JP2012017663A - Gas engine starting control method - Google Patents

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良一 萩原
Toru Nakazono
徹 中園
Hiroyuki Otsubo
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure an stable engine start even when a fuel gas having a large compositional variation is employed.SOLUTION: A gas engine starting control method comprises a cell motor, a fuel gas supply device for supplying fuel gas into air for combustion, a rotation speed sensor for detecting engine rotation speed, and a control means for controlling a fuel gas supply amount by the fuel gas supply device. During an initial cranking period (T1) by the cell motor, the fuel gas supply amount by the fuel gas supply device is successively increased or decreased within a predetermined change range (W1). An initial explosion rotation speed value (Ns) when initial explosion occurs is detected by the rotation speed sensor to execute operation inputted in the control means. When an engine does not start during the initial cranking period (T1), cranking is re-executed by a fuel supply amount corresponding to the initial explosion rotation speed value (Ns), a fuel control valve opening (Qs1), for instance.

Description

本発明は、ガスエンジンの始動制御方法に関し、特に、バイオマスガス化燃料を使用するエンジンに適した始動制御方法に関する。   The present invention relates to a start control method for a gas engine, and more particularly to a start control method suitable for an engine using biomass gasification fuel.

ガスエンジンにおける燃料ガス供給方式は、ミキサー方式（特許文献１）とインジェクター方式（特許文献２）とが有る。   The fuel gas supply system in the gas engine includes a mixer system (Patent Document 1) and an injector system (Patent Document 2).

ミキサー方式は、例えばベンチュリー式のミキサーと、該ミキサーへの燃料ガス供給量を制御する燃料制御弁とを備えており、エンジン始動時、前記燃料制御弁の開度及びスロットル弁の開度を一定に保ち、セルモータ等によりクランキングを実行している。   The mixer system includes, for example, a Venturi mixer and a fuel control valve that controls the amount of fuel gas supplied to the mixer, and the opening of the fuel control valve and the throttle valve are kept constant when the engine is started. The cranking is executed by a cell motor or the like.

インジェクター方式は、吸気通路に燃料ガスを噴射するインジェクターを備えており、エンジン始動時、前記インジェクターの噴射期間及びスロットル弁の開度を一定に保ち、セルモータ等によりクランキングを実行している。   The injector system includes an injector that injects fuel gas into the intake passage. When the engine is started, the injection period of the injector and the opening of the throttle valve are kept constant, and cranking is performed by a cell motor or the like.

特開2009-264176号公報JP 2009-264176 A 特開2006-105065号公報JP 2006-105065 A

近年、おが屑などをガス化炉により熱分解して得られるガス燃料、ごみ処理施設から排出されるガス燃料、生物の排泄物等から得られるバイオマスガス燃料、あるいは埋立地等からの自噴ガス燃料を利用して、ガスエンジンを駆動し、このガスエンジンにより発電機を駆動する発電システムが開発されている。   In recent years, gas fuel obtained by pyrolyzing sawdust etc. with a gasifier, gas fuel discharged from a waste treatment facility, biomass gas fuel obtained from biological waste, etc., or self-injected gas fuel from landfills, etc. A power generation system has been developed in which a gas engine is driven and a generator is driven by the gas engine.

このような発電システムに備えられる前記ガスエンジンでは、ガス化炉等の運転状態や、おが屑等の原材料の種類により、燃料ガスの組成が時々刻々と変化するため、始動時における起動可能な燃料ガス供給量が大きく変動する。したがって、従来方法のように、常に、一定の燃料制御弁開度や燃料噴射期間で始動する方法では、始動できない場合がある。図３は、理論空燃比（理論空気量）と、始動時における起動可能な燃料ガス供給量、具体的には燃料制御弁開度又は燃料噴射期間との関係を示しており、燃料ガスの組成が変化すると、理論空燃比が変化し、理論空燃比が小さくなるに従い燃料制御弁開度又は燃料噴射期間が増大するという相関関係がある。図３における幅Ｄは、起動可能範囲の燃料制御弁開度の幅あるいは燃料噴射期間の幅を示している。   In the gas engine provided in such a power generation system, the composition of the fuel gas changes from moment to moment depending on the operating state of the gasification furnace and the type of raw materials such as sawdust. Supply amount fluctuates greatly. Therefore, it may not be possible to start with a method that always starts with a constant fuel control valve opening or fuel injection period as in the conventional method. FIG. 3 shows the relationship between the theoretical air-fuel ratio (theoretical air amount) and the fuel gas supply amount that can be started at the time of starting, specifically, the fuel control valve opening or the fuel injection period. There is a correlation that the stoichiometric air-fuel ratio changes and the fuel control valve opening or the fuel injection period increases as the stoichiometric air-fuel ratio decreases. A width D in FIG. 3 indicates the width of the fuel control valve opening in the startable range or the width of the fuel injection period.

