一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统，包括：空气废气涡轮增压装置、超低浓度瓦斯增压进气装置、柴油共轨微喷引燃装置、柴油喷油器冷却循环装置、EMS控制单元和若干个气缸，空气废气涡轮增压装置可以提高空气进气压力和充气效率，超低浓度瓦斯增压进气装置可以提高瓦斯进气密度，满足不同负荷对高压燃气流量的需要，柴油共轨微喷引燃装置提高了缸内超低浓度混合气体的点火能量，避免了缸内失火现象的发生，提高稀薄燃气的燃烧效率，柴油喷油器冷却循环装置降低了高负荷下喷油器的燃烧温度，大大减少了喷油器烧死卡死的可能性。各个装置共同作用实现了以超低浓度瓦斯气体机燃烧系统的正常点火及正常燃烧，确保了气体机正常启动与运转。体机正常启动与运转。体机正常启动与运转。

【技术实现步骤摘要】
一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统


[0001]本技术涉及内燃机
，尤其涉及一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统。

技术介绍

[0002]随着全世界范围内不可再生石化能源的枯竭以及人类生活环境的逐渐恶化，人们对能源高效利用、节能减排等能源综合利用更加重视。以煤矿瓦斯为燃料的气体发电机组在能源综合利用、绿色节能减排等方面作出了较大贡献，并在该领域得到了空前的发展。瓦斯气体机的燃料供给、点火及自动控制一直是该领域研究的重点核心问题。现有的煤矿瓦斯气体机大都采用增压前瓦斯和空气预混后增压的混合进气方式，其点火主要依靠火花塞或预燃室火花塞，自动化控制程度不高，且仅适用于甲烷浓度10％以上的瓦斯气体。当燃料中甲烷浓度小于10％(即超低浓度瓦斯)时，会存在如下问题：1、通常的瓦斯进入气体机时，气体压力一般为1kPa～5kPa，当甲烷浓度低于10％时气体压力较低，较小压力和较低浓度的燃气供气量无法满足气体机正常运行功率输出或负荷突变时的进气需求，也就不能保证瓦斯气体机的正常运转；2、现有的预混瓦斯气体机因存在进排气阀重叠角，部分气体从排气门中逃逸，气体机热效率降低的同时，可能产生排气管爆炸危险或逃逸的甲烷排放到大气中产生温室效应；3、现有瓦斯气体机大都采用普通的火花塞或采用预燃室火花塞，当甲烷浓度低于 10％时，其混合增压后进入缸内燃烧的气体浓度更低，火花塞很难实现正常点火，促使失火时常发生，进而导致缸内无法正常燃烧。因此，现有的瓦斯气体机以超低浓度的瓦斯为燃料时转速不稳、燃烧不稳定、无法输出功率，甚者无法正常启动、正常运转，根本无法保证电站正常发电运营需要。

