制氮系统及其控制方法技术方案

本申请属于制氮技术领域，具体涉及一种制氮系统及其控制方法。该制氮系统包括内燃机、制氮设备和补偿管路，内燃机与制氮设备相连，内燃机可为制氮设备提供动力，内燃机具有进气口，制氮设备具有富氧出口，补偿管路的两端分别与进气口和富氧出口相连通。本申请实施例中，制氮设备产生的富氧可通过补偿管路进入内燃机的进气口，也就是说，内燃机的进气口除了可吸入空气外，还可吸入富氧，如此可提高内燃机吸入的气体中的含氧量，使内燃机充分地燃烧做功，提升内燃机的输出功率。提升内燃机的输出功率。提升内燃机的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
制氮系统及其控制方法


[0001]本申请属于制氮
，具体涉及一种制氮系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]制氮设备可以从空气中分离出高纯度的氮气。氮气是惰性气体，常作为保护气体，在高纯氮气的环境中，氮气能有效地防止氧化，也常利用其稳定的化学特性，应用于煤炭开采和存储、石油和天然气开采、石油和石化工业、化学工业、医药工业等领域。
[0003]在电网未覆盖的地区，制氮设备以内燃机为动力源，通过一系列的空气处理流程产出所需纯度的氮气。但是，在电网未覆盖且空气较为稀薄的地区，如高海拔地区，这种地区的空气中的含氧量较低，空气中含氧量低则会导致内燃机燃烧做功不充分，进而导致内燃机输出功率下降。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种制氮系统及其控制方法，能够解决目前由于空气中含氧量低而导致的内燃机燃烧做功不充分，进而导致内燃机输出功率下降的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0006]本申请实施例提供了一种制氮系统，包括内燃机、制氮设备和补偿管路，内燃机与制氮设备相连，内燃机可为制氮设备提供动力，内燃机具有进气口，制氮设备具有富氧出口，补偿管路的两端分别与进气口和富氧出口相连通。
[0007]本申请实施例还提供了一种制氮系统的控制方法，应用于上述的制氮系统，包括：
[0008]启动内燃机，以运行制氮设备；
[0009]获取内燃机的进气参数，判断进气参数是否满足补偿条件；
[0010]当进气参数满足补偿条件时，控制补偿管路处于导通状态。
[0011]本申请实施例中，制氮设备产生的富氧可通过补偿管路进入内燃机的进气口，也就是说，内燃机的进气口除了可吸入空气外，还可吸入富氧，如此可提高内燃机吸入的气体中的含氧量，使内燃机能更加充分地燃烧做功，提升内燃机的输出功率。
附图说明
[0012]图1为本申请实施例公开的制氮系统的系统图；
[0013]图2为本申请实施例公开的第一种控制方法的流程示意图；
[0014]图3为本申请实施例公开的第二种控制方法的流程示意图；
[0015]图4为本申请实施例公开的第三种控制方法的流程示意图。
[0016]附图标记说明：
[0017]100
‑
内燃机、200
‑
制氮设备、300
‑
补偿管路、310
‑
第一调节阀、320
‑
第一流量检测装置、330
‑
第一浓度检测装置、340
‑
温度调节装置、350
‑
减压装置、360
‑
第一温度检测装置、370
‑
第一压力检测装置、380
‑
第三浓度检测装置、391
‑
第一单向阀、392
‑
第二温度检测装
置、393
‑
第二压力检测装置、394
‑
第二三通阀、400
‑
氮气导入管路、410
‑
第二调节阀、420
‑
第二流量检测装置、430
‑
第二浓度检测装置、440
‑
第二单向阀、500
‑
气体混合装置、600
‑
富氧放空管路、700
‑
混合气体放空管路、800
‑
空气滤清器。
具体实施方式
[0018]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0020]下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的制氮系统及其控制方法进行详细地说明。
[0021]如图1所示，本申请实施例公开了一种制氮系统，包括内燃机100、制氮设备200和补偿管路300。可选地，制氮设备200可包括空压机、空气预处理装置、氮气分离装置、氮气增压装置以及中央控制装置。下文所述的内燃机100可为空压机、氮气增压装置等提供动力，空压机可从大气中吸入空气并将空气压缩后提供给空气预处理装置；空气预处理装置可包括缓冲罐、汽水分离器和多级过滤器，空气预处理装置可对压缩空气进行初步处理，除去压缩空气中的水分、油污、灰尘等，从而输出干净、干燥的压缩空气；氮气分离装置可将干净、干燥的压缩空气进行分离，分离出合格的氮气，这里的氮气为混合气体，除氮气外还包括其他气体；氮气增压装置可将合格的氮气进行增压，以满足现场作业需求。可选地，可在内燃机100的进气口处设置空气滤清器800，以过滤空气中的悬浮物。