図９は、ガスエンジンにおける従来始動方法のタイムフローであり、縦軸の上段はクランキング時のエンジン回転数の変化を示し、下段は燃料制御弁開度又は燃料噴射期間の変化を示している。上段において、セルモータによるクランキング時の回転数Ｎ１（たとえば４００乃至４５０min−1）は一定に設定されており、下段において、燃料制御弁開度（又は燃料噴射期間）Ｑ0も一定に設定されており、クランキング期間Ｔ０も一定（数秒〜１０秒程度）に設定されている。前述のように、燃料ガスの組成変化により、始動時の起動可能範囲Ｄが高くなっている場合、従来のように燃料制御弁開度又は燃料噴射期間が一定Ｑ0に設定されていると、燃料ガス供給量が起動可能範囲Ｄ内に達しないことがあり、このような状態では、クランキングを繰り返してもエンジンは起動しない。 FIG. 9 is a time flow of a conventional starting method in a gas engine, where the upper part of the vertical axis shows the change in engine speed during cranking, and the lower part shows the change in fuel control valve opening or fuel injection period. . In the upper stage, the rotational speed N1 (for example, 400 to 450 min −1 ) at the time of cranking by the cell motor is set to be constant, and in the lower stage, the fuel control valve opening (or fuel injection period) Q0 is also set to be constant. The cranking period T0 is also set constant (several seconds to 10 seconds). As described above, when the startable range D at the time of start-up is high due to the change in the composition of the fuel gas, if the fuel control valve opening or the fuel injection period is set to a constant Q0 as in the prior art, the fuel The gas supply amount may not reach the startable range D, and in such a state, the engine does not start even if the cranking is repeated.

上記課題を解決するため、本発明は、セルモータと、燃焼用空気中に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、エンジン回転数を検出する回転数センサーと、前記燃料ガス供給装置による燃料ガス供給量を制御する制御手段を有するガスエンジンの始動制御方法において、前記セルモータによる初期クランキング期間中、前記燃料ガス供給量を所定の変更範囲内で次第に増加させ、あるいは次第に減少させ、初爆が生じた時の初爆回転数値を前記回転数センサーにより検知し、前記制御手段に入力し、前記初期クランキング期間にエンジンが起動しなかった場合に、前記初爆回転数値に対応する燃料ガス供給量により、再度クランキングを実行する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a cell motor, a fuel gas supply device that supplies fuel gas into the combustion air, a rotation speed sensor that detects the engine rotation speed, and a fuel gas supply by the fuel gas supply device. In a start control method of a gas engine having a control means for controlling the amount, during the initial cranking period by the cell motor, the fuel gas supply amount is gradually increased or decreased within a predetermined change range, and an initial explosion occurs. When the initial explosion speed value is detected by the speed sensor and input to the control means, and the engine does not start during the initial cranking period, the fuel gas supply amount corresponding to the initial explosion speed value Thus, cranking is executed again.

上記始動制御方法において、好ましくは次の構成を採用することができる。
（ａ）前記初期クランキング期間中、初爆が生じなかった場合に、前記燃料ガス供給量の所定の前記変更範囲から、燃料増側あるいは燃料減側に移した新しい変更範囲で、再度クランキングを実行する。 In the start control method, the following configuration can be preferably employed.
(A) If no initial explosion occurs during the initial cranking period, cranking is again performed in a new change range shifted from the predetermined change range of the fuel gas supply amount to the fuel increase side or the fuel decrease side. Execute.

（ｂ）前記燃料ガス供給装置は、吸気通路内に配置されて空気と燃料ガスとを混合するミキサーと、該ミキサーへの燃料ガス供給量を調整する燃料制御弁とを有しており、前記初期クランキング期間中、前記燃料制御弁の開度を変更することにより、前記所定の変更範囲内での燃料増加又は燃料減少を実行する。 (B) The fuel gas supply device includes a mixer that is disposed in the intake passage and mixes air and fuel gas, and a fuel control valve that adjusts a fuel gas supply amount to the mixer, During the initial cranking period, the fuel increase or decrease within the predetermined change range is performed by changing the opening of the fuel control valve.

