一种瓦斯发电机组的控制装置及控制方法与流程

1.本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种瓦斯发电机组的控制装置及控制方法。

背景技术：

2.瓦斯发动机工作时，其燃烧室内部产生高温，当瓦斯浓度及压力发生波动时，受控制系统动作的时延影响，进入气缸燃烧瓦斯混合气体空燃比无法精确保持最佳配比状态，往往在发动机高负荷运行时，瓦斯混合气体浓度会出现偏高运行，其结果导致发动机缸内燃烧不均匀，温度偏高，氮氧化物在高温作用下，生成速度加快，导致排烟氮氧化物浓度升高。

技术实现要素：

3.(一)本发明所要解决的技术问题之一是：现有瓦斯发动机存在发动机缸内温度偏高的问题。
4.(二)技术方案
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种瓦斯发电机组的控制装置，包括：烟气管，所述烟气管用于通入高温烟气；
6.冷却器，所述冷却器用于对所述烟气管进行冷却；
7.气体压缩机，所述气体压缩机用于对所述烟气管内经冷却后的烟气进行升压；
8.燃气管，所述燃气管用于通入燃气，所述燃气管和所述烟气管通过支路连通，所述支路上设置有压差变送器；
9.自混式脉冲流量阀，所述自混式脉冲流量阀的一端与所述烟气管的出口连通，所述自混式脉冲流量阀用于与发动机气缸进气分支管连通；
10.控制器、所述控制器根据所述压差变送器和用于检测发动机参数的输入设备控制所述气体压缩机的功率和所述自混式脉冲流量阀的流量。
11.根据本发明的一个实施例，自混式脉冲流量阀包括壳体和设置于壳体内的电磁线圈、活动阀杆、弹簧和锥形阀座；所述壳体上开设有与所述所述烟气管的出口连通的进气件，所述壳体上设置有与所述锥形阀座匹配的底座出气口，所述出气口与所述发动机气缸进气分支管连通；所述控制器控制所述电磁线圈通电能够带动所述活动阀杆移动，从而连通所述进气件和所述出气口，所述电磁线圈断电后在所述弹簧作用下断开所述进气件和所述出气口。
12.根据本发明的一个实施例，所述活动阀杆上设置有与所述电磁线圈匹配的铁芯。
13.根据本发明的一个实施例，所述自混式脉冲流量阀还包括设置于所述壳体内的混合叶轮，所述混合叶轮设置于所述进气件与所述出气口的连通处。
14.根据本发明的一个实施例，所述活动阀杆靠近所述锥形阀座的一端设置有第一锥面，所述锥形阀座上设置有与所述第一锥面匹配的第二锥面，所述活动阀杆移动后与所述锥形阀座的第二锥面紧密接触。
15.根据本发明的一个实施例，所述进气件处上设置有第一外螺纹，所述烟气管设置有与所述第一外螺纹匹配的第一内螺纹；所述壳体靠近所述出气口设置有第二外螺纹，所述第二外螺纹用于与所述发动机气缸进气分支管的第二内螺纹匹配。
16.根据本发明的一个实施例，所述用于检测发动机参数的输入设备为发动机控制系统，所述控制器根据所述发动机控制系统的信号控制所述自混式脉冲流量阀的流量。
17.根据本发明的一个实施例，所述自混式脉冲流量阀的数量为多个，多个所述自混式脉冲流量阀的数量与发动机的气缸的数量匹配。
18.根据本发明的一个实施例，所述冷却器包括水管，所述水管内通入冷却水，与所述烟气管换热后排出。
19.本发明还提供了一种瓦斯发电机组的控制方法，应用如上所述的瓦斯发电机组的控制装置，其中，具体步骤为：
20.获取发动机的运行参数和所述压差变送器的参数；
21.根据所述压差变送器的参数控制所述气体压缩机，使所述燃气管与所述烟气管之间的压差达到预设压差；
22.根据所述发动机的运行参数控制与所述燃气管和所述发动机气缸进气分支管连通的自混式脉冲流量阀的流量，使所述发动机的缸内温度达到预设温度。
23.本发明的有益效果：本技术提供的瓦斯发电机组的控制装置中，将自混式脉冲流量阀安装到机体各气缸进气支管的入口位置，用烟气管依次连接冷却器和气体压缩机，控制器通过接收发动机的运行状态数据以及压差变送器的信号，调整压缩机的出口压力，保持烟气管出口的压力与燃气进气管路压差稳定，同时调整自混式脉冲流量阀的烟气作为惰性气体混入燃气管路，用于调整发动机缸内的温度，从而达到降低烟气氮氧化物排放浓度的目的。
附图说明
