专利名称：高原地区内燃机发电设备功率补偿装置的制作方法
高原地区内燃机发电设备功率补偿装置技术领域
本发明属于动力设备技术领域，是一种适用于高海拔地域发电作业的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置。
背景技术：
我国高海拔地区幅员辽阔，包括西藏、青海、新疆、云南、贵州、四川等地，占据全国版图的相当大一部分。全国海拔2 0 0 Om以上的地区占33%，而平均海拔40 0 0 m 以上的青藏高原面积达2 2 0 2 30万(km2 )，约占全国面积达2 2 % 2 3%之多。特别是西部开发以来，高原地区的人口、经济、工业、交通迅速发达。因此，这些地区的电力供应越来越显不足，加之近些年来自然灾害频繁，野外工程施工及抗灾抢险地段远离供电线路，需要临时或应急供电的机会也不断增多。目前，绝大多数以内燃机为动力的发电设备，其动力是通过燃料油与空气混合燃烧，将热能转换为机械能来提供。但是，由于高海拔地区空气稀薄，大气压低，仅靠内燃机工作缸内吸气行程由负压自然吸入的空气量，远不能达到燃油燃烧所需要的设计供氧量，而内燃机燃油喷射并不减少，其功率远远达不到内燃机的额定功率，而且有三分之一左右的燃油因缺氧不能完全燃烧而变为烟碳排出。据试验调查，在海拔1000米以上时，每增高1000米，内燃机功率会降低10%，当海拔4000米时， 内燃机功率的下降将达30%左右，严重影响内燃机发电机组的发电效率；而且由于燃料燃烧不充分，造成燃料很大的浪费，并容易在气缸内形成积炭，导致内燃机不能正常工作，甚至带来内燃机的损坏。另外，内燃机排出的废气中存在大量的燃料转化为烟碳，对周围大气的污染严重。目前，针对高原地区的特殊环境条件，现有技术还没有解决这一问题的有效措施。发明内容
本发明的目的是提供一种能够有效地补偿和提高内燃机发电设备的输出功率、减少无功损耗，节约能源，利于环境保护的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置。
实现本发明的目的所采取的技术方案是该功率补偿装置是由空气滤清器、电动空气压缩机、油水分离器、高压储气罐组成，其中，空气滤清器通过输气管线与电动空气压缩机连接，电动空气压缩机通过高压输气管依次与油水分离器、高压储气罐连接，高压储气罐通过高压输气管连接有用于和发电设备内燃机的空气滤清器及进气管连接的三通管，三通管的一端设有单向阀，电动空气压缩机的电源输入端通过电缆与发电设备的电力输出端连接。
所述高压储气罐出气口部位的高压输气管上设有用于补偿气体通断控制的气体电磁阀，气体电磁阀的直流电源导线与发电设备内燃机的启动开关连接，并在所述直流电源导线上串接有真空压力开关。
所述电动空气压缩机的电源电缆上串接有用于自动控制电动空气压缩机启停的气体压力开关，该气体压力开关的气压控制端与高压储气罐连通。
所述高压储气罐上设有压力传感器，压力传感器通过信号传输线连接有数字显示ο
按照上述方案制成的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，能够有效地保证发电设备的内燃机吸氧充足，使其输出功率达到额定功率的95%以上；并能使燃油在内燃机的燃烧室内充分燃烧，由此消除燃料的浪费，提高燃料的利用率，节约能源，净化尾气排放， 避免大气污染，利于环境保护。而且，该功率补偿装置安装方便，其工作启停能够实现自动化控制。另外，该功率补偿装置能耗低，其耗能不超过发电设备总功率的5 %。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参看图1，本发明的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，该装置安装在内燃机发电设备的底座上，是由空气滤清器1、电动空气压缩机2、油水分离器3、高压储气罐5组成，其中，空气滤清器1通过输气管线与电动空气压缩机2连接，电动空气压缩机2通过高压输气管依次与油水分离器3、高压储气罐5连接，高压储气罐5通过高压输气管连接有用于和内燃机7的空气滤清器10及进气管连接的三通管8，三通管8的一端设有单向阀9，设置单向阀9，既不影响内燃机7的空气滤清器10进气，又可防止功率补偿装置补偿压缩气体的泄露。所述电动空气压缩机2的电源输入端通过电缆16与内燃机发电设备的电力输出端连接，并在电动空气压缩机2的电源电缆16上串接有与高压储气罐5连通的空气压力开关15，该空气压力开关15的气压控制端可与高压储气罐5的进气管4连通，用于自动控制电动空气压缩机2的启停，当高压储气罐5内的压力低于设定下限值时，空气压力开关15 自动闭合接通电源，电动空气压缩机2开始工作，向高压储气罐5内补充压缩空气；当高压储气罐5内的压力高于设定上限值时，空气压力开关15自动切断电源，电动空气压缩机2 停止工作。在高压储气罐5出气口部位的高压输气管上设有用于补偿气体通断控制的气体电磁阀6，气体电磁阀6的直流电源导线11与内燃机7的启动开关连接，并在所述直流电源导线11上串接有真空压力开关12。