[0022]内燃机100与制氮设备200相连，内燃机100可为制氮设备200提供动力，内燃机100具有进气口，制氮设备200具有富氧出口，补偿管路300的两端分别与进气口和富氧出口相连通。本申请实施例中，制氮设备200产生的富氧可通过补偿管路300进入内燃机100的进气口，也就是说，内燃机100的进气口除了可吸入空气外，还可吸入富氧，如此可提高内燃机100吸入的气体中的含氧量，使内燃机100能更加充分地燃烧做功，提升内燃机100的输出功率。
[0023]在上一实施例中，将富氧输入内燃机100的进气口虽可提高内燃机100吸入的气体中的含氧量，进而提高内燃机100的输出功率，但输入进气口的补偿气体仅含有富氧，而富氧中的氧气含量较高，约为99％，在补偿气体同外界的空气一同进入内燃机100时，补偿气体会与外界空气进行混合，这将会改变空气中的不同气体的占比，进而改变空气中的不同气体的膨胀比，从而使内燃机100的做功效率无法达到最佳。在一种可选的实施例中，制氮设备200还具有氮气出口，制氮系统还包括氮气导入管路400，氮气导入管路400的第一端与氮气出口相连通，氮气导入管路400的第二端与补偿管路300相连通。本申请实施例中，制氮
设备200生产的氮气可通过氮气导入管路400进入补偿管路300，从而使富氧和氮气混合，富氧和氮气混合后的气体为补偿气体，如此可减小输入进气口中的补偿气体中的富氧的占比，使补偿气体中的氧气和氮气的比例接近于空气中的氧气和氮气的比例。因此，相较于上一实施例，补偿气体对外界空气中的不同气体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氮系统，其特征在于，包括内燃机(100)、制氮设备(200)和补偿管路(300)，所述内燃机(100)与所述制氮设备(200)相连，所述内燃机(100)可为所述制氮设备(200)提供动力，所述内燃机(100)具有进气口，所述制氮设备(200)具有富氧出口，所述补偿管路(300)的两端分别与所述进气口和所述富氧出口相连通。2.根据权利要求1所述的制氮系统，其特征在于，所述制氮设备(200)还具有氮气出口，所述制氮系统还包括氮气导入管路(400)，所述氮气导入管路(400)的第一端与所述氮气出口相连通，所述氮气导入管路(400)的第二端与所述补偿管路(300)相连通。3.根据权利要求2所述的制氮系统，其特征在于，所述补偿管路(300)上设有气体混合装置(500)，所述氮气导入管路(400)的第二端与所述气体混合装置(500)的进气端相连通。4.根据权利要求2所述的制氮系统，其特征在于，所述补偿管路(300)上设有第一调节阀(310)，所述第一调节阀(310)位于所述氮气导入管路(400)的第二端的上游；和/或，所述氮气导入管路(400)上设有第二调节阀(410)；所述第一调节阀(310)和/或所述第二调节阀(410)用于调节氮气和富氧的混合比例。5.根据权利要求4所述的制氮系统，其特征在于，所述补偿管路(300)上设有第一流量检测装置(320)和第一浓度检测装置(330)，所述第一流量检测装置(320)和所述第一浓度检测装置(330)均位于所述氮气导入管路(400)的第二端的上游，所述氮气导入管路(400)上还设有第二流量检测装置(420)和第二浓度检测装置(430)，所述第一流量检测装置(320)和所述第一浓度检测装置(330)用于获取氧气的气体含量，所述第二流量检测装置(420)和所述第二浓度检测装置(430)用于获取氮气的气体含量，根据所述氧气的气体含量和所述氮气的气体含量，可获取所述第一调节阀(310)和/或所述第二调节阀(410)的开度。6.根据权利要求2所述的制氮系统，其特征在于，所述制氮系统还包括富氧放空管路(600)，所述富氧放空管路(600)的第一端可通断地与所述补偿管路(300)相连通，所述富氧放空管路(600)的第一端位于所述氮气导入管路(400)的第二端和所述富氧出口之间，所述补偿管路(300)包括第一管段，所述第一管段位于所述氮气导入管路(400)的第二端和所述富氧放空管路(600)的第一端之间，所述第一管段与所述富氧出口可通断地相连通。7.根据权利要求2所述的制氮系统，其特征在于，所述补偿管路(300)上还设有温度调节装置(340)和/或减压装置(350)，所述温度调节装置(340)和/或所述减压装置(350)设于所述氮气导入管路(400)的第二端的下游。8.根据权利要求7所述的制氮系统，其特征在于，所述补偿管路(300)上还设有第一温度检测装置(360)、第一压力检测装置(370)和第三浓度检测装置(380)中的至少一者，所述第三浓度检测装置(380)用于检测氮气和富氧混合后所形成的气体中的氧气的纯度，所述第一温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平，袁圣杰，刘元良，刘有仓，姜崇刚，刘均，邵明琦，黄慧磊，
申请(专利权)人：烟台杰瑞石油装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：