[发明专利]一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统

说明书

本发明公开了一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统，涉及工业伴生气发电技术领域，包括：控制模式切换单元用于基于实际应用场景燃料确定目标代表应用场景燃料，确定目标应用场景燃料对应的发动机运行控制参数；发动机控制单元用于基于目标发动机运行控制参数确定目标发动机运行控制模式；燃料组分自适应控制单元用于基于目标发动机运行控制模式中的控制参数目标值和当前阶段发动机缸内混合燃料燃烧时火花塞点火线圈采集的离子电流信号确定下一阶段目标发动机运行控制模式中的控制参数输出值；发动机控制单元用于基于下一阶段目标发动机运行控制模式中的控制参数输出值调节发动机缸内混合燃料的燃烧状态。本发明能够提高发动机发电效率。

技术领域

本发明涉及工业伴生气发电技术领域，特别是涉及一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统。

背景技术

兰炭气为干馏兰炭时产生的煤气，焦炉气为焦化厂副产的焦炉气。如果直接排放兰炭气和焦炉气，会对大气环境造成严重的污染。如何更好的利用兰炭气和焦炉气，减少由于焦炭生产带来的环境问题，是本领域技术人员迫切需要解决的问题。

现阶段是将焦炉气和兰炭气用于发动机燃料，符合国家和产业政策，可以大幅减少焦化厂、兰炭企业污染物排放，可实现热电联产、集中供热和促进落后小锅炉的淘汰，实现能源的多元化、可持续发展。但是，由于不同地区工业产生的兰炭气和焦炉气的品质差异较大，且日产工业伴生气成分也有所不同，导致各实际应用场景与理论适用条件偏差较大，从而导致发动机燃烧稳定性较差，系统发电效率比较低。因此，在燃用非可控品质的工业伴生气，实时对发动机运行进行优化控制调整，对保证发动机高效运行至关重要。

及时、准确获得发动机的燃烧状态是优化控制调整的前提，离子信号已经验证是一种低成本、高可靠的发动机燃烧状态诊断手段。离子信号来源于燃烧过程中的化学电离和热电离，与燃烧状态存在强相关性，能够用于诊断异常燃烧和调整发动机动力性、经济性最优化状态。此外，发动机运行状态的实时调整对控制速度和精度提出了更高的要求，因此，本发明申请人结合实际应用场景，耦合基于预设场景的控制模式切换模块，提出了一种基于离子信号的燃料自适应控制系统。

发明内容

为了解决燃料热值不稳定的问题，本发明提供了一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统，从而提高发动机发电效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统，包括：

控制模式切换单元，用于：基于实际应用场景燃料，确定目标代表应用场景燃料，进而确定所述目标应用场景燃料对应的发动机运行控制参数；其中，所述目标代表应用场景燃料为与实际应用场景燃料的燃料组分最为相近的应用场景燃料；

发动机控制单元，用于：基于目标发动机运行控制参数确定目标发动机运行控制模式；所述发动机运行控制模式用于控制发动机缸内混合燃料燃烧；所述混合燃料为工业伴生气与空气组合成的燃料；所述目标发动机运行控制参数所述目标应用场景燃料对应的发动机运行控制参数所述目标发动机运行控制模式为所述目标应用场景燃料对应的发动机运行控制模式；

燃料组分自适应控制单元，用于：基于所述目标发动机运行状态判定异常燃烧状态，并在保证正常燃烧状态下，基于所述目标发动机运行控制模式中的控制参数目标值和当前阶段发动机缸内混合燃料燃烧时火花塞点火线圈采集的离子电流信号，确定下一阶段所述目标发动机运行控制模式中的控制参数输出值；

所述发动机控制单元，还用于：基于下一阶段所述目标发动机运行控制模式中的控制参数输出值调节发动机缸内混合燃料的燃烧状态。

可选的，所述控制模式切换单元，具体用于：

分别对各代表应用场景燃料进行发动机性能试验，获取满足预设性能指标时与各所述代表应用场景燃料对应的发动机运行控制参数；

将各所述代表应用场景燃料对应的发动机运行控制参数发送至所述发动机控制单元；