[实用新型]瓦斯发电机组控制系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种瓦斯发电机组控制系统，更具体的说，尤其涉及一种通过调节柴油的供给量来稳定输出功率的瓦斯发电机组控制系统。

背景技术

煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。我国大约60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送。新版《煤矿安全规程》第148条第五项规定：抽采的瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按采取相应的安全技术措施。这给低浓度瓦斯发电提供了制度保障。

随着低浓度瓦斯发电技术的不断完善，低浓度煤层气发电产业将会有良性的规模化发展，将会产生越来越大的经济效益和社会效益。低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，可以采用细水雾技术，以解决低浓度瓦斯的地面安全输送问题。中国工程院周院士认为：“低浓度瓦斯发电机组，适合我国煤矿点多量小的特点，堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。

从2004年以来，诸多企业和研究所就开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究，并与第二年试验成功，使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。低浓度瓦斯发电面对着两个主要的问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。如何利用现有的发电设备，方便、稳定地利用瓦斯发电，是解决问题的关键所在。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种通过调节柴油的供给量来稳定输出功率的瓦斯发电机组控制系统。

本实用新型的瓦斯发电机组控制系统，发电机组包括内燃机、依靠内燃机进行驱动的发电机以及提供燃料的瓦斯管道和柴油供给管道，所述内燃机的气缸上设置有瓦斯气体进口和柴油进口；所述瓦斯管道依次经过湿式阻火器、干式阻火器、瓦斯电磁阀和微步瓦斯控制器后与内燃机的瓦斯气体进口相连接，瓦斯电磁阀用于控制瓦斯管道的通断状态，微步瓦斯控制器用于控制瓦斯管道的开合程度；柴油供给管通过柴油电磁阀、微步柴油控制器与内燃机的柴油进口相连接，柴油电磁阀用于控制柴油供给管的开闭状态，微步柴油控制器用于控制柴油供给管的开合程度；其特别之处在于：所述控制系统包括时钟电路、电源模块以及起运算和控制作用的微控制器，微控制器的输入端连接有甲烷浓度传感器、转速传感器和扭矩传感器；微控制器的输出端与瓦斯电磁阀、微步瓦斯控制器、柴油电磁阀、微步柴油控制器均相连接。

内燃机上同时设置有瓦斯气体进口和柴油进口，瓦斯气体和柴油同时进入并驱使内燃机工作；内燃机通过传动机构驱使发电机进行发电。在瓦斯管道进口与内燃机之间设置湿式和干式阻火器两个阻火器，可有效避免火灾和爆炸事故的发生；瓦斯电磁阀和柴油电磁阀对管路的关闭状态进行控制，微步柴油控制器和微步瓦斯控制器用于对管路的开闭程度进行控制，以实时控制柴油和瓦斯气体的流量。微控制器实现信号采集、数据运算和控制信号的输出，微控制器通过甲烷浓度传感器、转速传感器和扭矩传感器分别采集瓦斯含量、输出转速和扭矩，再由转速和扭矩计算出发电功率；微控制器通过瓦斯电磁阀、微步瓦斯控制器、柴油电磁阀、微步柴油控制器对瓦斯管道和柴油供给管的状态和开度进行空中。本实用新型的发电机组在工作的过程中，以瓦斯供给为主、柴油供给为辅的形式进行发电；由于地矿中瓦斯气体中CH₄的含量不稳定，单纯以瓦斯为燃料进行发电，对发电机的输出功率波动很大，配以柴油供给管。当瓦斯气体中CH₄含量变低时，柴油供给管供给的柴油量增加；当瓦斯气体中CH₄含量变高时，减少或停止柴油的供给，以保证发电机具有稳定的功率输出。

本实用新型的瓦斯发电机组控制系统，所述微步瓦斯控制器和微步柴油控制器中均设置有步进电机。通过步进电机可对管路的开合程度进行有效的控制。

本实用新型的瓦斯发电机组控制系统，所述微控制器的输入端还连接有油压传感器和气缸温度传感器；微控制器的信号输出端还连接有显示器。油压传感器用于对柴油压力进行检测，通过气缸温度传感器可以实时检测气缸的温度，并控制降温系统进行合理散热。显示器用于对发电机组运行参数进行显示，以便之直观地反应其工作状态，可采用液晶显示器。