[发明专利]低压燃气发电机组高效瞬态响应装置及其响应控制方法

说明书

本发明公开了一种低压燃气发电机组高效瞬态响应装置，包括燃气发动机和发电机，燃气发动机上设有发动机进气管，发动机进气管串接有空气滤清器、低压燃气混合器、增压器、中冷器和电子节气门，低压燃气混合器上还连接有低压燃气供气装置，电子节气门与发动机进气管之间的管路上还连通有燃气增压装置，低压燃气混合器和增压器上并联有燃气泄压装置，还包括参数检测装置和发动机控制器ECU，还公开了该装置的具体控制方法；在发电机组突加载荷时，使燃气量加浓并迅速地送入燃气发动机的缸内实现快速带载，避免燃气发动机熄火；在发电机组突卸载荷时，可以为发电机组快速地卸去增压压力，避免增压器产生喘振，提高了机组的瞬态响应性以及工作稳定性。

技术领域

本发明涉及发电机组运行控制技术领域，具体涉及一种低压燃气发电机组高效瞬态响应装置，还涉及该瞬态响应装置的具体响应控制方法。

背景技术

以天然气、煤层气、沼气等气源为燃料的燃气发电机组，已经被广泛地应用于各行各业中，但上述燃气机组所用的气源压力较低，一般在30kPa以下。正是由于此类机组工作时要求得燃气压力低，适应性广，故目前市场上应用最广的也是这种低压燃气发电机组。

低压的燃气发电机组的燃气与空气在增压器内形成混合气，再经过增压器增压、中冷器冷却后，最终通过进气管进入发动机的气缸内燃烧做功。如果需要瞬态增加载荷或者突卸载荷时，发动机控制单元(ECU)一般通过控制增压前燃气进气阀的开启与关闭角度，来改变喷入燃气的量，从而改变混合气的稀浓，进而提高发动机瞬态响应性。但是由于低压燃气发电机组均为增压前形成混合气，瞬态响应时，改变了浓度的混合气需要经过增压器、中冷器、进气管以及连接的管路才能进入气缸燃烧，响应瞬态载荷的要求，由于管路太长，因此响应的迟滞性特别严重，在瞬间加载时，直接导致燃气发电机组瞬间加载能力不足，转速下降过低，发动机容易被压熄火；在瞬间卸载时，瞬间卸载时间太长，转速上冲过高，且增压器容易发生喘振。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种明显提高发动机瞬态响应性，避免发动机产生熄火或增压器发生喘振的低压燃气发电机组高效瞬态响应装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：低压燃气发电机组高效瞬态响应装置，包括传动连接的燃气发动机和发电机，所述燃气发动机上设有发动机进气管，通过管路沿气体进入所述发动机进气管的方向依次串接有空气滤清器、低压燃气混合器、增压器、中冷器和电子节气门，所述低压燃气混合器上还连接有用于送入低压燃气的低压燃气供气装置，所述电子节气门与所述发动机进气管之间的管路上还连通有供所述燃气发动机突加载荷时使用的燃气增压装置，所述低压燃气混合器的供气送入端和所述增压器的出气端并联有供所述燃气发动机突卸载荷时使用的燃气泄压装置，还包括用于检测所述燃气发动机工作参数的参数检测装置，所述电子节气门、所述低压燃气供气装置、所述燃气增压装置、所述燃气泄压装置和所述参数检测装置分别连接至发动机控制器ECU。

作为优选的技术方案，所述燃气增压装置包括串接在所述电子节气门与所述发动机进气管之间的中压燃气混合器，还包括高压天然气储罐，所述高压天然气储罐通过管路连通至所述中压燃气混合器，所述高压天然气储罐与所述中压燃气混合器之间的管路上依次串接有电控安全阀、单向阀、减压稳压器和燃气喷射针阀，所述减压稳压器和所述燃气喷射针阀之间的管路上安装有燃气压力温度传感器，所述电控安全阀、所述燃气压力温度传感器和所述燃气喷射针阀分别连接至所述发动机控制器ECU。

作为优选的技术方案，所述燃气泄压装置包括旁通泄压支管，所述旁通泄压支管上安装有电控球阀，所述电控球阀连接至所述发动机控制器ECU的信号输出端。

作为优选的技术方案，所述低压燃气供气装置包括连接在所述低压燃气混合器燃气进气端的低压燃气进气管，所述低压燃气进气管上安装有低压燃气阀，所述低压燃气阀连接至所述发动机控制器ECU的信号输出端。