24.本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变的明显和容易理解，其中：
25.图1为本发明实施例一种瓦斯发电机组的控制装置的正常的结构示意图；
26.图2为本发明一个实施例提供的自混式脉冲流量阀的结构示意图。
27.附图标记如：
28.1、差压变送器，2、冷却器，3、气体压缩机，4、控制器，5、自混式脉冲流量阀，501、上壳体，502、铁芯，503、电磁线圈，504、上壳体连接法兰盲板，505、固定挡板，506、活动阀杆，507、下壳体，508、弹簧，509、进气件，5010、锥形阀座，5011、混合叶轮，5012、混合叶轮固定轴，5013、出气口。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.如图1和图2所示，本发明提供了一种瓦斯发电机组的控制装置，包括：烟气管，冷
却器2，气体压缩机3，燃气管，自混式脉冲流量阀5和控制器4，所述烟气管用于通入高温烟气；所述冷却器2用于对所述烟气管进行冷却；所述气体压缩机3用于对所述烟气管内经冷却后的烟气进行升压；所述燃气管用于通入燃气(本实施例中燃气为瓦斯空气混合气)，所述燃气管和所述烟气管通过支路连通，所述支路上设置有压差变送器1；所述自混式脉冲流量阀5的一端与所述烟气管的出口连通，所述自混式脉冲流量阀5用于与发动机气缸进气分支管连通；所述控制器4根据所述压差变送器1和用于检测发动机参数的输入设备控制所述气体压缩机3的功率和所述自混式脉冲流量阀5的流量。
31.具体地，将自混式脉冲流量阀5安装到机体各气缸进气支管的入口位置，用烟气管依次连接冷却器2和气体压缩机3，控制器4通过接收发动机的运行状态数据以及压差变送器1的信号，调整压缩机的出口压力，保持烟气管出口的压力与燃气进气管路压差稳定，同时调整自混式脉冲流量阀5的烟气作为惰性气体混入燃气管路，用于调整发动机缸内的温度，从而达到降低烟气氮氧化物排放浓度的目的。
32.根据本发明的一个实施例，自混式脉冲流量阀5包括壳体和设置于壳体内的电磁线圈503、活动阀杆506、弹簧508和锥形阀座5010；所述壳体上开设有与所述所述烟气管的出口连通的进气件509，所述壳体上设置有与所述锥形阀座5010匹配的底座出气口5013，所述出气口5013与所述发动机气缸进气分支管连通；所述控制器4控制所述电磁线圈503通电能够带动所述活动阀杆506移动，从而连通所述进气件509和所述出气口5013，所述电磁线圈503断电后在所述弹簧508作用下断开所述进气件509和所述出气口 5013。
33.具体地，弹簧508套设于活动阀杆506外，弹簧508的一端与活动阀杆 506连接，弹簧508的另一端与壳体连接，具体为弹簧508通过固定挡板505 与壳体连接。壳体可以包括上壳体501和与上壳体501连接的下壳体507，上壳体501和下壳体507之间用上壳体连接法兰盲板504隔开。
34.根据本发明的一个实施例，所述活动阀杆506上设置有与所述电磁线圈 503匹配的铁芯502。
35.根据本发明的一个实施例，所述自混式脉冲流量阀5还包括设置于所述壳体内的混合叶轮5011，所述混合叶轮5011设置于所述进气件509与所述出气口5013的连通处。
36.具体地，混合叶轮5011通过混合叶轮固定轴5012固定在锥形阀座5010 下方，气体经混合叶轮5011通过底部的出气口5013后进入发动机气缸进气分支管内，能够充分混合燃气与烟气。顶部由铁芯502和电磁线圈503安装固定在上壳体501内，固定挡板505、活动阀杆506、和弹簧508装在下壳体507和锥形阀座5010组成的封闭空间内。当电磁线圈503通电后，活动阀杆506在磁力作用下被提起，气体通过进气件509、锥形阀座5010经混合叶轮5011通过出气口5013后进入燃气管内，当电磁线圈503断电后，活动阀杆506在弹簧508作用下与锥形阀座5010密封接触切断气体通道。
37.根据本发明的一个实施例，所述活动阀杆506靠近所述锥形阀座5010 的一端设置有第一锥面，所述锥形阀座5010上设置有与所述第一锥面匹配的第二锥面，所述活动阀杆506移动后与所述锥形阀座5010的第二锥面紧密接触。
