一种涡轮发电控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种涡轮发电控制系统及控制方法，其中，一种涡轮发电控制系统包括涡轮发电机构、发动机和控制器，发动机排气管与涡轮发电机构连接，发动机排气管上设有涡轮发电机构检测单元，涡轮发电机构检测单元与控制器电连接，涡轮发电机构两端并联有排气支路，排气支路上设有控制阀，控制阀与控制器电连接，通过涡轮发电机构检测单元检测涡轮发电机构的运行状态，当涡轮发电机构发生故障时进行提醒，并打开控制阀，使废气从排气支路排出，进而可以防止发动机排气不畅，保证发动机的动力性，且不增加发动机的油耗，另一方面，可以防止排气支路过度通气，进而可以防止发动机超负荷运行造成可靠性变差。

A control system and control method for turbine power generation

The invention discloses a turbine generator control system and control method, wherein, a turbine generator control system includes a turbine engine mechanism, and the controller is connected with the engine exhaust turbine generating mechanism of pipe, the exhaust pipe of the engine is provided with a detection unit turbine generating mechanism, turbine power generation mechanism detection unit is electrically connected with the controller, both ends of turbine generator parallel mechanism with an exhaust branch exhaust pipe is provided with a control valve control valve is electrically connected with the controller, the operation state detecting unit turbine turbine power organization detection mechanism, when the turbine generator mechanism failure to remind, and open the control valve, the exhaust gas discharged from the exhaust pipe, which can prevent the engine exhaust is not smooth, to ensure the power of the engine, and does not increase the fuel consumption of the engine, on the other hand, can prevent The exhaust branch overventilation can prevent the engine from overloading and causing the reliability deterioration.

