燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统为一用一备包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相似且为并联关系；一种使用本发明专利技术所述的装置进行燃料气的热值和华白指数调节的方法，它包括以下实施步骤：S1、高热值燃气的热值调整；S2、低热值燃气的热值调整；S3、华白指数的计算；S4、华白指数的调整和修正。本发明专利技术的有益效果是：多功能处理、能够调节和控制热值以及华白指数、安全可靠、操作便利。

Device and method for regulating calorific value and whiteness index of fuel gas in gas engine

The invention discloses a gas engine fuel gas calorific value and Wobbe index adjusting device, it includes high calorific value gas processing system, low calorific value gas processing system and gas engine heat treatment system, the value of the gas processing system with a preparation including before heating flow system A, A6 and heating heater shunt system A, A before heating diversion system is divided into a front branch pathway of A1 and A2 before the branch pathway, similar and parallel structure before the branch pathway of A1 and A2 before the branch pathway; method of heat of a device using the fuel gas and the Wobbe index adjustment, which includes the following steps: S1, high calorific value gas calorific value adjustment; S2, low calorific value gas calorific value adjustment; calculation of S3, S4, Wobbe index; Wobbe index adjustment and correction. The invention has the advantages that the multifunctional treatment can regulate and control the calorific value and the index of the whiteness, and is safe, reliable and convenient to operate.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置及方法。
技术介绍
燃气发动机通常采用管输天然气、气化后的液化天然气、气化后的液化石油气、高炉气、焦炉煤气等燃料气中的一种或多种混合作为其动力能源。然而就选定的燃气发动机而言，由于其燃料喷嘴面积、喷嘴前后燃烧的压比和燃烧状况的设计是针对某一具体压力和热值的燃料来设计的，因而一旦设计和制造完成，其允许燃料热值变化的范围是有限的。燃料热值过大的变化，对发动机的输出功率、排放烟气、热部件寿命和燃烧的稳定都会造成影响，有时就不得不通过更换燃烧控制系统的硬件来满足要求。对于一个给定的燃料燃烧系统，通常采用华白指数WI(WobbeIndex)来衡量燃料热值的可变化范围。发动机燃烧室内是有一定压力的，为了确保燃料以一定流量和速度喷入燃烧室，燃料喷嘴的入口处必须具有一定的压力，过高或过低都会使燃烧室内的火焰偏离设计区域，影响发动机的正常运行，甚至对热部件造成损失。另外在不同的运行工况下，燃烧室内的压力是不同的，这就要求进入燃烧室燃料的压力也相应变化，因此发动机自带的燃料模块在发动机控制系统的控制下，一直对进入燃烧室的燃料压力进行着调节。为确保发动机自带的燃料模块在发动机控制系统的控制下能正常工作，同时考虑到管道、过滤器、加热器等设备造成的压降，因此对进入发动机燃料模块前的燃料气压力有着稳定的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种多功能处理、能够调节和控制热值以及华白指数、安全可靠、操作便利的燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置及方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相似且为并联关系，前支路通路A1包括切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A和热值仪A35A，切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A依次首尾连接，热值仪A35A的进口管路T1连通于过滤器A2A与流量计A3A之间的管路中，热值仪A35A在切断阀A1A与流量控制阀A4A之间的管路上连接有多个测点；所述的加热器A6的进口与流量控制阀A4A的出口连接；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2，后支路通路A1和后支路通路A2的结构和组成相似且为并联关系，所述的后支路通路A1包括切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A、测压仪A55A和切断阀A16A，切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A和切断阀A16A依次首尾连接，测压仪A55A在调节阀A12A和切断阀A16A之间的管路上连接有多个测点，切断阀A9A的进口与加热器A6的出口连接，切断阀A16A的出口与止回阀A18的进口连接；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20，混合器19的进口与止回阀A18的出口连接，混合器19的出口与发动机燃气管道连接，热值仪20在发动机燃气管道上连接有多个测点；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相似且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。进一步地，所述的前支路通路A1和前支路通路A2、后支路通路A1和后支路通路A2均根据实际需要单独设置或共同组合设置。进一步地，所述的切断阀A16A与止回阀A18之间的管路上连接安装有热值反馈阀A17，热值反馈阀A17与加热器A6连接。进一步地，所述的过滤器A2A为管道式过滤器或容器式过滤器，能够过滤99％以上的直径不大于1μm的固体颗粒。进一步地，所述的流量计A3A为质量流量计、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、文丘里流量计或皮托流量计，能够测量密度和流量。进一步地，所述的加热器A6为管壳式热交换器、板片式热交换器或绕管式热交换器；加热器A6上设有温度控制阀A8。进一步地，所述的止回阀A18为升降式止回阀、旋启式止回阀或蝶式止回阀。一种使用本专利技术所述的装置进行燃料气的热值和华白指数调节的方法，它包括以下实施步骤：S1、高热值燃气的热值调整：高热值燃气通入高热值燃气处理系统中，经过加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A形成压力稳定、温度稳定的燃气，汇合至止回阀A18并通入到混合器19中；S2、低热值燃气的热值调整：低热值燃气通入高热值燃气处理系统中，经过加热前分流系统B、加热器B6和加热后分流系统B形成压力稳定、温度稳定的燃气，汇合至止回阀B18并通入到混合器19中；S3、华白指数的计算：利用流量计A3A/A3B、流量计B3A/B3B分别测量出高热值燃气、低热值燃气的流量和密度，在热值仪A35A/A35B、热值仪B35A/B35B中分别测量出高热值燃气、低热值燃气的热值，通过通过PLC或DCS的编程运算，分别计算出高、低热值燃气的华白指数A1、B1，在热值仪20中测量出混合后的燃气发动机燃料气的热值，计算出其华白指数W1；S4、华白指数的调整和修正：将华白指数W1与规定值进行对比，分别调整高、低热值燃气的流量，使得混合后的燃气发动机燃料气的华白指数在规定值的范围之内，对一个给定的燃气发动机燃烧系统，在高、低热值燃气给定的条件下，采用修正华白指数MWI来衡量气体燃料热值的可变化范围，修正华白指数MWI的计算式为：式中：LHV为燃料气的低位热值，单位：Btu/Scf(1MJ/Nm3＝26.83919Btu/Scf)；MWgas为燃料气的相对分子质量；28.96为空气的相对分子质量；Tgas为燃料气温度，单位：兰氏度°R，°R＝°F+459.67，°F为华氏度，°F＝32+℃×1.8；SG为燃料气密度与空气密度之比；调整高、低热值燃气的混合配比、压力以及混合燃料气的温度、压力均可实现对华白指数的调整和修正。进一步地，对于步骤S1和S2，高热值燃气、低热值燃气均为一股混合或多股混合。进一步地，对于步骤S4，还包括发动机对混合燃料气的温度的反馈调节步骤：利用发动机的烟气余热对混合燃料气的温度进一步调整。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术所述的燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置及方法具有多功能处理、能够调节和控制热值以及华白指数、安全可靠的特点，本专利技术主要针对两股及两股以上高、低热值燃气进行混合时，对各股燃气进行机械杂质过滤、流量调节和计量、热值和华白指数检测计量、加热、压力调节和切断等，并控制各股燃气混合后的混合燃气的压力、控制和调节其热值和华白指数，保证进入燃气发动机的燃气模块的燃料气符合发动机燃气技术要求，功能处理多，控制和调节有效方便，装置设备整体安全可靠。2、本专利技术所述的燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置及方法还公开了一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节方法，可由一个人独立完成调节工作，不需要多名人员的共同参与，因而可以节省人工；另外，本方法仅存在系统误差和读数测量仪的误差，消除了传统调节方法中的人为误差，测量精度得到大幅度提高，同时，操作便利。附图说明图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，其特征在于：它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相似且为并联关系，前支路通路A1包括切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A和热值仪A35A，切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A依次首尾连接，热值仪A35A的进口管路T1连通于过滤器A2A与流量计A3A之间的管路中，热值仪A35A在切断阀A1A与流量控制阀A4A之间的管路上连接有多个测点；所述的加热器A6的进口与流量控制阀A4A的出口连接；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2，后支路通路A1和后支路通路A2的结构和组成相似且为并联关系，所述的后支路通路A1包括切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A、测压仪A55A和切断阀A16A，切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A和切断阀A16A依次首尾连接，测压仪A55A在调节阀A12A和切断阀A16A之间的管路上连接有多个测点，切断阀A9A的进口与加热器A6的出口连接，切断阀A16A的出口与止回阀A18的进口连接；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20，混合器19的进口与止回阀A18的出口连接，混合器19的出口与发动机燃气管道连接，热值仪20在发动机燃气管道上连接有多个测点；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相似且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。...

