一种双模态低压燃气发电机组应急注气控制方法及系统

本技术涉及低压燃气发电机，特别是涉及一种双模态低压燃气发电机组应急注气控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，国内大多数大功率燃气发电机组的气源多为生物沼气、煤层气和天然气。燃气供应均采用低压进气的方式，即燃气在压气机前与新鲜空气混合，混合气最终经过进气管进入到各气缸内，实现燃料的燃烧做功。虽然低压进气结构较为简单，对气源压力要求不高，但其均是在发动机单一的控制模式下进气，缺乏动态的自适应调节机制，因此在应对运行条件和负载变化时，响应滞后，难以在不同工况下保持最佳的燃烧性能，导致燃料消耗增加，燃烧效率低。此外在发动机的单一控制模式下，仍然存在混合气供给滞后，燃气发电机组瞬态响应性能差的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术目的之一在于提供一种双模态低压燃气发电机组应急注气控制方法，以解决低压燃气发电机组的控制模式单一以及气体供给滞后综合导致响应性能差的问题。本技术目的之二在于提供一种双模态低压燃气发电机组应急注气控制系统。

2、为实现目的之一，本技术的技术方案是：

3、一种双模态低压燃气发电机组应急注气控制方法，所述方法包括：

4、获取低压燃气发电机组的运行参数，所述运行参数至少包括发动机转速；

5、基于所述发动机转速，确定所述低压燃气发电机组的当前运行工况，所述当前运行工况包括稳态运行工况或瞬态运行工况；

6、根据所述稳态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述稳态运行工况相对应的第一控制模式，并控制燃气和空气的混合气通过低压气主供路进入低压燃气发电机组中的发动机内；

7、根据所述瞬态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述瞬态运行工况相对应的第二控制模式，并控制燃气和空气的混合气通过低压气主供路、空气通过应急空气旁路、以及燃气通过应急燃气旁路进入低压燃气发电机组中的发动机内。

8、可选地，所述运行参数还包括尾气氧浓度、燃气量和空气量；

9、所述根据所述稳态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述稳态运行工况相对应的第一控制模式，包括：

10、根据所述稳态运行工况，基于所述燃气量和所述尾气氧浓度调节所述空气量至目标空气量；

11、所述根据所述瞬态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述瞬态运行工况相对应的第二控制模式，包括：

12、根据所述瞬态运行工况，基于所述空气量和所述尾气氧浓度调节所述燃气量至目标燃气量。

13、可选地，所述根据所述瞬态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述瞬态运行工况相对应的第二控制模式，之后还包括：

14、基于所述运行参数的变化，判断所述低压燃气发电机组的当前运行状态，所述当前运行状态包括加载状态或卸载状态；

15、根据所述加载状态，控制燃气和空气的混合气通过低压气主供路、空气通过应急空气旁路、以及燃气通过应急燃气旁路进入低压燃气发电机组中的发动机内；

16、根据所述卸载状态，控制所述燃气和空气的部分燃烧尾气通过废气支路从所述发动机内排出。

17、可选地，所述基于所述发动机转速，确定所述低压燃气发电机组的当前运行工况，包括：

18、标定所述低压燃气发电机组的波动范围；判断所述发动机转速是否在所述波动范围内波动；

19、若是，确定所述低压燃气发电机组为稳态运行工况；

20、若否，确定所述低压燃气发电机组为瞬态运行工况。

21、可选地，所述判断所述低压燃气发电机组的当前运行状态，之后包括：

22、获取应急注入所述混合气和所述燃气后的所述低压燃气发电机组的实时发动机转速；

23、根据所述实时发动机转速，判断所述低压燃气发电机组是否满足稳态运行工况；

24、在所述低压燃气发电机组满足稳态运行工况的情况下，控制所述低压燃气发电机组从所述第二控制模式切换至所述第一控制模式。

25、为实现目的之二，本技术还提供了一种双模态低压燃气发电机组应急注气控制系统，所述系统用于与ecu连接，所述ecu包括第一控制单元和第二控制单元；

26、所述系统包括：

27、低压燃气发电机组；

28、低压气主供路，与所述低压燃气发电机组的发动机连通，以在稳态运行工况或瞬态运行工况下向所述发动机内输入燃气和空气的混合气；

29、应急空气旁路，分别所述低压气主供路和所述发动机的尾排通路，被配置为在瞬态运行工况下将所述低压气主供路上的部分空气输入到所述尾排通路上，以通过所述尾排通路上的部分空气反向驱动所述低压气主供路上的更多部分空气的输入；

30、应急燃气旁路，与所述低压燃气发电机组的发动机连通，以在瞬态运行工况下向所述发动机内输入燃气；

31、其中，所述第一控制单元用于根据所述稳态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述稳态运行工况相对应的第一控制模式；所述第二控制单元用于根据所述瞬态运行工况，控制所述低压燃气发电机组切换至与所述瞬态运行工况相对应的第二控制模式。

32、可选地，所述低压气主供路上顺次连通有燃气储罐、第一燃气减压阀、第一电控安全阀、混合器、增压器、中冷器和节气门，所述节气门与所述发动机连通；其中，所述混合器还与空滤器连通；

33、所述应急空气旁路上设置有空气应急阀，所述空气应急阀分别与位于所述低压气主供路上的所述增压器的压气机和位于所述尾排通路上的所述增压器的涡轮机连通；

34、应急燃气旁路上顺次连通有所述燃气储罐、第二燃气减压阀、第二电控安全阀和燃气应急阀，所述燃气应急阀与所述发动机连通。

35、可选地，所述应急燃气旁路和所述低压气主供路均通过进气总管与所述发动机连通。

36、可选地，所述进气总管上设置有进气压力传感器和进气温度传感器；其中，

37、所述尾排通路上设置有氧浓度传感器；

38、所述低压气主供路上还设置有燃气流量计和燃气控制阀。

39、可选地，所述系统还包括废气支路，所述废气支路连通在所述尾排通路上对应涡轮机的前段和后段连通，且所述废气支路上设置废气旁通阀。

40、与现有技术相比，本发明存在以下技术优势：

41、本发明实施例提供的方法，根据发动机转速的变化在第一控制模式和第二控制模式下的动态切换，通过实时发动机的运行参数，能够根据不同工况自适应调节模式，迅速响应负载和转速变化，保持发动机运行的平稳和高效，实现在不同工况下都能维持最佳燃烧效率和动力输出，提高低压燃气发电机组的运行可靠性。

42、本发明实施例提供的方法，在瞬态运行工况下，通过应急空气旁路和应急燃气旁路实现空气和燃气的双重应急，同步提供了应急空气量和应急燃气量，因此共同提高了空气供给响应速度和燃气供给响应速度，增强动力输出。从而在负载突然增加的情况下，更快地调整到能完全响应转速变化的燃气和空气的理想输出量，避免发动机转速下降或熄火，提高系统的稳定性和可靠性。

43、其中所述系统与方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

44、附图说明

45、为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的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。

46、图1是本技术一实施例提供的双模态低压燃气发电机组应急注气控制方法的步骤流程图；

47、图2是本技术一实施例提供的双模态低压燃气发电机组应急注气控制方法的流程原理图；

48、图3是本技术一实施例提供的双模态低压燃气发电机组应急注气控制系统的整体结构图。