38.根据本发明的一个实施例，所述进气件509处上设置有第一外螺纹，所述烟气管设置有与所述第一外螺纹匹配的第一内螺纹；所述壳体靠近所述出气口5013设置有第二外螺纹，所述第二外螺纹用于与所述发动机气缸进气分支管的第二内螺纹匹配。
39.根据本发明的一个实施例，所述用于检测发动机参数的输入设备为发动机控制系统，所述控制器4根据所述发动机控制系统的信号控制所述自混式脉冲流量阀5的流量。
40.具体地，所述发动机控制系统能够传输缸温、排温和/或功率信号，控制器4内置发动机运行参数表，通过检测发动机运行实时温度、功率信号，与内置参数表进行比对后由控制器4对偏差进行控制调整计算，根据运算结果实时发出调整信号，控制自混式脉冲流量阀5以不同的流量向发动机气缸进气分支管内混入一定比例烟气，由于混入烟气在气缸进口处，可以做到及时改善缸内燃烧状况，起到调整缸温、排温的作用，进而做到对烟气氮氧化物排放含量的控制。
41.根据本发明的一个实施例，所述自混式脉冲流量阀5的数量为多个，多个所述自混式脉冲流量阀5的数量与发动机的气缸的数量匹配。
42.根据本发明的一个实施例，所述冷却器2包括水管，所述水管内通入冷却水，与所述烟气管换热后排出。水管的一端为冷却水进口，水管的另一端为冷却水出口，中间为换热部，换热部与烟气管换热后，冷却水加热后排出，烟气管降温。
43.本发明还提供了一种瓦斯发电机组的控制方法，应用如上所述的瓦斯发电机组的控制装置：
44.获取发动机的运行参数和所述压差变送器1的参数；
45.根据所述压差变送器1的参数控制所述气体压缩机3，使所述燃气管与所述烟气管之间的压差达到预设压差；
46.根据所述发动机的运行参数控制与所述燃气管和所述发动机气缸进气分支管连通的自混式脉冲流量阀5的流量，使所述发动机的缸内温度达到预设温度。
47.控制方法主要包括以下步骤：a、在发动机工作时，自混式脉冲流量阀5 以插入方式通过螺纹密封紧固连接固定在发动机气缸进气分支管上。b、排烟管经管路依次连接冷却器2、气体压缩机3、自混式脉冲流量阀5；另外从气体压缩机3出口引一支路和燃气进气管连通，在支路上接入压差变送器1。 c、控制器4通讯电缆分别连接发动机控制系统、差压变送器1；控制器4 控制电缆分别连接气体压缩机3和自混式脉冲流量阀5。d、控制器4通信单元通过与发动机控制系统进行数据通信，采集发动机的缸温、排温、当前功率等信号，同时接收压差变送器信号。e、高温烟气经冷却器2冷却至30℃以下，经气体压缩机3升压，压力由控制器4对气体压缩机3进行变频调节控制，反馈信号来自压差变送器，保持压差在30
±
2kpa，以保持控制脉冲流量阀流量在精确控制范围内。f、控制器4内置发动机运行参数表，通过检测发动机运行实时温度、功率信号，与内置参数表进行比对后由控制器4对偏差进行控制调整计算，根据运算结果实时发出调整信号，控制自混式脉冲流量阀5以不同的流量向燃气进气管内混入一定比例烟气，由于混入烟气在气缸进口处，可以做到及时改善缸内燃烧状况，起到调整缸温、排温的作用，进而做到对烟气氮氧化物排放含量的控制。
48.本技术提供的瓦斯发电机组的控制装置用于低浓度瓦斯发动机降低烟气当氧化物原排含量，使发动机的运行更符合环保要求。该方法控制简单、使用方便、造价较低，整个装置便于改造和安装，适用于不同的燃气类往复式内燃发动机。
49.综上，本技术提供的瓦斯发电机组的控制装置中，将自混式脉冲流量阀 5安装到机体各气缸进气支管的入口位置，用烟气管依次连接冷却器2和气体压缩机3，控制器4通过接收发动机的运行状态数据以及压差变送器的信号，调整压缩机的出口压力，保持烟气管
