一種沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于環(huán)保及能源領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在能源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天，沼氣因其可再生、資源量大、分布廣泛、 低污染等突出特點(diǎn)，成為一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?。沼氣的有效燃燒能夠大幅提高發(fā)電 機(jī)組效率，對(duì)于節(jié)約能源、減少污染氣體排放具有十分重大的意義。
[0003] 與天然氣等可燃?xì)怏w相比，沼氣存在熱值低W及可燃?xì)獬煞趾坎环€(wěn)定的問(wèn)題， 運(yùn)容易使得沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組起動(dòng)困難、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、功率不足等，準(zhǔn)確的空燃比控制是解 決上述問(wèn)題的有效方法之一。
[0004] 現(xiàn)有的通用性燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，多針對(duì)天然氣等成分穩(wěn)定的氣源。然而，沼氣同天然 氣不同，沼氣的成分受發(fā)酵情況影響，可燃?xì)怏w濃度含量波動(dòng)很大，不能忽略。沼氣的熱值 低，易產(chǎn)生啟動(dòng)困難W及轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的情況。
[0005]而且專(zhuān)利號(hào)為201410057911的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比自動(dòng)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通 過(guò)氧傳感器反饋可W控制空燃比到理想狀態(tài)，但存在控制滯后問(wèn)題，響應(yīng)不及時(shí)，更沒(méi)有考 慮到缸溫對(duì)燃燒狀態(tài)的影響，很難達(dá)到精確控制空燃比的目的。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系 統(tǒng)。該控制系統(tǒng)能夠使沼氣發(fā)電機(jī)在多種工況下穩(wěn)定可靠運(yùn)行，并且大大提高了沼氣的燃 燒效率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用W下技術(shù)方案：
[000引一種沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)，包括：
[0009] 空氣進(jìn)氣管道和沼氣進(jìn)氣管道，所述空氣進(jìn)氣管道和沼氣進(jìn)氣管道均與混合器的 入口相連，所述沼氣進(jìn)氣管道與混合器連接處還設(shè)有燃?xì)忾y，所述混合器的出口通過(guò)節(jié)氣 口與內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組相連;所述燃?xì)忾y和節(jié)氣口均與控制器相連；
[0010] 所述沼氣進(jìn)氣管道中設(shè)有甲燒濃度傳感器，甲燒濃度傳感器將檢測(cè)的沼氣中甲燒 濃度信息傳送至控制器；內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的排氣管中安裝氧傳感器，氧傳感器將測(cè)量的排氣管 中尾氣的氧含量反饋至控制器；
[0011] 控制器根據(jù)接收到的尾氣的氧含量獲得實(shí)際空燃比，并通過(guò)實(shí)際空燃比與給定空 燃比相比較，獲得空燃比差值;控制器根據(jù)空燃比差值控制燃?xì)忾y的開(kāi)度，再根據(jù)獲取的甲 燒濃度信息進(jìn)行修正燃?xì)忾y的開(kāi)度，從而達(dá)到精確控制空燃比的目的。
[0012] 所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的氣缸上還安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測(cè)內(nèi)燃發(fā) 電機(jī)的氣缸溫度并傳送至控制器，控制器根據(jù)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的氣缸溫度，進(jìn)行修正給定空燃 比。
[0013] 所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上還設(shè)有速度傳感器，所述速度傳感器與控制器相連。
[0014] 所述沼氣進(jìn)氣管道中還安裝有用于維持沼氣和空氣的壓力差恒定的零壓調(diào)節(jié)器。
[0015] 所述空氣進(jìn)氣管道中安裝有過(guò)濾裝置。
[0016] 所述沼氣進(jìn)氣管道中也安裝有過(guò)濾裝置。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0018] (1)本實(shí)用新型通過(guò)氧傳感器反饋準(zhǔn)確監(jiān)控實(shí)際空燃比，為了抑制甲燒濃度波動(dòng) 的影響，引入了甲燒濃度傳感器，通過(guò)甲燒濃度傳感器測(cè)量甲燒濃度，并修正燃?xì)忾y口的進(jìn) 氣量，對(duì)擾動(dòng)輸入補(bǔ)償，從而消除甲燒濃度波動(dòng)對(duì)空燃比的影響W及消除了僅靠氧傳感器 反饋控制滯后的缺點(diǎn)，達(dá)到準(zhǔn)確控制空燃比的目的；
[0019] (2)本實(shí)用新型在沼氣進(jìn)氣管道中安裝了零壓調(diào)節(jié)器，采用零壓調(diào)節(jié)器保證了沼 氣和空氣的壓力差恒定，有利于氣體混合；同時(shí)使得空氣和燃?xì)獾幕旌媳壤耆扇細(xì)忾y 的開(kāi)度決定；
