专利名称：燃气发电系统及空气/燃气比例控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于燃气发电技术领域，具体涉及一种用于燃气发动机的空气/燃气比例控制系统。
背景技术：
通常，在燃气发电系统中，燃气发动机组是通过燃气与空气的混合气体进人发动机气缸后，经火花塞点火爆燃做功，推动活塞在气缸内移动，带动曲轴旋转，进而带动发动机来发电的。混合气在发动机中的燃烧是一个极其复杂的过程，它的燃烧效率受多方面因素的影响，其中，混合气的空燃比是极为重要的因素之一只有当空燃比稳定在一个合适的 范围内时，发动机才能高效且稳定的工作；同时，空燃比调节不仅仅是对燃气和空气比例的调节，为满足机组不同工作状态下对转速的要求，又必须检测转速，并调节燃气和空气的进气量，以产生合适的能量供机组运行。且此机组主要是以垃圾填埋场所产生沼气作为燃料的，热值波动明显，参数不稳定，这就对空燃比的智能化调节提出了进一步的要求，以实现机组稳定高效的工作。目前常见的燃气发电系统广泛采用比例阀来调节空燃比，这种单调节方法只能根据空气、氧气等助燃气体的进气压力来调节燃气进气量。若燃气纯度或组分发生变化，则通过此方法不但无法提高燃烧效率，反而会降低燃气利用率。如，当可燃气体进气压力不变，纯度降低时，会导致供入的空气量过多，燃烧温度降低，致使燃烧不完全。同时由于不完全燃烧产生的烟气量过多，会增加排烟尾气的余热损失。在某些燃气热值变动等特殊条件下，如，沼气发电等，其燃烧系统中沼气流量及沼气中甲烷浓度均有可能无法保持恒定。因而，为实时跟踪燃烧效率使其实现最优状态，尽可能达到最理想水平，就需要实时监测燃气浓度、流量等燃烧数据，并根据检测数据同时调节燃气及助燃气体流量。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种燃气发电系统及其空气/燃气比例控制系统，为实现上述目的，本实用新型提供一种空气/燃气比例控制系统，包括流量检测仪、气体分析仪、气体调节阀和控制装置；其中所述流量检测仪，用于实时监测可燃气体和助燃气体的流量，并将监测结果反馈给控制装置；所述气体分析仪，用于分析可燃气体的成分并测得各成分的浓度，将分析结果发送给所述控制装置；所述控制装置，将所述流量检测仪和气体分析仪反馈的结果进行综合计算，输出控制信号控制所述气体调节阀；所述气体调节阀，根据所述控制装置的控制信号分别调节可燃气体及助燃气体进气量。[0011]上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，所述控制装置包括工控机或PLC控制器。上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，所述控制装置还包括流量积算仪，用于根据气体分析仪的分析结果以及流量检测仪的检测结果，计算可燃气体质量分数，并将计算结果提供给所述工控机或PLC控制器。上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，还包括温度监测仪，用于实时监测燃烧室温度，并将监 测结果反馈给所述控制装置。上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，还包括转速检测仪，用于实时检测燃气发动机的转速，并将检测结果反馈给控制装置。上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，所述流量检测仪包括流量计、温度传感器和压力传感器；所述温度传感器和压力传感器分别与所述控制装置连接，用以对所述流量计反馈的流量信息进行补偿计算。上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，所述流量检测仪包括第一流量检测仪和第二流量检测仪，所述第一流量检测仪用于检测可燃气体流量，所述第二流量检测仪用于检测助燃气体流量。上述的空气/燃气比例控制系统，其中的实施方式中，所述气体调节阀包括第一气体调节阀和第二气体调节阀，所述第一气体调节阀用于调节可燃气体流量，所述第二气体调节阀用于调节助燃气体流量。同时，本实用新型提出了一种燃气发电系统，其采用上述的空气/燃气比例控制系统。与现有技术相比，本实用新型实施例提供的空气/燃气比例控制系统，分别对可燃气体和助燃气体进行检测，并通过气体分析仪实时监测可燃气体的成分和浓度等参数，提供给控制装置实时计算可燃气体的质量分数，分别调节可燃气体和助燃气体的流量，使可燃气体和助燃气体的比例调节更为合理、准确，大幅提高了燃烧效率，发动机组的运行更为稳定和闻效。进一步地，实施例中，还同时综合发动机燃烧室的温度、发动机转速等实时参数；对发动机组的运行控制效果更加理想和精确。
图I为本实用新型实施例一提供的一种空气/燃气比例控制系统框图；图2为本实用新型实施例二提供的一种空气/燃气比例控制系统框图；图3为本实用新型实施例二提供的空气/燃气比例控制系统工作原理框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。实施例一本例的燃气发电系统，包括燃气发动机、空燃比调节系统等；燃气发动机属于现有技术，本例不作详细说明；空气/燃气比例控制系统用于调节空气与燃气的比例，提高燃气在燃气发动机的燃烧室内的燃烧效率。请参阅图I所示，图I为本实施例提供的一种空气/燃气比例控制系统框图，包括流量检测仪、温度监测仪、气体分析仪、气体调节阀和控制装置。优选的，控制装置为工控机或PLC控制器。流量检测仪用于检测燃气管内可燃气体和助燃气体的流量，并将检测结果反馈给控制装置。温度监测仪用于检测燃烧室内的温度，并将检测结果反馈给控制装置。气体分析仪分析可燃气体的成分并测量各成分的浓度，将分析结果发送给控制装置。控制装置将流量检测仪、温度监测仪和气体分析仪反馈的检测结果进行综合运算，并和目标值比较，输出控制信号给气体调节阀。