加热控制模块2连接。温度传感器51用于检测燃气输送管路100的温度信号，并将温度信号转化为模拟电信号；温度采集控制电路52用于按照设定的采样频率(例如5s)采集温度传感器51检测到的模拟电信号，并将模拟电信号进行模数转换得到温度检测值(即加热控制模块2能够识别和处理的数字信号)。

具体地，在一个实施例中，温度传感器51为PTC热敏电阻或NTC热敏电阻。PTC(PositiveTemperatureCoefficient，正的温度系数)热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，即温度越高电阻值越大，其具有灵敏度较高、工作温度范围宽、体积小、成本低等优点。NTC(NegativeTemperatureCoefficient，负的温度系数)热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻，其具有使用寿命长、精度高、灵敏度高、可靠性高及耐超高温等优点。例如，温度传感器51具体可以采用可靠性好、价格低的正温度系数热敏电阻PT100铂热电阻。

具体地，在一个实施例中，加热装置3为NTC(NegativeTemperature Coefficient，负的温度系数)加热器，NTC加热器与加热控制模块2之间还连接有增强型N沟道绝缘栅型场效应管，增强型N沟道绝缘栅型场效应管的栅极G 与加热控制模块2连接，漏极D与加热装置3连接，源极S通过分压电阻接地。加热控制模块2通过控制增强型N沟道绝缘栅型场效应管的栅极G和源极S之间的电压UGS(即栅源电压)来调节漏极D与源极S之间导通时D、S之间的电阻RDS(即漏源电阻)，从而调节NTC加热器的工作电流，使的NTC加热器以恒功率输出，保证加热过程的稳定性。

在其他一些实施例中，加热装置3还可以采用电伴热带，电伴热带可以通过导热双面胶粘贴于燃气输送管路100上靠近燃气喷嘴200的一端的外壁。电伴热带是由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘护层构成，其特点是导电聚合物具有很高的正温度系数特性，且互相并联，能随被加热体系(燃气输送管道)的温度变化自动调节输出功率，自动限制加热的温度，可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠，因而不易出现高温热点及烧毁的问题，安全性高。

在一个实施例中，电源模块1包括蓄电池11和发电机直流供电单元12。加热控制模块2包括供电切换继电器21和主控MCU22，供电切换继电器21包括控制线圈、常开触点、常闭触点和动触点，蓄电池11的输出端与常开触点连接，发电机直流供电单元12的输出端与常闭触点连接，加热装置3与动触点连接，控制线圈的一端与主控MCU连接，另一端接地，蓄电池11和发电机直流供电单元12的输出端还分别与主控MCU22连接为主控MCU22供电。

由于发动机在低温环境下，使用燃气的发动机不易点火发燃，需利用蓄电池 11、供电切换继电器21、主控MCU22和加热装置3给燃气预加热，来实现低温环境下发动机启动发燃的过程。同时发动机运行过程中燃气温度过底会导致不易正常燃烧，需利用发电机直流供电单元12、供电切换继电器21、主控MCU22 和加热装置3给燃气加热，来实现发动机正常工作。

由于在燃气发电机组的发动机被启动前，发电机无法工作发电，因此，需要设置蓄电池11作为对燃气加热控制系统的进行供电的电源，使得加热装置3能够启动对燃气输送管路100进行加热。当发电机组的电源总开关开启后，主控MCU22控制供电切换继电器21的控制线圈通电，供电切换继电器21的常闭触点和动触点之间断开，而常开触点与动触点之间闭合，蓄电池11给主控MCU22 和加热装置3供电进行加热；当达到设定的加热时长或燃气输送管路100达到设定的温度时，主控MCU22控制供电切换继电器21的常开触点断开，而常闭触点闭合，即将加热控制系统的供电电源切换至发电机直流供电单元12供电，若此时发电机组的发动机没有启动，则加热控制系统进行休眠，若此时发电机组的发动机已启动，则发动机通过曲轴带动发电机工作发电，由发电机直流供电单元 12为加热控制系统供电。

具体地，在一个实施例中，发电机直流供电单元12包括发电机和与发电机的发电输出端连接的整流电路。由于发电机发出的为交流电，因此通过整流电路将发电机输出的交流电转换为直流电为燃气加热控制系统供电。

