[发明专利]一种应用替代燃料的分布式能源系统及其燃料控制方法

说明书

本发明公开了一种应用替代燃料的分布式能源系统及其燃料控制方法，包括进气道、排气道、一号燃气喷射阀、二号燃气喷射阀、氢气干燥器、进气门、排气门、活塞、光热太阳能组件、金属氧化物催化装置、氢气收集装置、进气歧管、烟气‑热水型溴化锂机组、烟气‑热水型换热器、排烟管道、内燃机发电机组、气缸和烟气管道；利用太阳能光伏光热阵列和催化剂使水在高温下分解产生氢气，以氢气和天然气作为内燃发电机组的燃料，在进气歧管喷射氢气，氢气经过干燥后进入进气道，利用替代燃料提高分布式能源的经济性。内燃发电机组的排烟首先通过烟气‑热水型溴化锂机组，做功后的烟气再通过烟气‑热水型型换热器之后排向大气，实现能量的梯级利用。

技术领域

本发明涉及分布式能源领域，具体涉及一种应用替代燃料的分布式能源系统及其燃料控制方法。

背景技术

分布式能源越来越受到重视，如公告号为CN108870802A，公开日为2018年11月23日的中国专利申请，分布式供能的倡议天然气热电联产作为其中一种有效的节能环保的供能方式因而在世界范围内受到了广泛重视和应用。

内燃机燃用替代燃料的难点在于，首先需要对内燃机的结构进行适当的改造，并控制原燃料与替代燃料的比例是燃用替代燃料的难点所在，控制若有偏差将导致发动机负荷不准，本文，采用多模式调速控制，精确控制燃料的喷射量，并实现能量的梯级利用，提高分布式能源的经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种应用替代燃料的分布式能源系统及其燃料控制方法，解决分布式能源系统燃料价格较贵，整体运行经济性较差的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种应用替代燃料的分布式能源系统，其特征是，包括进气道、排气道、一号燃气喷射阀、二号燃气喷射阀、氢气干燥器、进气门、排气门、活塞、光热太阳能组件、金属氧化物催化装置、氢气收集装置、进气歧管、烟气-热水型溴化锂机组、烟气-热水型换热器、排烟管道、内燃机发电机组、气缸和烟气管道；所述光热太阳能组件、金属氧化物催化装置、氢气收集装置依次连接，所述进气歧管上安装有二号燃气喷射阀，所述氢气收集装置与二号燃气喷射阀连接，所述进气歧管上安装有氢气干燥器，所述进气歧管与进气道连通，所述进气道上安装有一号燃气喷射阀和进气门，且进气道与排气道连通，所述排气道上安装有排气门，所述排气道与烟气管道连通，所述烟气管道与烟气-热水型溴化锂机组的进气口连接，所述烟气-热水型溴化锂机组的排气口通过排烟管道与烟气-热水型换热器连通，所述进气道通过活塞与内燃机发电机组的气缸连通，所述内燃机发电机组的缸套水出口与烟气-热水型溴化锂机组的进水口连通，所述烟气-热水型溴化锂机组的出水口通过烟气-热水型换热器与内燃机发电机组的缸套水进口连通。

进一步的，所述内燃机发电机组的缸套水出口设置有循环水泵。

进一步的，所述烟气-热水型换热器的排气口设置有消音器连接。

所述的应用替代燃料的分布式能源系统的燃料控制方法，其特征是，燃料的喷射方式分为纯天然气喷射模式和替代燃料喷射模式，根据调速控制和多模式调速控制的方式，控制喷入气缸内的燃料量，替代燃料的制取采用太阳能和催化剂在高温下分解产生氢气，干燥后供给内燃机发电机组使用，同时烟气梯度利用供给烟气-热水型溴化锂机组及加热缸套水。

替代燃料的控制方式根据条件判定燃烧模式分配燃料的比例，具体为替代燃料的切换方式分为纯天然气模式调速控制和替代模式调速控制，模式控制利用PIDA调节的方式，具体为转速闭环比例-积分-微分法；纯天然气模式采用转速和位置双闭环的调节方式，替代燃料采用调速控制，根据转速偏差及设定转速分别查阅比例当量燃料，积分微分当量燃料，计算得到当前发动机的目标当量燃料。

对原内燃机进行改装，在进气歧管处加装二号燃气喷射阀，通过进气歧管喷射氢气替代燃料，氢气通过氢气干燥器之后与天然气混合后进入气缸。