由于气体分析仪实时检测助燃气体的有效成分和含量并反馈给控制装置，气体调节阀根据控制装置的控制信号，分别调节可燃气体和助燃气体的流量，使可燃气体和助燃气体的比例调节更为合理、准确，使得燃烧室的燃 烧效率达到预期目标，发动机能够稳定高效地输出。其中，流量检测仪包括用于检测可燃气体流量的第一流量检测仪、用于检测助燃气体(空气)流量的第二流量检测仪；气体调节阀包括用于调节可燃气体流量的第一气体调节阀、用于调节助燃气体(空气)流量的第二气体调节阀。实施例二本实施例的燃气发电系统中，其中提供的一种空气/燃气比例控制系统，通过实时监测可燃气体的成分和浓度等参数，实时计算可燃气体的质量分数，同时综合发动机燃烧室的温度、发动机转速等实时参数；分别调节可燃气体和助燃气体的流量，使可燃气体和助燃气体的比例调节更为合理、准确，使得燃烧室的燃烧效率提高，发动机能够稳定高效地输出。请参阅图2和图3所示，图2为本实施例提供的一种空气/燃气比例控制系统框图，图3为图2空气/燃气比例控制系统的工作原理框图。本实施例空气/燃气比例控制系统包括流量检测仪、温度监测仪、气体分析仪、气体调节阀、转速检测仪，和控制装置；其中的控制装置包括工控机和流量积算仪；流量积算仪根据气体分析仪对可燃气体成分和含量等的分析结果，并根据流量检测仪的检测结果，计算可燃气体质量分数，得到真正能够燃烧的气体质量，并将计算结果提供给工控机。转速检测仪采用转速传感器，用于检测发动机的转速，并将检测结果反馈给工控机。工控机将流量检测仪、温度监测仪、气体分析仪、流量积算仪和转速传感器反馈的检测结果和目标值比较，输出控制信号给气体调节阀。气体调节阀根据工控机的控制信号，分别调节可燃气体和助燃气体的流量，使得燃烧室的燃烧效率达到预期目标，发动机能够稳定高效的输出。其中，流量检测仪包括用于检测可燃气体流量的第一流量检测仪、用于检测助燃气体(空气)流量的第二流量检测仪；气体调节阀包括用于调节可燃气体流量的第一气体调节阀、用于调节助燃气体(空气)流量的第二气体调节阀。上述的第一流量检测仪或第二流量检测仪可包括流量计、温度传感器和压力传感器；其中的温度传感器和压力传感器分别与系统控制装置连接，用以对流量计所反馈流量信息进行温度和压力补偿，这样流量检测的结果更为合理准确。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属 于本实用新型的保护范围。比如，流量积算仪的功能可以由工控机或PLC等直接实现。
权利要求1.一种燃气发动机用空气/燃气比例控制系统，其特征在于，包括流量检测仪、气体分析仪、气体调节阀和控制装置；其中 所述流量检测仪，用于实时监测可燃气体和助燃气体的流量，并将监测结果反馈给控制装置； 所述气体分析仪，用于分析可燃气体的成分并测得各成分的浓度，将分析结果发送给所述控制装置； 所述控制装置，将所述流量检测仪和气体分析仪反馈的结果进行综合计算，输出控制信号控制所述气体调节阀； 所述气体调节阀，根据所述控制装置的控制信号分别调节可燃气体及助燃气体进气量。
2.根据权利要求I所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，所述控制装置包括工控机或PLC控制器。
3.根据权利要求2所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括流量积算仪，用于根据气体分析仪的分析结果以及流量检测仪的检测结果，计算可燃气体质量分数，并将计算结果提供给所述工控机或PLC控制器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，还包括温度监测仪，用于实时监测燃烧室温度，并将监测结果反馈给所述控制装置。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，还包括转速检测仪，用于实时检测燃气发动机的转速，并将检测结果反馈给控制装置。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，所述流量检测仪包括流量计、温度传感器和压力传感器；所述温度传感器和压力传感器分别与所述控制装置连接，用以对所述流量计反馈的流量信息进行温度和压力补偿。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，所述流量检测仪包括第一流量检测仪和第二流量检测仪，所述第一流量检测仪用于检测可燃气体流量，所述第二流量检测仪用于检测助燃气体流量。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，所述气体调节阀包括第一气体调节阀和第二气体调节阀，所述第一气体调节阀用于调节可燃气体流量，所述第二气体调节阀用于调节助燃气体流量。
9.根据权利要求5所述的空气/燃气比例控制系统，其特征在于，所述转速检测仪为转速传感器。
10.一种燃气发电系统，其特征在于包括如权利要求1-9中任一项所述的空气/燃气比例控制系统。
专利摘要本实用新型公开了一种燃气发电系统及其空气/燃气比例控制系统，空气/燃气比例控制系统包括流量检测仪、气体分析仪、气体调节阀和控制装置；流量检测仪实时监测可燃气体和助燃气体的流量，并将监测结果反馈给控制装置；气体分析仪分析可燃气体的成分并测得各成分的浓度，将分析结果发送给控制装置；控制装置将流量检测仪和气体分析仪反馈的结果进行综合计算，输出控制信号控制气体调节阀；气体调节阀实时调节可燃气体及助燃气体进气量。本实用新型实时监测可燃气体的成分和浓度等参数，并作调节可燃气体和助燃气体的流量的依据，使可燃气体和助燃气体的比例调节更为合理、准确，大幅提高了燃烧效率，发动机组的运行更为稳定和高效。
文档编号F02D41/04GK202789153SQ201220331460
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者何超, 冉波 申请人:深圳相控科技股份有限公司