（ｃ）前記燃料ガス供給装置は、前記ミキサー及び燃料制御弁の代わりに、吸気通路内に燃料を噴射するインジェクターを有しており、前記初期クランキング期間中、前記インジェクターによる燃料噴射期間を変更することにより、前記所定の変更範囲内で燃料増加又は燃料減少する。 (C) The fuel gas supply device has an injector for injecting fuel into the intake passage instead of the mixer and the fuel control valve, and the fuel injection period by the injector is changed during the initial cranking period. By doing so, the fuel is increased or decreased within the predetermined change range.

（１）組成が時々刻々と変化する組成変動の大きい燃料ガスを使用する場合でも、常に安定したエンジンの起動を確保することができる。 (1) Even when a fuel gas having a large composition variation whose composition changes every moment is used, it is possible to always ensure a stable engine start-up.

（２）構成（ａ）のように、初期クランキング期間中、初爆しなかった場合に、前記燃料ガス供給量の所定の変更範囲を、燃料増側あるいは燃料減側に移した状態で、再度クランキングを実行すると、組成変動の範囲がさらに大きい燃料ガスを使用する場合でも、安定したエンジンの起動を確保することができる。 (2) As in the configuration (a), when the initial explosion is not performed during the initial cranking period, the predetermined change range of the fuel gas supply amount is shifted to the fuel increase side or the fuel decrease side. When cranking is performed again, stable engine start-up can be ensured even when using a fuel gas having a larger range of composition variation.

（３）構成（ｂ）又は構成（ｃ）のように、燃料制御弁開度又は燃料噴射期間を変更することにより、燃料ガス供給量を変更するようにしていると、クランキング期間中、簡単に燃料供給量の増加あるいは減少を実行することができる。 (3) If the fuel gas supply amount is changed by changing the fuel control valve opening or the fuel injection period as in the configuration (b) or the configuration (c), it is easy during the cranking period. In addition, the fuel supply amount can be increased or decreased.

本発明を実施するガスエンジンを備えたガス化発電システムの概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the gasification electric power generation system provided with the gas engine which implements this invention. 図１のガスエンジンであって、燃料ガス供給装置としてミキサー及び燃料制御弁を有するガスエンジンを示す構成図である。It is a gas engine of Drawing 1, and shows a gas engine which has a mixer and a fuel control valve as a fuel gas supply device. 図２のガスエンジンにおける理論空燃比と起動可能な燃料ガス供給量（燃料制御弁開度等）との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the stoichiometric air-fuel ratio and the startable fuel gas supply amount (fuel control valve opening etc.) in the gas engine of FIG. 本発明の第１の制御方法による始動時のエンジン回転数及び燃料制御弁開度等のタイムチャートである。It is a time chart of the engine speed at the time of start-up by the 1st control method of this invention, a fuel control valve opening degree, etc. FIG. 本発明の第１の制御方法による制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control by the 1st control method of this invention. 本発明の第２の制御方法による始動時のエンジン回転数及び燃料制御弁開度のタイムチャートである。It is a time chart of the engine speed at the time of start-up by the 2nd control method of this invention, and a fuel control valve opening degree. 本発明の第２の制御方法による制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control by the 2nd control method of this invention. 燃料ガス供給装置として、インジェクターを有するガスエンジンを示す構成図である。It is a block diagram which shows the gas engine which has an injector as a fuel gas supply apparatus. 従来例による始動時のエンジン回転数及び燃料制御弁開度のタイムチャートである。It is a time chart of the engine speed at the time of starting by the prior art example, and a fuel control valve opening degree.