在一个实施例中，加热控制模块2还包括用于检测蓄电池11输出电压的电池电压检测电路23，电池电压检测电路23的输入端与蓄电池11的输出端连接，电池电压检测电路23的输出端与主控MCU22连接。在发动机启动前，通过电池电压检测电路23检测蓄电池11输出电压，只有在蓄电池11的输出电压达到设定加热电压时，主控MCU22才发送控制信号控制供电切换继电器21的控制线圈通电，使得供电切换继电器21的常闭触点和动触点之间断开，而常开触点与动触点之间闭合，进而通过蓄电池11给主控MCU22和加热装置3供电进行加热，保证加热效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃气发电机组的燃气加热控制系统，所述燃气发电机组包括发动机和与所述发动机传动连接的发电机，所述发动机包括燃气喷嘴和与所述燃气喷嘴连接的用于为所述燃气喷嘴输送燃气燃料的燃气输送管路，其特征在于，

所述燃气加热控制系统包括电源模块、加热控制模块、加热装置、计时模块和温度检测模块，所述电源模块、加热装置、计时模块和温度检测模块分别与所述加热控制模块连接，其中，

所述电源模块，用于为所述燃气加热控制系统供电；

所述加热装置，设置于所述燃气输送管路上，用于为所述燃气输送管路加热以使所述燃气输送管路内的气体燃料保持汽化状态；

所述计时模块，用于对所述加热装置的工作时长进行计时；

所述温度检测模块，用于检测所述燃气输送管路的温度；

所述加热控制模块，用于控制所述加热装置的工作状态。

2.根据权利要求1所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，还包括加热指示电路，所述加热指示电路与所述加热控制模块连接，其中，

所述加热指示电路用于指示所述燃气加热控制系统的工作状态。

3.根据权利要求2所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述加热指示电路包括用于指示所述加热装置工作状态的第一LED指示灯和用于指示所述计时模块工作状态的第二LED指示灯。

4.根据权利要求1所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和温度采集控制电路，所述温度传感器与所述温度采集控制电路连接，所述温度采集控制电路与所述加热控制模块连接，其中，

所述温度传感器用于检测所述燃气输送管路的温度信号，并将所述温度信号转化为模拟电信号；

所述温度采集控制电路用于按照设定的采样频率采集所述温度传感器检测到的模拟电信号，并将所述模拟电信号进行模数转换得到温度检测值。

5.根据权利要求4所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述温度传感器为PTC热敏电阻或NTC热敏电阻。

6.根据权利要求1所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述加热装置为电伴热带，所述电伴热带通过导热双面胶粘贴于所述燃气输送管路上靠近所述燃气喷嘴的一端的外壁。

7.根据权利要求1所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述加热装置为NTC加热器，所述NTC加热器与所述加热控制模块之间还连接有增强型N沟道绝缘栅型场效应管，所述加热控制模块通过控制所述增强型N沟道绝缘栅型场效应管的栅极和源极之间的电压来调节所述NTC加热器的工作电流，以使所述NTC加热器恒功率输出。

8.根据权利要求1-7任一项所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池和发电机直流供电单元；

所述加热控制模块包括供电切换继电器和主控MCU，所述供电切换继电器包括控制线圈、常开触点、常闭触点和动触点，所述蓄电池的输出端与所述常开触点连接，所述发电机直流供电单元的输出端与所述常闭触点连接，所述加热装置与所述动触点连接，所述控制线圈的一端与所述主控MCU连接，另一端接地，所述蓄电池和发电机直流供电单元的输出端还分别与所述主控MCU连接为所述主控MCU供电。

9.根据权利要求8所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述发电机直流供电单元包括所述发电机和与所述发电机的发电输出端连接的整流电路。

10.根据权利要求9所述的燃气发电机组的燃气加热控制系统，其特征在于，所述加热控制模块还包括用于检测所述蓄电池输出电压的电池电压检测电路，所述电池电压检测电路的输入端与所述蓄电池的输出端连接，所述电池电压检测电路的输出端与所述主控MCU连接。

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