[实用新型]分布式氢燃料低排污高效内燃机发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机发电机组。特别是涉及一种分布式氢燃料低排污高效内燃机发电机组。 

背景技术

分布式供能-发电供给系统(DG)，是指功率不大(几十千瓦至几十兆瓦)，建设在负荷中心附近的，模块式，采用先进信息控制技术、清洁环保、经济高效、运行安全可靠的自主智能发电形式。 

近年来，为了促进国内燃料电池汽车的快速发展，国家对燃料电池汽车动力系统集成技术继续加大自主创新力度，在系统集成、故障诊断、分布控制、高压电和氢气安全以及与整车的匹配、优化和试验技术等方面都取得突破。 

但是，氢燃料电池大量使用贵金属材料PT、电池层组、改质装置、辅机部件、电气控制系统设备等方面存在储能密度、反应速度、成本及可靠性等技术瓶颈，制约了氢燃料电池在交通、热电系统的广泛应用。 

氢内燃机主要指以氢气/氢合成气与空气组成的可燃混合气为燃料的活塞往复式发动机。按照氢气与空气混合方式可以分为气道喷射方式与缸内直接喷射方式。所以，氢燃料内燃机是降低污染，实现零排放，利用现有成熟的动力源技术，达到制备成本低廉、高效的促进循环经济发展的最佳选择。 

氢作为动力源燃料主要以燃料电池、活塞式发动机、燃气轮机、以及宇航火箭形式应用在移动电源、热电联产、交通、及航空航天等领域。目前，氢能源动力发展方向主要包括两大方面：氢燃料电池和氢内燃机。氢燃料电池堆综合有效效率50％以上，随负荷增加而降低；氢内燃机有效热效率为40％～45％，高负荷区域几乎不变。前者由于材料、储能密度、反应效率、成本及可靠性等问题，距离实际应用具有很大差距；后者借助强大的内燃机工业基础及技术积累，作为氢能利用的过渡方案将得到较快的实际应用，同时，可促进氢能基础设施的建设。 

由于氢燃料的特性：按传统技术方案回火、爆燃、早燃、不可避免(氢燃烧速度24.3m/S)，当异常燃烧造成动力性下降的同时，产品的危险性也在增加，工况不良将十分明显，这些因素无形中制约了氢燃料在内燃机上的应用。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种利用现有成熟的点燃式动力源技术，以限制氢的燃烧速度为目的，达到高热效率，降低污染，实现零排放的分布式氢燃料低排污高效内燃机发电机组。 

本实用新型所采用的技术方案是：一种分布式氢燃料低排污高效内燃机发电机组，包括 有氢能制备装置、减压调压装置、储氢罐、升压稳压装置、内燃机ECU及连接用电设备的发电机，其特征在于，还设置有第一级防回火、早燃安全装置、第二级防回火、早燃安全装置、氢燃料内燃机以及调速调频稳频装置，其中，所述的氢能制备装置、调压装置、第一级防回火、早燃安全装置、储氢罐、升压稳压装置、第二级防回火、早燃安全装置、氢燃料内燃机和发电机依次串联连接，所述的储氢罐通过氢泄漏传感器连接内燃机ECU，所述的第一级防回火、早燃安全装置、第二级防回火、早燃安全装置、氢燃料内燃机和调速调频稳频装置分别连接内燃机ECU，所述的氢燃料内燃机还通过信号传感器连接内燃机ECU，所述的调速调频稳频装置和氢燃料内燃机分别还连接发电机。 

所述的信号传感器包括有氢泄漏传感器和爆震传感器。 

所述的调速调频稳频装置包括有，依次串联连接的设置在内燃机上的内燃机转速传感器、转速信号放大器、第一路F/V转换器、第一路内燃机转速人工设定装置、第一路误差比较与放大电路和第一路节气门控制电压跟随器，所述的第一路F/V转换器还与第一路误差比较与放大电路相连接，所述的转速信号放大器还连接依次串联连接的第二路F/V转换器、第二路内燃机转速人工设定装置、第二路误差比较与放大电路和第二路节气门控制电压跟随器，所述的第二路F/V转换器还与第二路误差比较与放大电路相连接，所述的第一路内燃机转速人工设定装置和第二路内燃机转速人工设定装置分别连接转速控制时序控制器，所述的第一路节气门控制电压跟随器和第二路节气门控制电压跟随器分别连接内燃机ECU。 

所述的第一级防回火、早燃安全装置和第二级防回火、早燃安全装置结构相同，包括有与氢气输入端相连的手动截止阀，与手动截止阀相连的截止电磁阀，与截止电磁阀相连的线圈，所述的线圈通过电源信号插头连接爆震传感器控制电路，所述的截止电磁阀的输出端通过导气管连接水浴式机械防回火、早燃装置的进气通道，所述的水浴式机械防回火、早燃装置的出气通道构成第二级防回火、早燃安全装置的气体排出口，连接储氢罐/氢燃料内燃机，所述的水浴式机械防回火早燃装置还连接爆震传感器控制电路。