［バイオマスガス化発電システムの構成］
図１は、本発明の始動制御方法を実施するガスエンジンを備えたバイオマスガス化発電システム１を示しており、このバイオマスガス化発電システム１は、おが屑等の木質のバイオマス原料を投入するための投入ホッパ２と、投入されたバイオマス原料を加熱して熱分解ガスを発生させるガス化炉３と、発生した熱分解ガスを一時滞留させてタール等を分解除去する滞留槽４と、タール等除去後の熱分解ガスの冷却を行う冷却装置５と、冷却後の熱分解ガスの除塵を行うバグフィルタ６と、除塵後の熱分解ガスを、燃焼ガスとして発電装置１１のガスエンジン１２に供給する送風機７と、を備えている。発電装置１１は、前記ガスエンジン１２と、該ガスエンジン１２の出力軸に連結された発電機１３を備えている。前記送風機７には、発電装置１１を停止しているときに前記熱分解ガスを排出するフレアスタック８も接続されている。前記ガス化炉３には、前記原料の他に、空気、シール用の築炉及び点火用のＬＰＧ等が供給される。 [Configuration of biomass gasification power generation system]
FIG. 1 shows a biomass gasification power generation system 1 equipped with a gas engine that implements the start-up control method of the present invention. A charging hopper 2, a gasification furnace 3 that heats the input biomass material to generate pyrolysis gas, a residence tank 4 that temporarily retains the generated pyrolysis gas and decomposes and removes tar, and tar removal The cooling device 5 that cools the pyrolysis gas after that, the bag filter 6 that removes dust from the pyrolysis gas after cooling, and the pyrolysis gas after dust removal is supplied to the gas engine 12 of the power generator 11 as combustion gas. And a blower 7. The power generator 11 includes the gas engine 12 and a generator 13 connected to the output shaft of the gas engine 12. A flare stack 8 that discharges the pyrolysis gas when the power generation device 11 is stopped is also connected to the blower 7. In addition to the raw materials, the gasification furnace 3 is supplied with air, a building furnace for sealing, an LPG for ignition, and the like.

このバイオマスガス化発電システム１からは、発電機１３で発電される電気や、エンジン１２の排気ガスの廃熱を利用した温水等が得られるようになっている。なお、発電装置１１としては、デュアルフューエルエンジン発電方式を採用している。   From the biomass gasification power generation system 1, electricity generated by the generator 13, hot water using waste heat of exhaust gas from the engine 12, and the like can be obtained. As the power generation device 11, a dual fuel engine power generation method is adopted.

［ガスエンジン１２の第１の形態］
図２は、図１の発電装置１１に配置されたガスエンジン１２の第１の形態を示しており、ガスエンジン１２は、周知のように、シリンダ２１、ピストン２２、クランク軸２３、吸気弁２４、吸気通路２５、排気弁２６、排気通路２７、点火プラグ２８及び始動用のセルモータ２９等を備えている。燃料ガス供給装置３０はミキサー方式であり、吸気通路２５内に配置されたベンチュリー式ミキサー３１と、前記送風機７からの燃料ガスを前記ベンチュリー式ミキサー３１に供給する燃料制御弁３２を備えており、ベンチュリー式ミキサー３１の吸気下流側には、空気と燃料ガスとの混合ガスの流量を制御するスロットル弁３３が配置されている。さらに、クランク軸２３には、クランク軸の回転数、すなわちエンジン回転数を検出する回転数センサー３５が配置されている。 [First form of gas engine 12]
FIG. 2 shows a first form of the gas engine 12 arranged in the power generation device 11 of FIG. 1, and the gas engine 12 includes a cylinder 21, a piston 22, a crankshaft 23, and an intake valve 24 as is well known. , An intake passage 25, an exhaust valve 26, an exhaust passage 27, a spark plug 28, a starting cell motor 29, and the like. The fuel gas supply device 30 is of a mixer type, and includes a venturi mixer 31 disposed in the intake passage 25 and a fuel control valve 32 that supplies the fuel gas from the blower 7 to the venturi mixer 31. A throttle valve 33 for controlling the flow rate of the mixed gas of air and fuel gas is disposed on the intake downstream side of the venturi mixer 31. Further, the crankshaft 23 is provided with a rotational speed sensor 35 for detecting the rotational speed of the crankshaft, that is, the engine rotational speed.

前記回転数センサー３５、燃料制御弁３２及びスロットル弁３３は、コントローラ（制御手段）４０に電気的に接続されており、コントローラ４０は、少なくとも、回転数センサー３５からの回転数検出信号が入力されると共に、燃料制御弁３２及びスロットル弁３３に、それらの開度を制御するための開度指示信号を送るようになっている。   The rotation speed sensor 35, the fuel control valve 32, and the throttle valve 33 are electrically connected to a controller (control means) 40. The controller 40 receives at least a rotation speed detection signal from the rotation speed sensor 35. At the same time, an opening degree instruction signal for controlling the opening degree of the fuel control valve 32 and the throttle valve 33 is sent.

