[发明专利]自给型内燃机气体燃料供给系统及气包压力控制方法

权利要求书

1.一种自给型内燃机气体燃料供给系统，其特征在于：包括LNG罐、LNG供给泵、LNG汽化器、NG压缩机、气包、NG喷射阀、传感器、控制器和执行机构，所述LNG罐与LNG汽化器之间的LNG输送段依次设有LNG过滤器、手动阀、前三通、前电磁阀、LNG供给泵、后电磁阀和后三通；LNG汽化器与NG喷射阀之间的气态天然气输送段依次设有NG压缩机、电控气阀、气包、单向阀；传热介质从内燃机冷却系统高温段的传热介质三通阀引出，流向LNG汽化器的管程，放热后流出，并返回冷却系统低温段；所述传感器包括检测液面高度的LNG液面传感器、LNG流量传感器、位于汽化器壳程内的壳程压力传感器、检测气包压力的气包压力传感器、NG流量传感器和检测内燃机冷却系统高温段温度的温度传感器，所述LNG流量传感器位于后三通与LNG汽化器之间的管道上，NG流量传感器位于单向阀与NG喷射阀之间的管道上；所述执行机构包括LNG供给泵和传热介质三通阀，LNG供给泵、传热介质三通阀、LNG液面传感器、LNG流量传感器、壳程压力传感器、气包压力传感器和NG流量传感器通过信号线均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的自给型内燃机气体燃料供给系统，其特征在于：所述前三通与后三通之间采用双管路，前三通一路与前电磁阀、LNG供给泵、后电磁阀与后三通的一接口连接，前三通另一路与备用管路前电磁阀、备用管路LNG供给泵、备用管路后电磁阀与后三通的另一接口连接。

3.根据权利要求2所述的自给型内燃机气体燃料供给系统，其特征在于：所述控制器包括Smith预估器、模糊控制器及人工免疫控制器，其中Smith预估器与模糊控制器为副控制器，人工免疫控制器为主控制器。

4.根据权利要求3所述的自给型内燃机气体燃料供给系统，其特征在于：还包括显示器、排气扇和警报灯，所述显示器、排气扇和警报灯均与控制器连接。

5.根据权利要求4所述的自给型内燃机气体燃料供给系统，其特征在于：所述传感器还包含甲烷传感器，甲烷传感器位于连接NG压缩机与气包之间的管道外。

6.一种如权利要求5所述的自给型内燃机气体燃料供给系统的气包压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接通电源，传感器进行信号采集；

(2)当温度传热器检测到传热介质三通阀处的传热介质温度<80℃，控制器判定内燃机处于冷机状态，控制器给LNG供给泵及传热介质三通阀发送不供电指令；

(3)当温度传热器检测到传热介质三通阀处的传热介质温度>80℃，控制器判定内燃机处于热机状态，进而：

(i)且当气包压力传感器检测到气包压力等于或大于5MPa时，向LNG供给泵和传热介质三通阀发送断开电源指令；

(ii)且当气包压力传感器检测到气包压力小于2MPa时，为了能够尽快恢复气包压力，LNG供给泵供给切换到50Hz工频电源运行，且传热介质三通阀全开，直到气包压力恢复到参考压力为止；

(ⅲ)且当气包压力传感器检测到气包压力介于2MPa和5MPa之间时，气包压力偏差及其变化率作为模糊控制器的输入，经模糊规则运算后输出压力波动所需LNG流量；而NG流量为Smith预估器的输入，经预估处理后输出NG流量扰动所需LNG流量；模糊控制器与Smith预估器的输出之和作为人工免疫控制器的输入，并执行人工免疫算法，借鉴人工免疫机理优化出LNG供给流量及传热介质流量，以此来确定LNG供给泵变频器的电源频率及传热介质三通阀开度，实现LNG供给流量及传热介质三通阀开度的调节；

(4)根据汽化器壳程NG压力，调节NG压缩机的流量，使其壳程内维持负压状态；

所述步骤(3)的(ⅲ)中，首先将LNG供给流量和传热介质流量均视为B细胞，目标函数即NG流量与LNG供给流量之比看作抗体，目标函数值最小看作抗原，对抗体、抗原及B细胞进行编码和产生初始抗体，通过计算抗体与抗原、抗体与抗体之间的亲和性，更新记忆或抑制细胞，同时促进和抑制B细胞的产生，然后利用克隆选择、交叉和变异操作产生新B细胞生成新抗体，进入下一轮免疫反应过程，直至亲和性符合给定亲和度为止，最终确定LNG供给流量和传热介质流量。

7.根据权利要求6所述的气包压力控制方法，其特征在于：所述步骤(1)至步骤(4)任意步骤中，只要甲烷传感器检测到甲烷时，控制器就判定发生了燃料发生泄漏，发送关闭LNG供给泵、传热介质三通阀及NG压缩机的指令和开启报警灯及排气扇的指令。