【技术特征摘要】
1.一种燃气发动机燃料气的热值和华白指数调节装置，其特征在于：它包括高热值燃气处理系统、低热值燃气处理系统和发动机燃气处理系统，所述的高热值燃气处理系统包括加热前分流系统A、加热器A6和加热后分流系统A，加热前分流系统A内分为前支路通路A1和前支路通路A2，前支路通路A1和前支路通路A2的结构组成相似且为并联关系，前支路通路A1包括切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A和热值仪A35A，切断阀A1A、过滤器A2A、流量计A3A、流量控制阀A4A依次首尾连接，热值仪A35A的进口管路T1连通于过滤器A2A与流量计A3A之间的管路中，热值仪A35A在切断阀A1A与流量控制阀A4A之间的管路上连接有多个测点；所述的加热器A6的进口与流量控制阀A4A的出口连接；所述的加热后分流系统A包括后支路通路A1和后支路通路A2，后支路通路A1和后支路通路A2的结构和组成相似且为并联关系，所述的后支路通路A1包括切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A、测压仪A55A和切断阀A16A，切断阀A9A、联锁切断阀A10A、调压器A11A、调节阀A12A和切断阀A16A依次首尾连接，测压仪A55A在调节阀A12A和切断阀A16A之间的管路上连接有多个测点，切断阀A9A的进口与加热器A6的出口连接，切断阀A16A的出口与止回阀A18的进口连接；所述的发动机燃气处理系统包括混合器19和热值仪20，混合器19的进口与止回阀A18的出口连接，混合器19的出口与发动机燃气管道连接，热值仪20在发动机燃气管道上连接有多个测点；所述的高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统的结构和组成相似且为并联关系，高热值燃气处理系统和低热值燃气处理系统对应部件的标号分别以首字母A和B区分。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的前支路通路A1和前支路通路A2、后支路通路A1和后支路通路A2均根据实际需要单独设置或共同组合设置。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的切断阀A16A与止回阀A18之间的管路上连接安装有热值反馈阀A17，热值反馈阀A17与加热器A6连接。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的过滤器A2A为管道式过滤器或容器式过滤器，能够过滤99％以上的直径不大于1μm的固体颗粒。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的流量计A3A为质量流量计、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、文丘里流量计或皮托流量计，能够测量密度和流量。6.如权利要求1所述的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：文向南，陈田田，
申请(专利权)人：成都深冷液化设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51