［燃料制御弁３２及びスロットル弁３３の第１の制御］
図４は第１の始動制御を示すタイムチャートであり、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸の上段は、エンジン回転数の変化、縦軸の下段は燃料制御弁３２の開度の変化を示している。ガスエンジン１２の始動制御に関し、コントローラ４０の記憶部には、図４のグラフの下段に示すように、初期クランキング期間Ｔ１において、燃料制御弁開度を、時間経過に比例して、所定の変更範囲Ｗ１内で、開度Ｑ１から開度Ｑ２まで次第に増加させるように制御するマップが記憶されており、かつ、制御プログラムとして、初期クランキング期間Ｔ１において、回転数センサー３５が、セルモータ２９によるクランキング回転数Ｎ１より大きい初爆時の回転数（初爆回転数値）Ｎｓを検知した時に、その初爆回転数値Ｎｓに対応する燃料制御弁開度Ｑｓ１を記憶するように、プログラムが書き込まれている。 [First Control of Fuel Control Valve 32 and Throttle Valve 33]
FIG. 4 is a time chart showing the first start control, in which the horizontal axis represents time (sec), the upper part of the vertical axis represents the change in the engine speed, and the lower part of the vertical axis represents the change in the opening of the fuel control valve 32. Show. Regarding the start control of the gas engine 12, the storage unit of the controller 40 has a predetermined amount of fuel control valve opening proportional to the passage of time in the initial cranking period T1, as shown in the lower part of the graph of FIG. A map for controlling to gradually increase from the opening Q1 to the opening Q2 within the change range W1 is stored, and the rotation speed sensor 35 is controlled by the cell motor 29 in the initial cranking period T1 as a control program. A program is written to store the fuel control valve opening Qs1 corresponding to the initial explosion rotation value Ns when the rotation number (initial explosion rotation value) Ns at the first explosion greater than the cranking rotation number N1 is detected. ing.

前記燃料弁開度Ｑ１からＱ２までの変更範囲Ｗ１は、少なくとも、燃料ガスの平均的な組成に基づいた燃料制御弁開度の起動可能範囲Ｄ１を含むように設定されている。   The change range W1 from the fuel valve opening Q1 to Q2 is set to include at least the startable range D1 of the fuel control valve opening based on the average composition of the fuel gas.

図５は、前記図４の制御内容に基づく始動制御のフローチャートであり、この図５及び前記図４に基づいて始動時の具体的な作動及び制御を説明する。   FIG. 5 is a flowchart of the start control based on the control content of FIG. 4, and the specific operation and control at the start will be described based on FIG. 5 and FIG.

ステップＳ１において、セルモータ２９により初期クランキングを開始する。この初期クランキング期間Ｔ１において、スロットル弁３３は一定の開度に保たれ、燃料制御弁開度は、次第に増大するように制御される。   In step S1, initial cranking is started by the cell motor 29. In the initial cranking period T1, the throttle valve 33 is maintained at a constant opening, and the fuel control valve opening is controlled to gradually increase.

ステップＳ２において、前記初期クランキング期間Ｔ１中にエンジンが起動したか否かを判別し、Ｙｅｓの場合は、ステップ７の通常運転に移行する。ステップＳ２でＮｏの場合は、ステップＳ３に進む。   In step S2, it is determined whether or not the engine has been started during the initial cranking period T1, and in the case of Yes, the routine proceeds to normal operation in step 7. If No in step S2, the process proceeds to step S3.

ステップＳ３において、初期クランキング期間Ｔ１中、セルモータ２９によるクランキング回転数が初爆回転数値Ｎｓを越えたか否かを判別し、Ｎｏの場合はステップＳ１に戻り、Ｙｅｓの場合は、ステップＳ４に進む。   In step S3, it is determined whether or not the cranking rotation speed by the cell motor 29 has exceeded the initial explosion rotation speed value Ns during the initial cranking period T1. If NO, the process returns to step S1. If YES, the process returns to step S4. move on.

ステップＳ４において、初爆回転数値Ｎｓにおける燃料制御弁開度Ｑｓ１を記憶し、ステップＳ５に進み、前記燃料制御弁開度Ｑｓ１にて再度クランキングを実施し、ステップＳ６に進む。   In step S4, the fuel control valve opening Qs1 at the initial explosion rotation value Ns is stored, the process proceeds to step S5, cranking is performed again at the fuel control valve opening Qs1, and the process proceeds to step S6.

ステップＳ６において、再度のクランキング期間中にエンジンが起動したか否かを判別し、Ｙｅｓの場合は、ステップ７の通常運転に移行する。Ｎｏの場合は、ステップＳ５に戻る。   In step S6, it is determined whether or not the engine has been started during the cranking period again. If Yes, the routine proceeds to normal operation in step 7. If no, the process returns to step S5.

