[发明专利]燃气发电机组空燃比自动控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气发电机组空燃比自动控制方法及系统。

背景技术

燃气发电机组空燃比自动控制系统的作用是在无人干预的前提下，实时控制燃气与空气的混合比例，保证混合后的气体能够在气缸内良好的燃烧做功。目前国内外的燃气发电机组空燃比自动控制系统都是通过直接测量进气浓度控制空燃比的。其工作原理是：直接利用气体浓度传感器测量发电机组进气管内的混合气浓度，然后根据测量得到的浓度信号，调节混合器，将空燃比维持在理想值附近。虽然这种控制方法是最直接的，但是因为受到传感器技术的限制，至今尚未成熟。目前的气体浓度传感器有一些难以克服的缺陷：首先是响应速度慢，一般在15秒以上；其次是对灰尘、水汽、杂质气体等非常敏感，不能长时间工作在工业环境当中；再次是价格昂贵，不能广泛采用。除此之外，燃气发电机组的燃气成分复杂，通常不仅仅含有一种可燃成分，所以只使用单一的浓度传感器往往不能满足需要，这就限制了该控制方法的适用性。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要提供一种使用方便、响应速度快的燃气发电机组空燃比自动控制方法及系统。

本发明提供的燃气发电机组空燃比自动控制方法，是以排温和功率为控制依据来对燃气发电机组空燃比进行控制，即根据理想空燃比下排温与功率的对应关系计算出排温控制目标，通过排温控制实现空燃比控制。

其包括以下步骤：

（a）测量发电机功率；

（b）计算当前功率下的理想排温值；

（c）判断排温是否在理想值附近，若是则返回步骤（a），若否则进入步骤（d）;

（d）判断排温是否高于理想排温值，若是则增大空燃比后返回步骤（a），若否则进入步骤（e）；

（e）减小空燃比后返回步骤（a）。

实现本方法的系统是在发电机组内连接电子功率表，并且发电机组的排气管处连接温度探测装置，电子功率表和温度探测装置连接处理装置的信号输入端，处理装置通过动作机构连接发电机组的混合器。

温度探测装置为热电偶或红外测温仪等。

处理装置为PLC控制器或单片机控制系统等。

动作机构为步进电机或私服转角电机等。

本发明中的方法另辟蹊径，使用时有效、直观，并且系统中无需使用浓度传感器，以电子功率表和热电偶为检测元件，可靠性高，基本不需要维护，价格低廉，并且能够适用于含有多种可燃成分的燃气，适用性广。

附图说明

图1是本发明中方法流程图；

图2是本发明中系统方框原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1所示给系统供电后进入步骤（a）

（a）测量发电机功率；

（b）计算当前功率下的理想排温值；

（c）判断排温是否在理想值附近，若是则返回步骤（a），若否则进入步骤（d）;

（d）判断排温是否高于理想排温值，若是则增大空燃比后返回步骤（a），若否则进入步骤（e）；

（e）减小空燃比后返回步骤（a）。

通过以上步骤，以排温和功率为控制依据对燃气发电机组空燃比进行控制，即根据理想空燃比下排温与功率的对应关系计算出排温控制目标，通过排温控制实现空燃比控制。

如图2所示，实现本方法的系统是在发电机组内连接电子功率表，并且发电机组的排气管处连接热电偶，电子功率表和热电偶连接PLC控制器的信号输入端，PLC控制器通过步进电机连接发电机组的混合器。

工作原理如下：

PLC控制器是整个系统的控制器，负责采集现场数据并实现控制算法；电子功率表用来测量发电机组的功率；热电偶安装在发动机的排气管中，用来测量排温；步进电机位于混合器中，用来操纵混合器中的燃气阀门和空气阀门，是控制系统的执行器，可以通过改变空气阀门和燃气阀门的开度改变空燃比。

控制系统在上电以后，不断的采集发电机组的功率，根据当前功率计算出排温的控制目标并与排温测量值进行比较，如果排温测量值与排温控制目标相差5℃以上，便对空燃比进行调节，当排温测量值大于排温控制目标时，控制系统自动增大空燃比，当排温测量值小于排温控制目标时，控制系统自动减小空燃比。