[实用新型]改善天然气发动机动态性能的乙醇重整系统

说明书

本实用新型的目的在于提供改善天然气发动机动态性能的乙醇重整系统，包括LNG储罐、LNG汽化器、混合器、涡轮增压器、乙醇储罐、乙醇汽化器、乙醇重整器，涡轮增压器的压气机通过中冷器连接混合器，LNG储罐通过液态天然气流量阀连接LNG汽化器，LNG汽化器通过气态天然气流量阀连接混合器，混合器连接进气管，排气管连接涡轮增压器的涡轮，排气管通过废气旁通管连接乙醇重整器，废气旁通管上安装废气旁通阀，乙醇储罐通过液态乙醇流量阀连接乙醇汽化器，乙醇汽化器连接乙醇重整器，乙醇重整器通过重整管路连接混合器，重整管路上安装重整气流量阀。本实用新型可有效抑制天然气发动机的爆震及失火现象，在冷启动、低负荷工况及加载工况下同样能高效燃烧。

技术领域

本实用新型涉及的是一种发动机，具体地说是天然气发动机。

背景技术

天然气因为发热量高、排放清洁及储量丰富等特点被广泛应用于发动机行业。对于点燃式天然气发动机，若以接近当量比的空燃比运行，远端混合气容易在火焰到达之前自燃，进而引发爆震。一般采用稀薄燃烧的方式(φa>1)来抑制爆震现象的发生。但当天然气发动机进行加载时，由于涡轮增压器的反应存在迟滞现象，无法及时提供充足的新鲜空气以维持稀薄燃烧。为了使缸内燃烧过程远离爆震极限，必须减小加载步长，导致点燃式天然气发动机的动态性能较差。

废气旁通阀是改善天然气发动机动态性能的手段之一，通常设置在涡轮增压器前。当过量空气系数过大(高负荷或负载突降)时，开启此阀或增大阀门开度，使部分废气不经过涡轮而直接排到外界，降低涡轮增压器转速，减少空气进气量。反之，当过量空气系数过小(低负荷或负载突增)时，通过关闭此阀或减小阀门开度可增加空气进气量。但当负载突变过快时，废气旁通阀对于动态性能的提升效果有限。此外，在废气旁通阀开启阶段，高温废气直接排到外界，存在一定的热量浪费。

向天然气中掺入适量氢气是另一种改善天然气发动机动态性能的方法。专利(CN108625998A)公开了一种天然气-氢气双燃料发动机喷气控制装置，利用氢气燃烧速度快的特点加速天然气的燃烧过程，在抑制爆震的同时实现高效清洁的燃烧。但由于该专利需要对氢气进行单独制取、储存，装置系统结构和控制过程复杂，且氢气的存储、运输困难，增加了整体成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供改善天然气发动机的动态性能，并实现高效清洁燃烧的改善天然气发动机动态性能的乙醇重整系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型改善天然气发动机动态性能的乙醇重整系统，其特征是：包括LNG储罐、LNG汽化器、混合器、涡轮增压器、乙醇储罐、乙醇汽化器、乙醇重整器，涡轮增压器的压气机通过中冷器连接混合器，LNG储罐通过液态天然气流量阀连接LNG汽化器，LNG汽化器通过气态天然气流量阀连接混合器，混合器连接进气管，排气管连接涡轮增压器的涡轮，排气管通过废气旁通管连接乙醇重整器，废气旁通管上安装废气旁通阀，乙醇储罐通过液态乙醇流量阀连接乙醇汽化器，乙醇汽化器连接乙醇重整器，乙醇重整器通过重整管路连接混合器，重整管路上安装重整气流量阀。

本实用新型改善天然气发动机动态性能的乙醇重整系统还可以包括：

1、所述重整管路分成第一支路和第二支路，第一支路和第二支路汇合后连接重整气流量阀，第一支路上安装第一截止阀和重整气缓冲气罐，第二支路上安装第二截止阀。

2、乙醇重整器里设置CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂模块。

本实用新型的优势在于：

1、使用天然气作为主要燃料，乙醇重整产生富氢混合气加速燃烧，可有效抑制点燃式天然气发动机的爆震及失火现象，并实现高效清洁的燃烧；

2、乙醇蒸汽在乙醇重整器内发生催化反应，反应热量来自于高负荷下旁通阀排出的废气，可提高发动机整体的能量回收利用率；