前記ステップＳ３及びステップＳ６において、それぞれＮｏが所定回数繰り返される場合には、警報ランプ等による「起動不良」の警告が出される。   In step S3 and step S6, when No is repeated for a predetermined number of times, a “start-up failure” warning by an alarm lamp or the like is issued.

ステップＳ７において、最終的に通常運転に移行した場合には、図４の下段のように、燃料制御弁開度Ｑｓ１が維持され、図４の上段のように、エンジン回転数は、たとえばアイドル回転数Ｎｉに保たれる。   When the routine finally shifts to normal operation in step S7, the fuel control valve opening Qs1 is maintained as shown in the lower part of FIG. 4, and the engine speed is, for example, idle speed as shown in the upper part of FIG. The number Ni is kept.

燃料ガスとして、バイオマスガス等を使用していることにより、図４の下段に示す起動可能範囲Ｄ１は、燃料ガス組成の変化により変動するが、第１の制御方法のように、初期クランキング期間Ｔ１において、燃料制御弁開度を次第に増加させることにより、爆発に必要な燃料制御弁開度（燃料供給量）Ｑｓ１を認識することができ、たとえ、初期クランキング期間Ｔ１で起動しなくとも、次のクランキング時において、爆発可能な増大した一定の燃料制御弁開度Ｑｓ１で燃料を供給することにより、確実に始動することができるのである。   Since biomass gas or the like is used as the fuel gas, the startable range D1 shown in the lower part of FIG. 4 varies depending on the change in the fuel gas composition, but the initial cranking period as in the first control method. By gradually increasing the fuel control valve opening at T1, it is possible to recognize the fuel control valve opening (fuel supply amount) Qs1 necessary for the explosion, even if it does not start in the initial cranking period T1, At the time of the next cranking, the fuel can be reliably started by supplying the fuel at an increased constant fuel control valve opening Qs1 that can be exploded.

［第２の始動制御方法］
図６及び図７は第２の制御方法を示しており、前記第１の制御方法に加え、図６に示すように、初期クランク期間Ｔ１において、セルモータ２９によるエンジン回転数が初爆回転数値Ｎｓに達しなかった場合に、次の第２のクランキング期間Ｔ２において、燃料ガスの変更範囲を、第１のクランキング期間Ｔ１の変更範囲Ｗ１から、一定量だけ燃料増側に移し、新たな変更範囲Ｗ２内でクランキングを行い、初爆回転数値Ｎｓを検知させるものである。前記新たな変更範囲Ｗ２は、たとえば、初期の変更範囲Ｗ１における最大の燃料制御弁開度Ｑ２から次第に増大し、新たな起動可能範囲Ｄ２よりも大きい開度Ｑ３まで増加させることが好ましい。その他の構成は第１の制御方法と同様である。 [Second start control method]
6 and 7 show a second control method. In addition to the first control method, as shown in FIG. 6, the engine speed by the cell motor 29 is changed to the initial explosion speed value Ns in the initial crank period T1, as shown in FIG. If not, in the next second cranking period T2, the change range of the fuel gas is shifted from the change range W1 of the first cranking period T1 to the fuel increase side by a certain amount, and a new change is made. Cranking is performed within the range W2, and the initial explosion rotation value Ns is detected. It is preferable that the new change range W2 gradually increases from, for example, the maximum fuel control valve opening Q2 in the initial change range W1 to an opening Q3 that is larger than the new startable range D2. Other configurations are the same as those of the first control method.

図７は、図６の制御内容に基づく始動制御のフローチャートであり、この図７及び前記図６に基づいて始動時の具体的な作動及び制御を説明する。   FIG. 7 is a flowchart of the start control based on the control content of FIG. 6, and the specific operation and control at the start will be described based on FIG. 7 and FIG.

図７の右半分に示すステップＳ１からステップＳ７までの制御の流れは、ステップＳ３の処理を除いては、基本的に前記第１の制御と同様なので、説明は省略する。   Since the flow of control from step S1 to step S7 shown in the right half of FIG. 7 is basically the same as the first control except for the processing of step S3, description thereof will be omitted.

ステップＳ３において、初期クランキング期間Ｔ１中、セルモータ２９によるクランキング回転数が前記初爆回転数値Ｎｓを越えたか否かを判別し、Ｎｏの場合は、ステップＳ８に進む。   In step S3, it is determined whether or not the cranking rotation speed by the cell motor 29 has exceeded the initial explosion rotation numerical value Ns during the initial cranking period T1, and in the case of No, the process proceeds to step S8.

