[發明專利]低壓燃氣發電機組高效瞬態響應裝置及其響應控制方法

在審

• 申請號: 201910278534.3
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN110056440A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 唐行輝
• 申請（專利權）人: 濰柴西港新能源動力有限公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02M21/02;F02B63/04
• 代理公司: 濰坊博強專利代理有限公司 37244
• 代理人: 李偉

本發明公開了一種低壓燃氣發電機組高效瞬態響應裝置，包括燃氣發動機和發電機，燃氣發動機上設有發動機進氣管，發動機進氣管串接有空氣濾清器、低壓燃氣混合器、增壓器、中冷器和電子節氣門，低壓燃氣混合器上還連接有低壓燃氣供氣裝置，電子節氣門與發動機進氣管之間的管路上還連通有燃氣增壓裝置，低壓燃氣混合器和增壓器上并聯有燃氣泄壓裝置，還包括參數檢測裝置和發動機控制器ECU，還公開了該裝置的具體控制方法；在發電機組突加載荷時，使燃氣量加濃并迅速地送入燃氣發動機的缸內實現快速帶載，避免燃氣發動機熄火；在發電機組突卸載荷時，可以為發電機組快速地卸去增壓壓力，避免增壓器產生喘振，提高了機組的瞬態響應性以及工作穩定性。

技術領域

本發明涉及發電機組運行控制技術領域，具體涉及一種低壓燃氣發電機組高效瞬態響應裝置，還涉及該瞬態響應裝置的具體響應控制方法。

背景技術

以天然氣、煤層氣、沼氣等氣源為燃料的燃氣發電機組，已經被廣泛地應用于各行各業中，但上述燃氣機組所用的氣源壓力較低，一般在30kPa以下。正是由于此類機組工作時要求得燃氣壓力低，適應性廣，故目前市場上應用最廣的也是這種低壓燃氣發電機組。

低壓的燃氣發電機組的燃氣與空氣在增壓器內形成混合氣，再經過增壓器增壓、中冷器冷卻后，最終通過進氣管進入發動機的氣缸內燃燒做功。如果需要瞬態增加載荷或者突卸載荷時，發動機控制單元(ECU)一般通過控制增壓前燃氣進氣閥的開啟與關閉角度，來改變噴入燃氣的量，從而改變混合氣的稀濃，進而提高發動機瞬態響應性。但是由于低壓燃氣發電機組均為增壓前形成混合氣，瞬態響應時，改變了濃度的混合氣需要經過增壓器、中冷器、進氣管以及連接的管路才能進入氣缸燃燒，響應瞬態載荷的要求，由于管路太長，因此響應的遲滯性特別嚴重，在瞬間加載時，直接導致燃氣發電機組瞬間加載能力不足，轉速下降過低，發動機容易被壓熄火；在瞬間卸載時，瞬間卸載時間太長，轉速上沖過高，且增壓器容易發生喘振。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種明顯提高發動機瞬態響應性，避免發動機產生熄火或增壓器發生喘振的低壓燃氣發電機組高效瞬態響應裝置。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：低壓燃氣發電機組高效瞬態響應裝置，包括傳動連接的燃氣發動機和發電機，所述燃氣發動機上設有發動機進氣管，通過管路沿氣體進入所述發動機進氣管的方向依次串接有空氣濾清器、低壓燃氣混合器、增壓器、中冷器和電子節氣門，所述低壓燃氣混合器上還連接有用于送入低壓燃氣的低壓燃氣供氣裝置，所述電子節氣門與所述發動機進氣管之間的管路上還連通有供所述燃氣發動機突加載荷時使用的燃氣增壓裝置，所述低壓燃氣混合器的供氣送入端和所述增壓器的出氣端并聯有供所述燃氣發動機突卸載荷時使用的燃氣泄壓裝置，還包括用于檢測所述燃氣發動機工作參數的參數檢測裝置，所述電子節氣門、所述低壓燃氣供氣裝置、所述燃氣增壓裝置、所述燃氣泄壓裝置和所述參數檢測裝置分別連接至發動機控制器ECU。

作為優選的技術方案，所述燃氣增壓裝置包括串接在所述電子節氣門與所述發動機進氣管之間的中壓燃氣混合器，還包括高壓天然氣儲罐，所述高壓天然氣儲罐通過管路連通至所述中壓燃氣混合器，所述高壓天然氣儲罐與所述中壓燃氣混合器之間的管路上依次串接有電控安全閥、單向閥、減壓穩壓器和燃氣噴射針閥，所述減壓穩壓器和所述燃氣噴射針閥之間的管路上安裝有燃氣壓力溫度傳感器，所述電控安全閥、所述燃氣壓力溫度傳感器和所述燃氣噴射針閥分別連接至所述發動機控制器ECU。

作為優選的技術方案，所述燃氣泄壓裝置包括旁通泄壓支管，所述旁通泄壓支管上安裝有電控球閥，所述電控球閥連接至所述發動機控制器ECU的信號輸出端。

作為優選的技術方案，所述低壓燃氣供氣裝置包括連接在所述低壓燃氣混合器燃氣進氣端的低壓燃氣進氣管，所述低壓燃氣進氣管上安裝有低壓燃氣閥，所述低壓燃氣閥連接至所述發動機控制器ECU的信號輸出端。