一种码头油气回收利用发动机装置和使用方法与流程

本发明涉及码头油气回收后用于发动机的工作，还涉及使用方法。
背景技术：
：油船的原油或汽油运输过程中，由于消防要求，需要在油舱中需加入惰性气体，当需要向油舱内加入原油或汽油时，必须把原来油舱中的惰性气体与油气的混合气排出，以避免油舱超压；但此种混合气中由于混有油气，如果直接排入大气会造成污染。经调研发现，石脑油及原油在运输过程中不但要在油舱内加入惰性气体,而且还要对被运输的油料进行加热,这就会在油舱中产生很多挥发性油气,油船的油气成份很复杂,它既随油品的不同而不同,又随惰性气体品种不同而不同;惰性气体又分为氮气式和烟气式两种惰性气体,氮气式惰性气体的主要成份是氮气和极少量的氧气,但烟气式惰性气体的成份就复杂多了,有氮气、二氧化碳、一氧化碳、残余未烧尽的hc、氧气、以及氮氧化物、硫氧化物等；蒸发的油汽的成份又与运输的油品有关，汽油等成品油的油气则主要是汽油；但石脑油和原油的油成份则更加复杂，其主要成份为天然气、液化气、汽油蒸汽，此外，还有少量各种烃类气态物质，其含碳量、可燃百分比、着火温度点温度均不相同。技术实现要素：所要解决的技术问题：油船的原油或汽油运输过程中，由于消防要求，需要在油舱中需加入惰性气体，当需要向油舱内加入原油或汽油时，必须把原来油舱中的惰性气体与油气的混合气排出，以避免油舱超压；但此种混合气中由于混有油气，直接排入大气会造成污染。技术方案：为了解决以上问题，本发明提供了一种码头油气回收利用发动机装置，本装置包括油气预处理单元、控制阀组单元、发动机单元、电控系统，所述的油气预处理单元将对减压以后的油汽与惰性气体混合气中的颗粒物、水分进行清除净化；所述的控制阀组单元将净化后的混合气向所述的发动机单元输送，通过电控系统使发动机单元在启动后使用所述的混合气保持稳定运转。所述的油气预处理单元包括缓冲罐1、隔离阀2、减压阀3、过滤净化处理器4，以上设备依次连接。所述的控制阀组单元包括控制阀外壳5，所述控制阀外壳内设有第一截止阀6、稳压器7、第二截止阀8、电控喷射阀9、电控节气门10、流量计11依次连接，所述稳压器7和第二截止阀8之间设有第三截止阀12，所述稳压器7和第三截止阀12之间设有第一压力传感器13、所述电控节气门10和流量计11之间设有第一hc传感器14，所示控制阀外壳内设有第二压力传感器15和第二hc传感器16,控制阀组壳内充入氮气。所述的第一截止阀6、第二截止阀8、第三截止阀12为电控互锁阀组，其中第一截止阀6和第二截止阀8为常闭截止阀，第三截止阀12为常开泄放阀;且第一截止阀6能够手动关闭。所述的发动机单元的进气管设有比例混合气22、增压器21、阻火器19依次连接，所述增压器21和阻火器19之间设有电控计量充氧阀20、第四压力传感器17、第一氧含量传感器18，所述比例混合气22和增压器21之间设有增压器进口过滤器23，所述油气混合器22之前第二氧含量传感器24和真空压力传感器25，所述的发动机单元的排气管中设有温度传感器、氧含量传感器，所述发动机单元的发动机中设有设有转速传感器和最大/最小油门限制装置。本发明还提供了使用码头油气回收利用发动机装置的方法，包括以下步骤：第一步：将码头油气收集并过滤；第二步：将过滤后的油气进入到控制阀6的入口端，第三步：发动机在柴油模式下起动运转正常后，电控系统开启互锁阀组，使油气处于供气准备状态，给定供给油气的指令后，电控系统通过第一压力传感器14检测到真空压力传器25的压力，当所述压力小于大气压时，节气门10控制油气电控喷射阀9，向油气混合器22喷入给定量的油气；第四步：电控系统根据发动机进气管上的第二氧传感器24提供的油气中的氧含量和第一氧传感器18测的增压器后的混合气中的氧含量的信息及油气的流量计11算出需补充的氧气的量，向电控计量充氧阀20发出氧供给量的指令，电控计量充氧阀20即向增压器21后的混合气中喷入给定的富氧空气；此时，发动机在混合燃料模式下运行。有益效果：本发明提供的装置可把此混合气利用起来，驱动发动机，可以用于发电供码头使用或并入国家电网、制氮及其他方式的机械动力。附图说明图1为油气预处理单元示意图。图2为控制阀组单元示意图。图3为发动机单元示意图。具体实施方式下面对本发明进行详细说明。本发明利用码头回收的油气混合给发动机作为燃料，使发动机正常工作。一种码头油气回收利用发动机装置，本装置包括油气预处理单元、控制阀组单元、发动机单元、电控系统，所述的油气预处理单元将对减压以后的油气与惰性气体混合气中的颗粒物、水分进行清除净化；所述的控制阀组单元将净化后的混合气向所述的发动机单元输送，通过电控系统使发动机单元在启动后使用所述的混合气保持稳定运转。如图1所示，油气预处理单元包括缓冲罐1、隔离阀2、减压阀3、过滤净化处理器4，对减压以后的油汽与惰性气体混合气中的颗粒物、水分进行清除净化。如图2所示，控制阀组单元括控制阀外壳5，所述控制阀外壳内设有第一截止阀6、稳压器7、第二截止阀8、电控喷射阀9、电控节气门10、流量计11依次连接，所述稳压器7和第二截止阀8之间设有第三截止阀12，所述稳压器7和第三截止阀12之间设有第一压力传感器13、所述电控节气门10和流量计11之间设有第一hc传感器14，所示控制阀外壳内设有第二压力传感器15和第二hc传感器16。