[實用新型]煤層氣瓦斯發電機空燃比測控裝置

有效

• 申請號: 201320092919.9
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN203146143U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 袁景和;張澤永
• 申請（專利權）人: 江蘇匯杰電氣有限公司
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02D41/04;F02D29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于瓦斯發電機測控系統領域，具體涉及一種煤層氣瓦斯發電機空燃比測控裝置。

背景技術

針對煤層氣瓦斯濃度不穩定、壓力波動大的特點，瓦斯發電機組在燃料供給系統中將瓦斯氣體中的主要可燃成分甲烷的濃度與空氣濃度的比值即空燃比控制在某一合理的水平上，對提高煤層氣瓦斯發電機組發電效率，提高燃氣利用率，降低發電成本、提高發電效益等均具有重要意義。

目前已經應用的瓦斯發電機的空燃比測控系統的控制方法主要是基于測氧法的空燃比控制方法和基于甲烷傳感器的空燃比控制方法。

基于測氧法的空燃比控制方法主要是通過測量發電機組混合器中氧的含量提供控制信號以控制空燃比。該方法具有成本低，容易實現的優點。但是因瓦斯氣成分的復雜性，該方法并不能直接反映可燃氣體的含量，基于該方法控制的空燃比測控系統控制的發電機往往不能工作在最佳狀態，具有發電效率較低、燃氣利用率低等缺陷。

基于甲烷傳感器的空燃比控制方法是通過甲烷傳感器測量混合器中甲烷的濃度提供控制信號來控制空燃比，該法具有測量精度高，并可根據可燃氣體含量直接控制空燃比等優點。但該法具有反映速度慢，實時性差，控制具有明顯的滯后性等缺陷。當煤層瓦斯氣中的甲烷濃度劇烈變化時，基于該控制方法的瓦斯發電機因控制的滯后性時常出現停機故障。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決目前的瓦斯發電機空燃比測控裝置無法保證測量精度、實時性差，發電機組發電效率較低或測控系統實時性差，控制滯后，機組容易停機等缺陷，提供一種基于甲烷傳感器測量甲烷濃度和實時測量瓦斯發電機輸出功率輸出相結合的煤層氣瓦斯發電機空燃比測控裝置。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

即一種煤層氣瓦斯發電機空燃比測控裝置，包括瓦斯發電機混合器和瓦斯發電機進氣管，其特征在于還包括甲烷傳感器、發電機組功率測量單元、氣泵、瓦斯氣過濾裝置、功率測量單元、主控單元和步進電機單元，所述步進電機單元與瓦斯發電機混合器連接，瓦斯發電機進氣管通過管路與氣泵的進氣口連接，氣泵的出氣口與瓦斯氣過濾器的進氣口連接，瓦斯氣過濾器的出氣口與甲烷傳感器的進氣口連接，甲烷傳感器的出氣口與瓦斯發電機進氣管連接，所述主控單元分別與發電機組功率測量單元、步進電機單元、氣泵和甲烷傳感器連接。

本實用新型的原理是：當煤層瓦斯氣的甲烷濃度變化較為平坦時，以甲烷傳感器的輸出作為控制信號，通過調節空氣流量，可將發電機的空氣燃氣比精確控制在某一水平，使發電機工作在最佳工作狀態，發電效率最高。當煤層瓦斯氣的甲烷濃度變化較為劇烈時，以實時性較強的功率控制單元的信號為控制信號，快速調節空氣流量，避免機組出現停機、功率劇烈變化現象。

本實用新型具有以下優點：

1）可將瓦斯發電機空燃比控制在某一最佳點上，使發電機發電效率最高；

2）可實時測量發電機的功率輸出，避免出現停機，功率劇烈變化現象；

3）測量精度高，精確測量燃氣中的可燃氣體濃度；

4）實時性強，根據發電機的功率輸出即時調節空燃比。

附圖說明

圖1為本實用新型原理框圖。

如圖中所示：1.發電機功率測量單元，2.瓦斯發電機混合器，3.步進電機單元，4.瓦斯發電機進氣管，5.氣泵，6.瓦斯氣過濾器，7.甲烷傳感器，8.主控單元。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步闡述。

如圖1所示：瓦斯發電機混合器2的出氣口與瓦斯發電機進氣管4連接，步進電機單元3與瓦斯發電機混合器2連接，瓦斯發電機進氣管4通過管路與氣泵5的進氣口連接，氣泵5的出氣口與瓦斯氣過濾器6的進氣口連接，瓦斯氣過濾器6的出氣口與甲烷傳感器7的進氣口連接，甲烷傳感器7的出氣口與瓦斯發電機進氣管4連接，所述主控單元8分別與發電機組功率測量單元1、步進電機單元3、氣泵5和甲烷傳感器7連接。

本實用新型使用時：氣泵5抽取瓦斯發電機進氣管4內的空氣瓦斯氣混合氣體，經過過濾除濕等前期處理送入甲烷傳感器7，甲烷傳感器7將測量信號送入主控單元8，主控單元8讀取甲烷傳感器7信號，測量出瓦斯發電機進氣管4中混合氣體的甲烷濃度值。

發電機功率測量單元1測量瓦斯發電機的即時功率輸出信號，并將測得的即時功率信號送入主控單元8，主控單元8讀取瓦斯發電機的即時功率輸出值。

主控單元8根據發電機組的即時輸出功率值和甲烷濃度值控制步進電機單元3，調節瓦斯發電機混合器的空氣流量，控制瓦斯發電機的可燃氣體在某一水平上。