[实用新型]煤层气瓦斯发电机空燃比测控装置

说明书

技术领域

本实用新型属于瓦斯发电机测控系统领域，具体涉及一种煤层气瓦斯发电机空燃比测控装置。

背景技术

针对煤层气瓦斯浓度不稳定、压力波动大的特点，瓦斯发电机组在燃料供给系统中将瓦斯气体中的主要可燃成分甲烷的浓度与空气浓度的比值即空燃比控制在某一合理的水平上，对提高煤层气瓦斯发电机组发电效率，提高燃气利用率，降低发电成本、提高发电效益等均具有重要意义。

目前已经应用的瓦斯发电机的空燃比测控系统的控制方法主要是基于测氧法的空燃比控制方法和基于甲烷传感器的空燃比控制方法。

基于测氧法的空燃比控制方法主要是通过测量发电机组混合器中氧的含量提供控制信号以控制空燃比。该方法具有成本低，容易实现的优点。但是因瓦斯气成分的复杂性，该方法并不能直接反映可燃气体的含量，基于该方法控制的空燃比测控系统控制的发电机往往不能工作在最佳状态，具有发电效率较低、燃气利用率低等缺陷。

基于甲烷传感器的空燃比控制方法是通过甲烷传感器测量混合器中甲烷的浓度提供控制信号来控制空燃比，该法具有测量精度高，并可根据可燃气体含量直接控制空燃比等优点。但该法具有反映速度慢，实时性差，控制具有明显的滞后性等缺陷。当煤层瓦斯气中的甲烷浓度剧烈变化时，基于该控制方法的瓦斯发电机因控制的滞后性时常出现停机故障。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决目前的瓦斯发电机空燃比测控装置无法保证测量精度、实时性差，发电机组发电效率较低或测控系统实时性差，控制滞后，机组容易停机等缺陷，提供一种基于甲烷传感器测量甲烷浓度和实时测量瓦斯发电机输出功率输出相结合的煤层气瓦斯发电机空燃比测控装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

即一种煤层气瓦斯发电机空燃比测控装置，包括瓦斯发电机混合器和瓦斯发电机进气管，其特征在于还包括甲烷传感器、发电机组功率测量单元、气泵、瓦斯气过滤装置、功率测量单元、主控单元和步进电机单元，所述步进电机单元与瓦斯发电机混合器连接，瓦斯发电机进气管通过管路与气泵的进气口连接，气泵的出气口与瓦斯气过滤器的进气口连接，瓦斯气过滤器的出气口与甲烷传感器的进气口连接，甲烷传感器的出气口与瓦斯发电机进气管连接，所述主控单元分别与发电机组功率测量单元、步进电机单元、气泵和甲烷传感器连接。

本实用新型的原理是：当煤层瓦斯气的甲烷浓度变化较为平坦时，以甲烷传感器的输出作为控制信号，通过调节空气流量，可将发电机的空气燃气比精确控制在某一水平，使发电机工作在最佳工作状态，发电效率最高。当煤层瓦斯气的甲烷浓度变化较为剧烈时，以实时性较强的功率控制单元的信号为控制信号，快速调节空气流量，避免机组出现停机、功率剧烈变化现象。

本实用新型具有以下优点：

1）可将瓦斯发电机空燃比控制在某一最佳点上，使发电机发电效率最高；

2）可实时测量发电机的功率输出，避免出现停机，功率剧烈变化现象；

3）测量精度高，精确测量燃气中的可燃气体浓度；

4）实时性强，根据发电机的功率输出即时调节空燃比。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

如图中所示：1.发电机功率测量单元，2.瓦斯发电机混合器，3.步进电机单元，4.瓦斯发电机进气管，5.气泵，6.瓦斯气过滤器，7.甲烷传感器，8.主控单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示：瓦斯发电机混合器2的出气口与瓦斯发电机进气管4连接，步进电机单元3与瓦斯发电机混合器2连接，瓦斯发电机进气管4通过管路与气泵5的进气口连接，气泵5的出气口与瓦斯气过滤器6的进气口连接，瓦斯气过滤器6的出气口与甲烷传感器7的进气口连接，甲烷传感器7的出气口与瓦斯发电机进气管4连接，所述主控单元8分别与发电机组功率测量单元1、步进电机单元3、气泵5和甲烷传感器7连接。

本实用新型使用时：气泵5抽取瓦斯发电机进气管4内的空气瓦斯气混合气体，经过过滤除湿等前期处理送入甲烷传感器7，甲烷传感器7将测量信号送入主控单元8，主控单元8读取甲烷传感器7信号，测量出瓦斯发电机进气管4中混合气体的甲烷浓度值。

发电机功率测量单元1测量瓦斯发电机的即时功率输出信号，并将测得的即时功率信号送入主控单元8，主控单元8读取瓦斯发电机的即时功率输出值。

主控单元8根据发电机组的即时输出功率值和甲烷浓度值控制步进电机单元3，调节瓦斯发电机混合器的空气流量，控制瓦斯发电机的可燃气体在某一水平上。