出口的压力与燃气进气管路压差稳定，同时调整自混式脉冲流量阀5的烟气作为惰性气体混入燃气管路，用于调整发动机缸内的温度，从而达到降低烟气氮氧化物排放浓度的目的。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于，包括：烟气管，所述烟气管用于通入高温烟气；冷却器，所述冷却器用于对所述烟气管进行冷却；气体压缩机，所述气体压缩机用于对所述烟气管内经冷却后的烟气进行升压；燃气管，所述燃气管用于通入燃气，所述燃气管和所述烟气管通过支路连通，所述支路上设置有压差变送器；自混式脉冲流量阀，所述自混式脉冲流量阀的一端与所述烟气管的出口连通，所述自混式脉冲流量阀用于与发动机气缸进气分支管连通；控制器、所述控制器根据所述压差变送器和用于检测发动机参数的输入设备控制所述气体压缩机的功率和所述自混式脉冲流量阀的流量。2.根据权利要求1所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：自混式脉冲流量阀包括壳体和设置于壳体内的电磁线圈、活动阀杆、弹簧和锥形阀座；所述壳体上开设有与所述所述烟气管的出口连通的进气件，所述壳体上设置有与所述锥形阀座匹配的底座出气口，所述出气口与所述发动机气缸进气分支管连通；所述控制器控制所述电磁线圈通电能够带动所述活动阀杆移动，从而连通所述进气件和所述出气口，所述电磁线圈断电后在所述弹簧作用下断开所述进气件和所述出气口。3.根据权利要求2所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述活动阀杆上设置有与所述电磁线圈匹配的铁芯。4.根据权利要求2所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述自混式脉冲流量阀还包括设置于所述壳体内的混合叶轮，所述混合叶轮设置于所述进气件与所述出气口的连通处。5.根据权利要求2所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述活动阀杆靠近所述锥形阀座的一端设置有第一锥面，所述锥形阀座上设置有与所述第一锥面匹配的第二锥面，所述活动阀杆移动后与所述锥形阀座的第二锥面紧密接触。6.根据权利要求2所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述进气件处上设置有第一外螺纹，所述烟气管设置有与所述第一外螺纹匹配的第一内螺纹；所述壳体靠近所述出气口设置有第二外螺纹，所述第二外螺纹用于与所述发动机气缸进气分支管的第二内螺纹匹配。7.根据权利要求1所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述用于检测发动机参数的输入设备为发动机控制系统，所述控制器根据所述发动机控制系统的信号控制所述自混式脉冲流量阀的流量。8.根据权利要求1所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述自混式脉冲流量阀的数量为多个，多个所述自混式脉冲流量阀的数量与发动机的气缸的数量匹配。9.根据权利要求1所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于：所述冷却器包括水管，所述水管内通入冷却水，与所述烟气管换热后排出。10.一种瓦斯发电机组的控制方法，应用如权利要求1-9任一项所述的瓦斯发电机组的控制装置，其特征在于，具体步骤为：获取发动机的运行参数和所述压差变送器的参数；根据所述压差变送器的参数控制所述气体压缩机，使所述燃气管与所述烟气管之间的
压差达到预设压差；根据所述发动机的运行参数控制与所述燃气管和所述发动机气缸进气分支管连通的自混式脉冲流量阀的流量，使所述发动机的缸内温度达到预设温度。

技术总结

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种瓦斯发电机组的控制装置及控制方法，该瓦斯发电机组的控制装置包括：烟气管，冷却器，气体压缩机，燃气管，自混式脉冲流量阀和控制器，烟气管用于通入高温烟气；冷却器用于对烟气管进行冷却；燃气管用于通入燃气，燃气管和烟气管通过支路连通，支路上设置有压差变送器；自混式脉冲流量阀的一端与烟气管的出口连通，自混式脉冲流量阀用于与发动机气缸进气分支管连通；控制器根据压差变送器和用于检测发动机参数的输入设备控制气体压缩机的功率和自混式脉冲流量阀的流量。本申请中，调整自混式脉冲流量阀的烟气作为惰性气体混入燃气管路，用于调整发动机缸内的温度，从而达到降低烟气氮氧化物排放浓度的目的。排放浓度的目的。排放浓度的目的。