一种燃气发动机试验台供气系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃气发动机试验台供气系统及控制方法，解决了现有技术中存在试验台无法满足发动机对燃气流量的多样性需求的问题，具有充分满足燃气发动机试验需求的有益效果，具体方案如下：一种燃气发动机试验台供气系统，包括燃料储罐，燃料储罐与换热装置连接，燃料储罐与换热装置之间连接有并联的多组动力泵，其中一组的动力泵的最大流量大于另一组动力泵的最大流量，最大流量较小一组动力泵的最大流量大于另一组动力泵的最小流量，每一组动力泵设置至少一台动力泵，换热装置与燃气阀组连接，燃气阀组同试验的燃气发动机连接，换热装置与燃气阀组连接的管路设置流量计，流量计、动力泵分别与控制单元连接。动力泵分别与控制单元连接。动力泵分别与控制单元连接。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气发动机试验台供气系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机试验领域，尤其是一种燃气发动机试验台供气系统 及控制方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构 成在先技术。
[0003]随着全球排放法规日益严苛，液化天然气(LNG)作为一种低排放的 燃料越来越受到船东和船厂的青睐。目前，已有越来越多的船舶选用LNG 作为船舶燃料。
[0004]LNG:液化天然气(Liquefied Natural Gas)。主要成分是甲烷。LNG无色、 无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的 重量仅为同体积水的45％左右。在
‑
161℃时呈液态。
[0005]LNG是天然气在
‑
161℃下的液化状态，主要成分为甲烷(CH4)其具有 低温，易挥发，易燃易爆等特点。其气态下体积为液态体积的600倍，汽 化后的爆炸极限为5％
‑
15％。为安全起见，在任意状态时都应妥善隔绝LNG 与空气的接触。
[0006]船用发动机生产厂家需要在每台发动机出厂前进行试验测试，因此发 动机生产厂内需配备能够提供满足试验要求的天然气作为燃料。高压燃气 发动机所用的燃气压力高达10～30MPa，在不同负荷下压力也相应不同。 由于如此之高的燃气几乎不可能回收，因此需定量供应。即发动机需要多 少燃气，即提供多少，不能多也不能少。如果提供燃气量过多，则发动机 无法消耗掉的燃气会积聚在管道内，造成压力升高，最终触发停车。如果 燃气量过少，则燃气供应压力会逐渐降低，最终也会触发停车。
[0007]如果只有一种功率大小的发动机运行用气的话，上述问题也容易解决， 即根据发动机的最低用气量和最高用气量选配特定型号的高压LNG泵，但 发动机厂家所生产的发动机各种功率均有，低至3000～5000kW，高至 30000～50000kW，其所需的燃气用量也有很大不同。比如一台功率为 5000kW的发动机，其最低用气量要求为65kg/h，最高用气量为840kg/h。 而一台50000kW的发动机，其最低用气量要求为580kg/h，最高用气量为 7000kg/h。如果用于输送LNG的高压泵容量过低，则无法满足高功率输出 的发动机试验要求，如果选择的LNG高压泵容量过高，其最低输出量也比 较高，无法满足低功率发动机的少量用气要求。
[0008]专利技术人发现，目前的试验台无法满足发动机对燃气流量的多样性需求； 试验台通用性不足，无法满足不同功率大小的发动机均可进行试验，试验 台不能够适应不同机型的试验要求。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种燃气发动机试验 台供气系统，能够满足多种型号、不同功率大小的高压双燃料发动机的测 试需要。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0011]一种燃气发动机试验台供气系统，包括燃料储罐，燃料储罐与换热装 置连接，燃料储罐与换热装置之间连接有并联的多组动力泵，其中一组的 动力泵的最大流量大于另一组动力泵的最大流量，最大流量较小一组动力 泵的最大流量大于另一组动力泵的最小流量，每一组动力泵设置至少一台 动力泵，换热装置与燃气阀组连接，燃气阀组同试验的燃气发动机连接， 换热装置与燃气阀组连接的管路设置流量计，流量计、动力泵、燃气发动 机分别与控制单元连接。
[0012]如上所述的供气系统，并联设置多组动力泵，整体能够向燃气发动机 提供燃料，控制单元调控燃气发动机的燃料流量需求，由此根据燃气发动 机对燃料流量的需求，控制单元控制具有不同流量的动力泵的开启或关闭， 充分满足燃气发动机的试验需求，而且能够适用于不同机型的发动机。
[0013]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述换热装置与所述燃 气阀组之间设置缓冲罐；
[0014]所述流量计连接于缓冲罐与燃气阀组之间的管路。