ステップＳ８において、前記燃料制御弁開度の第１の変更範囲Ｗ１から一定量だけ増大側に移した新たな第２の変更範囲Ｗ２内で、燃料制御弁開度を次第に増大させながら、第２のクランキングを実施し、ステップＳ９に進む。   In step S8, while the fuel control valve opening is gradually increased within the new second change range W2 that is shifted from the first change range W1 of the fuel control valve opening by a fixed amount to the second side, Is performed, and the process proceeds to step S9.

ステップＳ９において、第２のクランキング期間Ｔ２中、エンジン回転数が前記初爆回転数値Ｎｓを越えたか否かを判別する。Ｎｏであれば、ステップＳ８に戻り、変更範囲Ｗ２から更に燃料制御弁開度を増側に移行した新たな変更範囲でクランキングを実施する。ステップＳ９でＹｅｓの場合は、ステップＳ１０に進む。   In step S9, it is determined whether or not the engine speed has exceeded the initial explosion speed value Ns during the second cranking period T2. If it is No, it will return to Step S8 and will perform cranking in the new change range which shifted the fuel control valve opening to the increase side further from change range W2. If Yes in step S9, the process proceeds to step S10.

ステップＳ１０において、初爆回転数値Ｎｓにおける燃料制御弁開度Ｑｓ２を記憶し、ステップＳ１１に進み、前記燃料制御弁開度Ｑｓ２にて再度クランキングを実施し、ステップＳ１２に進む。   In step S10, the fuel control valve opening Qs2 at the initial explosion rotation value Ns is stored, the process proceeds to step S11, cranking is performed again at the fuel control valve opening Qs2, and the process proceeds to step S12.

ステップＳ１２において、エンジンが起動したか否かを判別し、Ｙｅｓの場合はステップ７の通常運転に移行する。Ｎｏの場合はステップＳ１１に戻る。   In step S12, it is determined whether or not the engine has been started. If Yes, the routine proceeds to normal operation in step 7. If no, the process returns to step S11.

前記ステップＳ９及びステップＳ１２において、それぞれＮｏが所定回数繰り返される場合には、警報ランプ等による「起動不良」の警告が出される。   In Step S9 and Step S12, when No is repeated for a predetermined number of times, a “start-up failure” warning is issued by an alarm lamp or the like.

該第２の制御方法によると、燃料ガスの組成の変動がさらに大きい場合でも、確実にエンジンを始動することができる。   According to the second control method, the engine can be reliably started even when the variation in the composition of the fuel gas is further large.

［ガスエンジンの別の例］
図８は、燃料ガス供給装置３０として、インジェクター４３を備えたガスエンジンを示しており、スロットル弁３３はインジェクター４３の吸気上流側に配置されている。その他の機械的構造は前記図２のミキサー方式の構造と同様であり、同じ部品には図２と同番号を付してある。 [Another example of gas engine]
FIG. 8 shows a gas engine provided with an injector 43 as the fuel gas supply device 30, and the throttle valve 33 is arranged on the intake upstream side of the injector 43. Other mechanical structures are the same as those of the mixer system shown in FIG. 2, and the same parts are denoted by the same reference numerals as in FIG.

始動制御に関しては、前記図２のミキサー方式では、燃料制御弁の開度を制御することにより、燃料を増加、あるいは減少させて始動制御を実施したが、図８のガスエンジンでは、インジェクター４３の噴射期間を調節することにより、始動制御を実施するものであり、基本的な制御内容は、図５及び図６で説明した内容と同様である。   With respect to the start control, in the mixer system of FIG. 2, the start control is performed by increasing or decreasing the fuel by controlling the opening of the fuel control valve. In the gas engine of FIG. The start control is performed by adjusting the injection period, and the basic control content is the same as the content described with reference to FIGS.

すなわち、図４に示す第１の制御方法並びに図６に示す第２の制御方法において、初期クランキング期間Ｔ１並びに第２のクランキング期間Ｔ２中は、インジェクターの噴射期間を次第に大きくすることにより、燃料供給量を次第に増大させている。   That is, in the first control method shown in FIG. 4 and the second control method shown in FIG. 6, during the initial cranking period T1 and the second cranking period T2, by gradually increasing the injection period of the injector, The fuel supply amount is gradually increased.

［その他の制御方法］
前記第１及び第２の制御方法では、初期クランキング期間Ｔ１中に、燃料制御弁開度並びに噴射期間を、次第に増大させるように制御したが、次第に減少させるように制御することも可能である。 [Other control methods]
In the first and second control methods, the fuel control valve opening and the injection period are controlled to gradually increase during the initial cranking period T1, but it is also possible to control to gradually decrease the fuel control valve opening and the injection period. .