技术实现思路

[0003]为解决以上现有技术的不足，本技术提供了一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统。
[0004]本技术是通过以下技术方案予以实现：
[0005]一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统，包括：空气废气涡轮增压装置、超低浓度瓦斯增压进气装置、柴油共轨微喷引燃装置、柴油喷油器冷却循环装置、 EMS控制单元和若干个气缸；
[0006]空气废气涡轮增压装置包括：空气滤清器、空气废气涡轮增压器和空气中冷器，空气中冷器通过空气废气涡轮增压器与空气滤清器连接；空气废气涡轮增压装置可以提高空气进气压力和充气效率；空气废气涡轮增压器上设有空气进气管、空气出气管、废气输入管和废气输出管，空气进气管上设有空气入口，废气输出管上设有排气出口；
[0007]超低浓度瓦斯增压进气装置包括：瓦斯喷射阀、瓦斯旁通阀、瓦斯加压泵、瓦斯紧急切断阀、瓦斯阻火器、瓦斯中冷器、瓦斯调压阀、瓦斯调速器、调速节气门和瓦斯三参数传感器，超低浓瓦斯加压泵、瓦斯中冷器、瓦斯调压阀、调速节气门、瓦斯三参数传感器及瓦斯喷射阀依序连接，瓦斯喷射阀安装于气缸的瓦斯进气道上，瓦斯旁通阀与瓦斯加压泵并联，
瓦斯阻火器设置于瓦斯加压泵的进气管道与出气管道上；超低浓度瓦斯增压进气装置可以提高瓦斯的进气密度，满足不同负荷对高压燃气流量的需要；
[0008]柴油共轨微喷引燃装置包括：柴油喷油器、高压共轨管、柴油旁通阀、柴油共轨泵、共轨压力传感器和柴油泄压阀，柴油共轨泵通过高压共轨管与各个柴油喷油器分别连接，柴油旁通阀与柴油共轨泵并联，共轨压力传感器和柴油泄压阀设于高压共轨管上；柴油共轨微喷引燃装置提高了缸内超低浓度混合气体的点火能量，避免了缸内失火现象的发生，提高了稀薄燃气的燃烧效率；
[0009]柴油喷油器冷却循环装置包括喷油器冷却换热器和冷却循环泵，柴油喷油器内设有冷却腔，冷却水经冷却循环泵加压后先进入冷却腔再进入喷油器冷却换热器最后再输送至冷却腔；柴油喷油器冷却循环装置降低了高负荷下喷油器的燃烧温度，大大减少了喷油器烧死卡死的可能性，提高了喷油器的喷油质量和可靠性；
[0010]EMS控制单元分别与瓦斯喷射阀、瓦斯旁通阀、瓦斯加压泵、柴油旁通阀、柴油共轨泵、瓦斯调速器、调速节气门及共轨压力传感器电性连接，EMS控制单元通过瓦斯调速器与调速节气门电性连接；EMS控制单元可以实现对燃烧系统的闭环控制，有效满足发动机不同工况及突加突卸负荷的控制要求，实现对各缸的微喷引燃点火、燃气喷射进行控制，以实现最佳的空燃比，并达到最佳的燃烧效率，避免失火、爆燃、爆震等现象发生，最终实现提高气体机运行热效率、减少污染排放、促使稳定可靠运行等目标；
[0011]超低浓度瓦斯经由超低浓度瓦斯增压进气装置增压后与经由空气废气涡轮增压装置增压的空气瞬态混合并一同流入各个气缸的燃烧室，柴油共轨微喷引燃装置将低压柴油增压后喷射至各个气缸的燃烧室并引燃点火；各个气缸燃烧后产生的废气汇集后通过废气输入管输送给空气废气涡轮增压装置并经其增压后由排气出口排出。
[0012]优选的，还包括排气温度传感器，排气温度传感器设置于废气输入管上。
[0013]更为优选的，还包括排气氧浓度传感器，排气氧浓度传感器设置于废气输出管。
[0014]最为优选的，排气温度传感器、排气氧浓度传感器分别与EMS控制单元电性连接。
[0015]与现有技术相比，本技术采用高效空气废气涡轮增压装置提高了空气进气压力和充气效率；采用超低浓度瓦斯增压进气装置提高了燃气进气压力、密度，确保了气体机不同工况对燃气流量的需求；采用柴油共轨微喷引燃装置提高了缸内超低浓度混合气体点火能量，避免了缸内失火现象的发生，提高了气体机高效稀薄燃烧效率；采用柴油喷油器冷却循环装置降低高负荷下喷油器的燃烧温度，大大减少喷油器烧死卡死的可能性，提高喷油器的喷油质量和可靠性。各个装置共同作用实现了以超低浓度瓦斯气体机燃烧系统的正常点火及正常燃烧，确保了气体机的正常启动与运转，继而满足电站正常发电的运营要求。本技术的燃烧热效率高、污染排放少。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本技术的结构示意图。
[0018]图中：1、气缸盖；2、进气门；3、排气门；4、柴油喷油器；5、高压共轨管；6、瓦斯喷射阀；7、喷油器冷却换热器；8、冷却循环泵；9、排气温度传感器；10、废气涡轮增压器；11、排气氧浓度传感器；12、空气中冷器；13、空气滤清器；14、瓦斯旁通阀；15、瓦斯加压泵；16、瓦斯紧急切断阀；17、瓦斯阻火器；18、柴油旁通阀；19、柴油共轨泵；20、瓦斯中冷器；21、瓦斯调压阀；22、瓦斯调速器；23、调速节气门；24、瓦斯三参数传感器；25、EMS 控制单元；26、共轨压力传感器；27、柴油泄压阀；28、排气出口；29、空气入口；30、瓦斯入口；31、柴油入口。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低浓度瓦斯气体机燃烧系统，其特征在于：包括：空气废气涡轮增压装置、超低浓度瓦斯增压进气装置、柴油共轨微喷引燃装置、柴油喷油器冷却循环装置、EMS控制单元(25)和若干个气缸；所述空气废气涡轮增压装置包括：空气滤清器(13)、空气废气涡轮增压器(10)和空气中冷器(12)，空气中冷器(12)通过空气废气涡轮增压器(10)与空气滤清器(13)连接；空气废气涡轮增压器(10)上设有空气进气管、空气出气管、废气输入管和废气输出管，所述空气进气管上设有空气入口(29)，所述废气输出管上设有排气出口(28)；所述超低浓度瓦斯增压进气装置包括：瓦斯喷射阀(6)、瓦斯旁通阀(14)、瓦斯加压泵(15)、瓦斯紧急切断阀(16)、瓦斯阻火器(17)、瓦斯中冷器(20)、瓦斯调压阀(21)、瓦斯调速器(22)、调速节气门(23)和用于采集瓦斯压力、温度、浓度的瓦斯三参数传感器(24)，超低浓瓦斯加压泵(15)、瓦斯中冷器(20)、瓦斯调压阀(21)、调速节气门(23)、瓦斯三参数传感器(24)及瓦斯喷射阀(6)依序连接，瓦斯喷射阀(6)安装于所述气缸的瓦斯进气道上，瓦斯旁通阀(14)与瓦斯加压泵(15)并联，瓦斯阻火器(17)设置于瓦斯加压泵(15)的进气管道与出气管道上；所述柴油共轨微喷引燃装置包括：柴油喷油器(4)、高压共轨管(5)、柴油旁通阀(18)、柴油共轨泵(19)、共轨压力传感器(26)和柴油泄压阀(27)，柴油共轨泵(19)通过高压共轨管(5)与各个柴油喷油器(4)分别连接，柴油旁通阀(18)与柴油...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏三，刘杨，崔广勇，李庆，陈坚，宋岩，
申请(专利权)人：中科环能天津动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：