[0015]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述换热装置与所述缓 冲罐之间设置第一调节阀，第一调节阀与所述控制单元连接，第一调节阀 与消音器连接，第一调节阀用于在试验台测试完成后对管路中的燃气进行 放空，通过消音器的设置可降低高压气体放空时的噪音。
[0016]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述换热装置与所述缓 冲罐之间的管路设置温度传感器以监测换热装置后的燃气温度，温度传感 器与所述的控制单元连接。
[0017]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述换热装置加热介质 的进、出口之间连接有第二调节阀，第二调节阀与所述控制单元连接；
[0018]控制单元根据所述温度传感器监测的换热装置后的燃气温度来控制第 二调节阀的开度；
[0019]当燃气温度高于设定值时，控制单元控制第二调节阀增大开度，使流 经换热装置的水乙二醇减少，从而降低燃气温度；当燃气温度低于设定值 时，控制单元控制第二调节阀减小开度，使流经换热装置的水乙二醇增多， 从而提高燃气温度。
[0020]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述换热装置与所述缓 冲罐之间的管路设置压力传感器以监测换热装置后的燃气压力，压力传感 器与所述的控制单元连接；
[0021]控制单元根据压力传感器获得的燃气压力信息，来控制所述动力泵的 转速，从而使得输出的燃气压力稳定在设定范围内。
[0022]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述换热装置为汽化器， 汽化器可通过外部加热介质将LNG加热汽化。
[0023]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统，所述燃料储罐存储液化 天然气；
[0024]燃料储罐连接有加注管和放空管，加注管用于注入液化天然气，放空 管用于排空，燃料储罐内设置流动管，流动管与加注管连接，流动管设置 多个喷头以向燃料储罐内加入液化天然气。
[0025]第二方面，本专利技术还提供了一种燃气发动机试验台供气系统的控制方 法，包括如下内容：
[0026]燃气发动机对燃气的需求流量低于第一流量Q1时，控制单元控制第一 组动力泵工作；
[0027]燃气发动机对燃气的需求流量达到第一流量Q1时，控制单元控制第二 组动力泵工作，并关闭第一组动力泵；
[0028]燃气发动机对燃气的需求流量增大到第二流量Q1时，控制单元控制第 二组动力泵继续工作，并再次启动第一组动力泵；
[0029]燃气发动机对燃气的需求流量减小到第三流量Q3时，控制单元控制第 二组动力泵继续工作，并关闭第一组动力泵；
[0030]燃气发动机对燃气的需求流量减小到第四流量Q4时，控制单元控制第 二组动力泵关闭，并打开第一组动力泵；
[0031]其中，第一组动力泵的最大流量小于第二组动力泵的最大流量，第一 组动力泵的最大流量大于第二组动力泵的最小流量。
[0032]如上所述的一种燃气发动机试验台供气系统的控制方法，所述第一流 量Q1大于所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气发动机试验台供气系统，其特征在于，包括燃料储罐，燃料储罐与换热装置连接，燃料储罐与换热装置之间连接有并联的多组动力泵，其中一组的动力泵的最大流量大于另一组动力泵的最大流量，最大流量较小一组动力泵的最大流量大于另一组动力泵的最小流量，每一组动力泵设置至少一台动力泵，换热装置与燃气阀组连接，燃气阀组同试验的燃气发动机连接，换热装置与燃气阀组连接的管路设置流量计，流量计、动力泵分别与控制单元连接。2.根据权利要求1所述的一种燃气发动机试验台供气系统，其特征在于，所述换热装置与所述燃气阀组之间设置缓冲罐；所述流量计连接于缓冲罐与燃气阀组之间的管路。3.根据权利要求2所述的一种燃气发动机试验台供气系统，其特征在于，所述换热装置与所述缓冲罐之间设置第一调节阀，第一调节阀与所述控制单元连接，第一调节阀与消音器连接。4.根据权利要求2所述的一种燃气发动机试验台供气系统，其特征在于，所述换热装置与所述缓冲罐之间的管路设置温度传感器以监测换热装置后的燃气温度，温度传感器与所述的控制单元连接。5.根据权利要求4所述的一种燃气发动机试验台供气系统，其特征在于，所述换热装置加热介质的进、出口之间连接有第二调节阀，第二调节阀与所述控制单元连接；控制单元根据所述温度传感器监测的换热装置后的燃气温度来控制第二调节阀的开度。6.根据权利要求2所述的一种燃气发动机试验台供气系统，其特征在于，所述换热装置与所述缓冲罐之间的管路设置压力传感器以监测换热装置后的燃气压力，压力传感器与...

【专利技术属性】
技术研发人员：石冬滨，李业鹏，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团柴油机有限公司，
类型：发明
国别省市：