[發明專利]一種控制沼氣發電機組穩定運行的方法

有效

• 申請號: 201910653713.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110374736B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 唐行輝;孔令兵;孫淑軍
• 申請（專利權）人: 濰柴西港新能源動力有限公司
• 主分類號: F02B43/10
• 分類號: F02B43/10;F02D19/02
• 代理公司: 濰坊博強專利代理有限公司 37244
• 代理人: 李偉

本發明公開了一種控制沼氣發電機組穩定運行的方法，與沼氣發電機組的發動機ECU配合使用，包括臺架試驗，預設參數、安裝啟動、判斷甲烷實際含量是否與試錯啟動設定的甲烷含量一致等步驟，本發明的沼氣發電機組在實際運行中，沼氣燃料中的甲烷含量是變化的，通過氧傳感器和發動機ECU配合，判斷并計算出沼氣燃料中甲烷的實際濃度值，當甲烷的實際濃度值與發動機ECU內同功率下的設定值一致或相差不大時，則機組在此狀態下繼續運行即可，若兩者相差過大，則需要在高能點火系統的配合下，調整發動機ECU內的各項最佳值，使機組最終運行在最佳的穩定狀態下，從而避免了因甲烷濃度變化導致的機組無法正常運行的問題，且機組調整自動靈活，無需人為干預。

技術領域

本發明涉及沼氣發電機組技術領域，尤其涉及一種控制沼氣發電機組穩定運行的方法。

背景技術

沼氣是糞便、秸稈、垃圾等有機物質，在一定的溫度、水分、酸堿度且在厭氧的條件下，經過沼氣菌的發酵作用產生的。根據相關資料顯示，沼氣中主要成分為甲烷和二氧化碳，還有少量氮氣、硫化氫等，其中甲烷含量為40％～70％、二氧化碳占30％～50％，據此可見甲烷和二氧化碳含量之和占沼氣成分的95％以上，如果能有效利用沼氣是節能環保的重要手段之一，沼氣發電機組便應運而生。

沼氣發電機組是以沼氣為燃料的發電機組，其中可供發動機利用的為沼氣中的甲烷，而二氧化碳為惰性氣體，無提供做功的能量。目前沼氣發電機組已經廣泛應用在養殖場、垃圾處理廠、酒精廠等行業中，對人們的環境改善和經濟效益影響巨大。

因為沼氣的產生受環境因素以及發酵菌活性的影響嚴重，在一年四季中沼氣內甲烷的含量非常不穩定，甚至一天中受晚上和白天氣溫不同的影響，發酵罐中產生的沼氣甲烷濃度也是不一樣的。沼氣發電機組在運行過程中因為沼氣中甲烷含量的變化，極可能會導致進入缸內燃燒的混合氣的濃度也隨之變化，使得機組做功穩定性變差，甚至出現功率不足的現象，嚴重的還會造成機組熄火以至于無法正常運行。

為了解決甲烷含量變化導致機組運行不穩定的問題，有采用根據不同的甲烷濃度對應設置不同的點火角度的方法的，來適應不同甲烷濃度下缸內的燃燒狀況。但實際上這種技術手段僅考慮了某一穩定甲烷濃度下的燃燒情況，沒有考慮機組實際運行中甲烷濃度隨機變化的狀況，即機組運行時發動機ECU無法判斷甲烷濃度已經發生變化，因此無法自行切換至相應變化后的甲烷濃度下的點火角度運行，因此機組運行的靈活性差，還是不能從根本上消除甲烷濃度隨機變化對機組運行產生的不良影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種隨甲烷含量變化，自動調整運行狀態的控制沼氣發電機組穩定運行的方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種控制沼氣發電機組穩定運行的方法，與沼氣發電機組的發動機ECU配合使用，包括以下步驟，

步驟一、臺架試驗，預設參數

S_1-1、完成發動機、發動機ECU、燃氣發電機的組裝，形成所述沼氣發電機組；

S_1-2、所述沼氣發電機組使用的沼氣燃料中，甲烷含量為40％～70％、二氧化碳含量為30％～50％、余量為氮氣、硫化氫的混合氣體，二氧化碳、氮氣、硫化氫均為不提供做功能量的氣體，在臺架試驗時將氮氣、硫化氫的混合氣體均視為二氧化碳，并在所述發動機ECU內將沼氣燃料組分重新劃分并確定含量，其中甲烷含量為40％～70％、二氧化碳含量為30％～60％，并設定臺架試驗時甲烷含量變化的梯度，設定所述發動機的功率變化梯度；