所述控制阀组壳体5空间充入惰性气体，该惰性气体的压力大于油气管内的压力，以保证油气不会外泄而造成爆炸的危险；所述控制阀组壳体5空间还装有第二压力传感器15和第一hc浓度传感器，以检测壳体内的惰性气体压力和hc浓度。所述的惰性气体的压力由第二压力传感器15获得，油气管内的压力由第一压力传感器14获得。所述控制阀组壳体5内设有第一截止阀6、第二截止阀8和第三截止阀12为为互锁阀组，其中其中第一截止阀6和第二截止阀8为常闭截止阀，第三截止阀12常开泄放阀。这样设置的好处在于：码头油气回收利用发动机装置发生任何故障时，第一截止阀6和第二截止阀8关闭，中间的第三截止阀12打开，油气供给管路处于关闭状态，发动机停机或在柴油模式下运行。如图3所示，所述的发动机单元的进气管设有比例混合气22、增压器21、阻火器19依次连接，所述增压器21和阻火器19之间设有电控计量充氧阀20、第四压力传感器17、第一氧含量传感器18，所述比例混合气22和增压器21之间设有增压器进口过滤器23，所述油气混合器22之前第二氧含量传感器24和真空压力传感器25，所述的发动机单元的排气管中设有温度传感器、氧含量传感器，所述发动机单元的发动机26中设有转速传感器和最小油门限制装置。电控喷射阀9是用于向发动机提供混合气，混合器通过油气混合器22，并经过增压器21过滤器23到稳压器21、阻火器19最后到达发动机。在稳压器21后设有阻火器19的目的在于防止以发动机气缸里的高温燃气倒回进气管，以防止进气管发生爆炸。在发动机单元，设有2个氧传感器，其中第一氧传感器18在稳压器21和阻火器19之间，第二氧传感器24设置在油气混合器22的喉口处，在增压器21后还设有电控计量充氧阀20。在发明机使用油气混合燃料时，电控系统根据发动机进气管上的第二氧传感器24提供的油气中的氧含量和第一氧传感器18测的增压器后的混合气中的氧含量的信息及油气的流量计11算出需补充的氧气的量，向电控计量充氧阀20发出氧供给量的指令，电控计量充氧阀20即向增压器21后的混合气中喷入给定的富氧空气。本装置采用38%的富氧空气与含氧量5%--8%的油气按不同比例混合，以便形成含氧量为18%的燃烧性能比较好的油气混合气。具体混合比例见下表含氧量5%左右的油气含氧量6%左右的油气含氧量7%左右的油气含氧量8%左右的油气60%的油气62.5%的油气64.5%的油气66.6%的油气40%的富氧空气37.5%的富氧空气33.5%的富氧空气33.4%的富氧空气混合得到含氧量18%的油气混合得到含氧量18%的油气混合得到含氧量18%的油气混合得到含氧量18%的油气本发明还提供了使用码头油气回收利用发动机装置的方法，包括以下步骤：第一步：将码头油气收集并过滤；第二步：将过滤后的油气进入到控制阀外壳5内，第三步：发动机在柴油模式下起动运转正常后，电控系统开启互锁阀组，使油气处于供气准备状态，给定供给油气的指令后，电控系统通过第一压力传感器14检测到油气混合器22内的压力，当所述压力小于大气压时，节气门10控制油气电控喷射阀9，向油气混合器22喷入给定量的油气；第四步：电控系统根据发动机进气管上的第二氧传感器24提供的油气中的氧含量和第一氧传感器18测的增压器后的混合气中的氧含量的信息及油气的流量计11算出需补充的氧气的量，向电控计量充氧阀20发出氧供给量的指令，电控计量充氧阀20即向增压器21后的混合气中喷入给定的富氧空气；此时，发动机在混合燃料模式下运行。当发动机负载发生变化时，发动机的调速器使柴油的供给量迅速的变化，以使发动机的转速稳定在指定转速，然后发动机电控系统根据内部预先设定好的最低燃油位置曲线生成当前转速下期望的燃油供应量，通过逐渐提高油气的供应量使燃油量逐渐逼近期望值，发动机在电控系统及调速器的作用下，自动调整油气供给、氧供给量及柴油的供给，保证发动机的稳定运行。当第三压力传感器17测得油气供给压力超过给定值或发动机进口处第一氧传感器18测得氧含量低于给定值或发动机排温超过给定值或发动机油门达到最小限定值或油气混合器22喉口处的压力达到零压状态等情况，电控系统给出指令自动关闭油气节气门10，发动机自动回到柴油模式运行，并出报警。当控制阀组壳体5内氮气压力低于油气压力或控制阀组壳体5hc浓度超过设定值或发动机超速达115%或滑油压力低于给定值或排温高于给定值时，电控系统给出指令发动机同时关闭油气进口阀和停止电控喷射阀9喷混合气并同时发出报警。所述的电控单元具有自检功能，当发生电源故障或总线故障或传感器故障或处理器故障或执行器故障时发出报警并显示具体的故障；控制阀组的三只电控阀为互锁阀组，其中第一截止阀6和第二截止阀8常闭，第三截止阀12常开，发生任何故障，第一截止阀6和第二截止阀8关闭，中间的第三截止阀12打开，油气供给管路处于关闭状态，发动机停机或在柴油模式下运行；同时发出报警。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。当前第1页12