本願発明に係る始動制御方法が実施されるガスエンジンは、前記バイオマスガス化発電システムの発電装置だけでなく、各所産業施設のガスエンジンに利用することができる。   The gas engine in which the start control method according to the present invention is implemented can be used not only for the power generation apparatus of the biomass gasification power generation system but also for gas engines of various industrial facilities.

１ ガスエンジン
２３ クランク軸
２５ 吸気通路
２９ セルモータ
３０ 燃料ガス供給装置
３１ ベンチュリー式ミキサー
３２ 燃料制御弁
３３ スロットル弁
３５ 回転数センサー
４０ コントローラ（制御手段）
４２ インジェクター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas engine 23 Crankshaft 25 Intake passage 29 Cell motor 30 Fuel gas supply apparatus 31 Venturi mixer 32 Fuel control valve 33 Throttle valve 35 Rotational speed sensor 40 Controller (control means)
42 Injector

Claims (4)

セルモータと、燃焼用空気中に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、エンジン回転数を検出する回転数センサーと、前記燃料ガス供給装置による燃料ガス供給量を制御する制御手段を有するガスエンジンの始動制御方法において、
前記セルモータによる初期クランキング期間中、前記燃料ガス供給量を所定の変更範囲内で次第に増加させ、あるいは次第に減少させ、初爆が生じた時の初爆回転数値を前記回転数センサーにより検知し、前記制御手段に入力し、前記初期クランキング期間にエンジンが起動しなかった場合に、前記初爆回転数値に対応する燃料ガス供給量により、再度クランキングを実行する、ことを特徴とするガスエンジンの始動制御方法。 A gas engine comprising: a cell motor; a fuel gas supply device that supplies fuel gas into combustion air; a rotation speed sensor that detects an engine rotation speed; and a control unit that controls a fuel gas supply amount by the fuel gas supply device. In the start control method,
During the initial cranking period by the cell motor, the fuel gas supply amount is gradually increased or decreased within a predetermined change range, and the initial explosion rotation value when the first explosion occurs is detected by the rotation speed sensor, A gas engine which is input to the control means and performs cranking again with a fuel gas supply amount corresponding to the initial explosion rotation value when the engine is not started during the initial cranking period. Starting control method. 請求項１に記載のガスエンジンの始動制御方法において、
前記初期クランキング期間中、初爆が生じなかった場合に、前記燃料ガス供給量の所定の前記変更範囲から、燃料増側あるいは燃料減側に移した新しい変更範囲で、再度クランキングを実行する、ガスエンジンの始動制御方法。 The start control method of a gas engine according to claim 1,
When the first explosion does not occur during the initial cranking period, cranking is performed again in the new change range shifted from the predetermined change range of the fuel gas supply amount to the fuel increase side or the fuel decrease side. , Gas engine start control method. 請求項１又は２に記載のガスエンジンの始動制御方法において、
前記燃料ガス供給装置は、吸気通路内に配置されて空気と燃料ガスとを混合するミキサーと、該ミキサーへの燃料ガス供給量を調整する燃料制御弁とを有しており、
前記初期クランキング期間中、前記燃料制御弁の開度を変更することにより、前記所定の変更範囲内での燃料増加又は燃料減少を実行する、ガスエンジンの始動制御方法。 In the start control method of the gas engine according to claim 1 or 2,
The fuel gas supply device includes a mixer that is disposed in the intake passage and mixes air and fuel gas, and a fuel control valve that adjusts the amount of fuel gas supplied to the mixer.
A gas engine start control method, wherein during the initial cranking period, fuel increase or decrease within the predetermined change range is executed by changing the opening of the fuel control valve. 請求項１又は２に記載のガスエンジンの始動制御方法において、
前記燃料ガス供給装置は、吸気通路内に燃料ガスを噴射するインジェクターを有しており、
前記初期クランキング期間中、前記インジェクターによる燃料噴射期間を変更することにより、前記所定の変更範囲内での燃料増加又は燃料減少を実行する、ガスエンジンの始動制御方法。 In the start control method of the gas engine according to claim 1 or 2,
The fuel gas supply device has an injector for injecting fuel gas into the intake passage,
A gas engine start control method, wherein during the initial cranking period, the fuel injection period by the injector is changed to increase or decrease the fuel within the predetermined change range.
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