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮发电控制系统及控制方法
本专利技术涉及涡轮发电
，具体涉及一种涡轮机发电控制系统和控制方法。
技术介绍
随着油耗法规的实施，以及人们对节能方面的需求，越来越多的节能的方法被应用在发动机上，其中涡轮发电技术就是其中之一，涡轮发电的原理是利用废气能量推动涡轮转动从而实现发电，该技术可以有效利用废气中的能量，从而提高发动机整体作功的能力，进而降低燃油消耗。然而，当涡轮发电发生故障时（即涡轮机出现卡滞），废气流经涡轮机时压力损失升高，这将导致发动机排气不畅，从而提高发动机的排气背压，进而降低发动机的动力性，并增加发动机的油耗。鉴于此，特提出此专利技术。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种涡轮发电控制系统，能够判断涡轮发电系统是否发生故障，并且在涡轮发电系统发生故障后，可以防止发动机排气不畅，保证发动机的动力性，且不增加发动机的油耗。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种涡轮发电控制系统，包括涡轮发电机构、发动机和控制器，发动机排气管与涡轮发电机构连接，发动机排气管上设有涡轮发电机构检测单元，涡轮发电机构检测单元与控制器电连接，涡轮发电机构两端并联有排气支路，排气支路上设有控制阀，控制阀与控制器电连接，通过涡轮发电机构检测单元检测涡轮发电机构的工况，当涡轮发电机构发生故障时进行提醒，并打开控制阀，使废气从排气支路排出，进而可以防止发动机排气不畅，保证发动机的动力性，且不增加发动机的油耗；另一方面，当涡轮发电机构发生故障时才打开控制阀，不发生故障时不打开控制阀，可以防止排气支路过度通气，进而可以防止发动机超负荷运行造成可靠性变差。进一步，所述涡轮发电机构包括涡轮机和发电机，涡轮机设于发动机排气管内，发电机与涡轮机同轴连接，发动机排气管排出的废气带动涡轮机转动，涡轮机带动发电机转动发电，起到废气利用、节能的目的，所述排气支路并联在涡轮机两端，当涡轮机发生故障时，废气从排气支路排出。进一步，所述涡轮发电机构检测单元为压力传感器，涡轮发电机构检测单元设于发动机排气管内靠近涡轮机的位置，用于检测涡轮发电机构前端管道的压力值，当涡轮机发生故障时，即涡轮机卡滞时，废气流经涡轮机时压力损失升高，发动机排气不畅，此时涡轮发电机构前端管道的压力值会增大，因此，检测涡轮发电机构前端管道的压力值可以有效地反应涡轮机是否发生故障，并且根据涡轮发电机构前端管道的压力值的变化趋势可以对涡轮机故障进行预测，在涡轮机发生故障前就进行处理，防患于未然。进一步，还包括发动机工况检测单元，发动机工况检测单元设于发动机内，发动机工况检测单元与控制器电连接，发动机工况检测单元包括转速检测模块、喷油量检测模块以及油耗检测模块，转速检测模块用于检测发动机转速，喷油量检测模块用于检测发动机喷油量，，油耗检测模块用于检测发动机的油耗，根据发动机不同的工况确定具体的压力警戒值，可以提高系统控制的精准度，当涡轮发电机构前端管道的压力值大于压力警戒值时，表明涡轮机发生故障，此时，并打开控制阀，使废气从排气支路排出。进一步，所述发电机的进气管上设有增压器，新鲜进气通过增压器进入发动机，增压器能够增加进气压力，以提高发动机的动力，所述发电机的进气管上还设有中冷器，新鲜进气通过中冷器进入发动机，中冷器能降低进气温度，进而进一步提高发动机动力。本专利技术还提供一种涡轮发电的控制方法，包括如下步骤：步骤1：设定压力警戒值；步骤2：通过涡轮发电机构检测单元检测涡轮发电机构前端管道的压力值；步骤3：若涡轮发电机构前端管道的压力值大于压力警戒值，则表明涡轮机发生故障，系统进行报警提示，并通过调解开度控制阀开度调解发动机排气管内的压力，此时，废气从排气支路排出，进而可以防止发动机排气不畅，保证发动机的动力性，且不增加发动机的油耗，若涡轮发电机构前端管道的压力值未大于压力警戒值，则表明涡轮机未发生故障，则保持控制阀的开度。进一步，在步骤1中设定压力标准值，在步骤3中，若涡轮发电机构前端管道的压力值大于压力警戒值，则以压力标准值为设定值，计算涡轮发电机构前端管道的压力值与设定值的偏差，并通过PID算法调解控制阀的开度，PID算法可将涡轮发电机构前端管道的压力值快速控制至设定值，另一方面，压力标准值与压力警戒值之间压力允许范围，当涡轮发电机构前端管道的压力值处于压力允许范围内时不对控制阀进行控制，当涡轮发电机构前端管道的压力值大于压力警戒值时才对控制阀进行控制，可以在保证发动机排气顺畅的同时，减少控制阀的动作频率，进而降低控制难度。进一步，所述压力警戒值和压力标准值由转速和喷油量通过专家算法计算并设定，专家算法离线建模步骤如下：步骤1.1：列举发动机的所有工况，发动机的工况通过发动机转速和发动机喷油量的组合进行表示；步骤1.2：通过控制发动机转速和发动机喷油量逐一模拟发动机的各工况，在各工况下模拟涡轮机故障，即涡轮机卡滞，并检测涡轮发电机构前端管道的压力值，当发动机油耗大于允许值时（当发动机油耗大于允许值时，即可表明将发生发动机排气不畅的情况，允许值的取值范围为发动机当前工况正常油耗的103-130%），记下此时涡轮发电机构前端管道的压力值，该压力值即为发动机当前工况的压力警戒值；步骤1.3：通过控制发动机转速和发动机喷油量逐一模拟发动机的各工况，在各工况下保证涡轮机正常运转，记下此时涡轮发电机构前端管道的压力值，该压力值即为发动机当前工况的压力标准值，根据发动机不同的工况确定具体的压力警戒值和压力设定值，可以提高系统控制的精准度，另一方面，通过专家算法计算并设定压力警戒值和压力设定值，计算过程简便，易于编程实现。本专利技术的有益效果是：（1）通过涡轮发电机构检测单元检测涡轮发电机构的工况，当涡轮发电机构发生故障时进行提醒，并打开控制阀，使废气从排气支路排出，进而可以防止发动机排气不畅，保证发动机的动力性，且不增加发动机的油耗;也可以防止旁通过度使发动机超负荷运行，造成可靠性变差；另一方面，当涡轮发电机构发生故障时才打开控制阀，不发生故障时不打开控制阀，可以防止排气支路过度通气，进而可以防止发动机超负荷运行造成可靠性变差。（2）设有发动机工况检测单元，根据发动机不同的工况确定具体的压力警戒值，可以提高系统控制的精准度当涡轮发电机构前端管道的压力值大于压力警戒值时，表明涡轮机发生故障，此时，并打开控制阀，使废气从排气支路排出。附图说明图1为一种涡轮控制系统的结构示意图。图中：1-发动机，2-涡轮发电机构检测单元，3-发动机工况检测单元，4-增压器，5-增压器压气机部分，6-中冷器，7-涡轮机，8-发电机，9-发动机排气管，10-排气支路，11-控制阀，12-发动机进气管，13-控制器，14-废气，15-新鲜进气。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。实施例一：如图1所示，一种涡轮发电控制系统，包括涡轮发电机构、发动机1、涡轮发电机构检测单元2、发动机工况检测单元3、控制器13、增压器4、增压器压气机部分5以及中冷器6。发动机排气管9与涡轮发电机构连接，涡轮发电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮发电控制系统，包括涡轮发电机构、发动机和控制器，发动机排气管与涡轮发电机构连接，其特征在于，发动机排气管上设有涡轮发电机构检测单元，涡轮发电机构检测单元与控制器电连接，涡轮发电机构两端并联有排气支路，排气支路上设有控制阀，控制阀与控制器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮发电控制系统，包括涡轮发电机构、发动机和控制器，发动机排气管与涡轮发电机构连接，其特征在于，发动机排气管上设有涡轮发电机构检测单元，涡轮发电机构检测单元与控制器电连接，涡轮发电机构两端并联有排气支路，排气支路上设有控制阀，控制阀与控制器电连接。2.如权利要求1所述的一种涡轮发电控制系统，其特征在于，所述涡轮发电机构包括涡轮机和发电机，涡轮机设于发动机排气管内，发电机与涡轮机同轴连接或经传动机构连接。3.如权利要求2所述的一种涡轮发电控制系统，其特征在于，所述排气支路并联在涡轮机两端。4.如权利要求1所述的一种涡轮发电控制系统，其特征在于，所述涡轮发电机构检测单元为压力传感器，涡轮发电机构检测单元设于发动机排气管内靠近涡轮机的位置。5.如权利要求1所述的一种涡轮发电控制系统，其特征在于，还包括发动机工况检测单元，发动机工况检测单元与控制器电连接。6.如权利要求5所述的一种涡轮发电控制系统，其特征在于，所述发动机工况检测单元包括转速检测模块、喷油量检测模块以及油耗检测模块。7.如权利要求1所述的一种涡轮发电控制系统，其特征在于，所述发电机的进气管上设有增压器和中冷器。8.如权利要求1-7任一所述的一种涡轮发电控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设定压力警戒值；步骤2：通过涡轮发电机构检测单元检测涡轮发电机构前端管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲昆，吕志华，李耀，张朝阳，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37