[0020] (3)本實(shí)用新型的該控制方法還通過(guò)缸溫進(jìn)行修正空燃比，為混合氣的充分燃燒 提供合適空燃比；本實(shí)用新型根據(jù)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的不同工況提供不同的空燃比，保證內(nèi)燃 發(fā)電機(jī)組在不同工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是本實(shí)用新型的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是本實(shí)用新型的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的空燃比控制方法示意圖；
[0023] 圖3是本實(shí)用新型的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組的空燃比控制方法實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明：
[0025] 圖1為本實(shí)用新型的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖1對(duì)本 實(shí)用新型的該控制系統(tǒng)進(jìn)行下述說(shuō)明：
[0026] 本實(shí)用新型通過(guò)氧傳感器反饋控制空燃比，并引入甲燒濃度前饋控制，同時(shí)綜合 考慮內(nèi)燃機(jī)所處工況，精確控制空燃比。本實(shí)用新型的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)， 包括：
[0027] 空氣進(jìn)氣管道和沼氣進(jìn)氣管道，所述空氣進(jìn)氣管道和沼氣進(jìn)氣管道均與混合器的 入口相連，所述沼氣進(jìn)氣管道與混合器連接處還設(shè)有燃?xì)忾y，所述混合器的出口通過(guò)節(jié)氣 口與內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組相連;所述燃?xì)忾y和節(jié)氣口均與控制器相連；
[0028] 所述沼氣進(jìn)氣管道中設(shè)有甲燒濃度傳感器，甲燒濃度傳感器將檢測(cè)的沼氣中甲燒 濃度信息傳送至控制器；內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的排氣管中安裝氧傳感器，氧傳感器將測(cè)量的排氣管 中尾氣的氧含量反饋至控制器；
[0029] 控制器根據(jù)接收到的尾氣的氧含量獲得實(shí)際空燃比，并通過(guò)實(shí)際空燃比與給定空 燃比相比較，獲得空燃比差值;控制器根據(jù)空燃比差值控制燃?xì)忾y的開(kāi)度，再根據(jù)獲取的甲 燒濃度信息進(jìn)行修正燃?xì)忾y的開(kāi)度，從而達(dá)到精確控制空燃比的目的。
[0030] 本實(shí)用新型的沼氣通過(guò)零壓調(diào)節(jié)器，保證沼氣和空氣的壓力差恒定，有利于氣體 混合，同時(shí)使得空氣和燃?xì)獾幕旌媳壤耆扇細(xì)忾y的開(kāi)度決定。通過(guò)控制燃?xì)忾y的開(kāi)度， 就能夠達(dá)到精確控制空燃比的目的。
[0031] 為了有效抑制甲燒濃度波動(dòng)的影響，本實(shí)用新型引入甲燒濃度傳感器。通過(guò)甲燒 濃度傳感器測(cè)量甲燒濃度，并修正燃?xì)忾y口的進(jìn)氣量，對(duì)擾動(dòng)輸入補(bǔ)償，從而消除甲燒濃度 波動(dòng)對(duì)空燃比的影響，達(dá)到準(zhǔn)確控制空燃比的目的。
[0032] 本實(shí)用新型在機(jī)組排氣管中安裝氧傳感器，通過(guò)氧傳感器測(cè)量尾氣中的氧含量， 計(jì)算實(shí)際空燃比，與給定空燃比做比較，構(gòu)成閉環(huán)反饋控制。
[0033] 在本實(shí)施例中，氧傳感器優(yōu)選采用寬域型氧傳感器，也可W其他類(lèi)型的氧傳感器。
[0034] 其中，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的氣缸上還安裝有溫度傳感器，溫度傳感器用于檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)電 機(jī)的氣缸溫度并傳送至控制器，控制器根據(jù)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的氣缸溫度，進(jìn)行修正給定空燃比。
[0035] 內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上還設(shè)有速度傳感器，所述速度傳感器與控制器相連。
[0036] 沼氣進(jìn)氣管道中還安裝有用于維持沼氣和空氣的壓力差恒定的零壓調(diào)節(jié)器。
[0037] 空氣進(jìn)氣管道中安裝有過(guò)濾裝置。
[0038] 沼氣進(jìn)氣管道中也安裝有過(guò)濾裝置。
[0039] 在圖1中，進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣岐管上還安裝有溫度傳感器W及壓力傳感器，用 于分別檢測(cè)進(jìn)氣岐管上的溫度W及壓力信號(hào)，并傳送至控制器中，為判斷內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的工 況做準(zhǔn)備。
[0040] 如圖2所示，本實(shí)用新型的沼氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組空燃比控制系統(tǒng)的控制方法，包括：
[0041] 步驟(1):確定內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的工況，預(yù)設(shè)與內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組工況相匹配的空燃 tk;各個(gè)工況的特點(diǎn)如表1所示；
[0042] 步驟(2):控制器根據(jù)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的氣缸溫度，修正步驟(1)中預(yù)設(shè)的空燃比；
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