气体电磁阀6在内燃机7的启动开关的控制下与内燃机7同时启闭，气体电磁阀6同时由真空压力开关12控制其直流电源线路的通断，当发电作业的环境大气压力低于真空压力开关12的设定压力时，真空压力开关12则自动闭合，接通气体电磁阀6的直流电源线路，气体电磁阀6随之打开，此时功率补偿装置即向内燃机7 的进气管补偿空气，保证内燃机7内的燃料充分燃烧，输出功率达到内燃机7设计的额定功率。当发电作业的环境大气压力高于真空压力开关12的设定压力时，真空压力开关12则自动断开，气体电磁阀6随之关闭，该功率补偿装置即停止向内燃机内燃机7的进气管补偿空气，内燃机内燃机7以平原工作状态运行。在高压储气罐5上设有压力传感器14，压力传感器14通过信号传输线连接有数字显示器13，数字显示器14可安装在发电设备的控制柜内，以供发电操作人员观察监视高压储气罐5内的气体压力。本案中的空气滤清器1、电动空气压缩机2、油水分离器3、高压储气罐5以及所用阀件和开关等，均可在市场上直接购置，其结构不再赘述。
工作原理本装置中设置的空气压缩机2是压缩空气的发生装置，它是气源补偿供给的主体，电动空气压缩机2在工作过程中，要吸进大量的空气，因此，在电动空气压缩机2的进气道中通过输气管线连接有空气滤清器1，通过空气滤清器1，可使电动空气压缩机2吸入过滤净化后的空气，再通过油水分离器3，分离并去除压缩空气中的尘、水、油雾后，进入高压储气罐5，并通过气体电磁阀6的启闭，向内燃机发电设备进行气源输送，实现功率损失补偿的目的。本发明的功率补偿装置在使用时，可将该装置安装在内燃机发电设备的底座上，将所述三通管8连接在内燃机7的空气滤清器10的出气口与内燃机进气管之间，并将电动空气压缩机2的电源输入端通过电缆16与发电设备的电力输出端连接。当内燃机发电设备在高原地域进行发电作业时，在内燃机7的启动开关打开的同时，气体电磁阀6的电源也随之接通，当环境气压高于设定压力值时，则真空压力开关12处于断开状态， 气体电磁阀6也随之处于关闭状态，此时，所述功率补偿装置停止运行；当环境气压低于设定压力值时，则真空压力开关12自动闭合，气体电磁阀6由其电源线路接通而打开，高压储气罐5内的压缩空气向内燃机7补偿高压空气，从而保证内燃机7的输出功率达到额定功率。当高压储气罐5内储存的气体压力低于设定下限值时，空气压力开关15自动闭合接通电源，电动空气压缩机2开始工作，向高压储气罐5内补充压缩空气；当高压储气罐5内的压力高于设定上限值时，空气压力开关15自动切断电源，电动空气压缩机2停止工作。因此，所述功率补偿装置的工作启停全部处于自动控制状态，无需人工操作，使用十分方便。 而且其自身消耗功率很少，仅为内燃机发电设备消耗总功率的5 %左右。
权利要求
1.一种高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，其特征在于该功率补偿装置是由空气滤清器、电动空气压缩机、油水分离器、高压储气罐组成，其中，空气滤清器通过输气管线与电动空气压缩机连接，电动空气压缩机通过高压输气管依次与油水分离器、高压储气罐连接，高压储气罐通过高压输气管连接有用于和发电设备内燃机的空气滤清器及进气管连接的三通管，三通管的一端设有单向阀，电动空气压缩机的电源输入端通过电缆与发电设备的电力输出端连接。
2.根据权利要求1所述的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，其特征在于所述高压储气罐出气口部位的高压输气管上设有用于补偿气体通断控制的气体电磁阀，气体电磁阀的直流电源导线与发电设备内燃机的启动开关连接，并在所述直流电源导线上串接有真空压力开关。
3.根据权利要求1所述的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，其特征在于所述电动空气压缩机的电源电缆上串接有用于自动控制电动空气压缩机启停的气体压力开关， 该气体压力开关的气压控制端与高压储气罐连通。
4.根据权利要求1所述的高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，其特征在于所述高压储气罐上设有压力传感器，压力传感器通过信号传输线连接有数字显示器。
全文摘要
本发明涉及一种高原地区内燃机发电设备功率补偿装置，是由安装在内燃机发电设备底座上的空气滤清器、电动空气压缩机、油水分离器、高压储气罐组成，其中，高压储气罐通过高压输气管连接有用于和发电设备内燃机的空气滤清器及进气管连接的三通管，并在高压储气罐出气口部位的高压输气管上设有用于补偿气体通断控制的气体电磁阀。该车通过功率补偿装置的设置，能够有效地保证发电设备的内燃机吸氧充足，使其输出功率达到额定功率的95%以上；并能使燃油在内燃机的燃烧室内充分燃烧，由此消除燃料的浪费，提高了燃料的利用率，节约能源，净化尾气排放，避免大气污染，利于环境保护。
文档编号F02B63/04GK102536448SQ20121000302
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者孙健军 申请人:河南宜和城保装备科技实业有限公司