以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统技术方案

以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，应用于双燃料发动机的燃气供给。特征是：在燃气供给系统中，球阀通过管连接有过滤器，过滤器连接调压阀，调压阀通过管线连接电磁阀。在调压阀与电磁阀之间的管线上固定有压力表和压力检测开关。电磁阀的另一端连接零压阀，零压阀通过管线连接执行器，执行器连接三通，三通的两端通过管线分别连接混合器。效果是：能利用油田丰富的天然气作辅助燃料，减少柴油消耗，减轻排放污染，降低钻井燃料成本；能实现油气比的精确自动调节，在突加负载时能够实现柴油的自动补偿以提高抗冲击载荷的能力，满足钻井动态负荷的要求。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及内燃机
，特别涉及一种柴油与天然气两种燃料的发动 机，是一种钻井用2000型双燃料发动机的燃气供给系统。
技术介绍
随着石油工业的发展，石油资源的紧缺，如何降低钻井成本，提高效益，越来越受 到人们的重视。据统计，钻井动力机械的燃油消耗占钻井成本的40%以上，利用油田内部丰 富的天然气资源代替柴油作为动力机械的燃料，是降低钻井成本的有效途径；另外，由于液 化天然气(LNG)、压縮天然气(CNG)技术的迅速发展使偏远地区发动机利用天然气作为燃 料变成现实。 目前，国内的双燃料发动机的燃料主要是汽油和天然气或者是汽油和甲醇，主要 用途是车用。中国专利公开号为CN1034783A，技术名称为双燃料节能发动机的专利 中，燃料就是汽油和甲醇。该发动机是在传统的汽油机上，对原有结构部件稍加改动，在保 证其经济性和动力性的基础上，实施双燃料、双油箱、双供料系统。用发动机原供料系统供 料汽油；而醇类首先利用排气余热进行催化裂解，然后再将裂解产生的富氢气体引入进气 管内与汽油混合作为发动机燃料，以此达到节能、解除甲醇毒性、减少排气污染和利用醇类 代用燃料的目的。但是该系统结构过于复杂；其掺气比需人工控制球阀来实现，不准确；当 运行在双燃料模式时加速、爬坡性能无法保证。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，利 用油田丰富的天然气作辅助燃料，减少柴油消耗，减轻排放污染，从而降低钻井燃料成本， 提高经济效益；利用柴油和天然气两种燃料作为发动机的燃料，并且实现油气比的精确自 动调节，满足钻井动态负荷的要求。 本技术采用的技术方案是以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统， 主要由球阀、过滤器、调压阀、压力表、压力检测开关、电磁阀、零压阀、执行器、三通和混合 器组成。球阀通过管线连接有过滤器，过滤器连接调压阀，调压阀通过管线连接电磁阀。在 调压阀与电磁阀之间的管线上固定有压力表和压力检测开关。电磁阀的另一端连接零压 阀，零压阀通过管线连接执行器，执行器连接三通，三通的两端通过管线分别连接混合器。 将两个混合器连接在空气滤清器与柴油机增压器之间。经过过滤的空气和经过过滤、调压 的天然气在混合器内进行混合，再通过增压、中冷进入燃烧室内，在燃烧室内被压燃的柴油 点燃。在整个发动机运行过程中，柴油量非常少，柴油仅起到点燃燃气的作用。 过滤器采用的是空气滤清器，型号为GFK50R40。当天然气通过时，能除去天然气中 的颗粒状杂质。 调压阀采用的是型号为MR50F5。调节天然气的压力。 压力检测开关采用的是型号为DU50U-3，能检查进气管路上天然气压力状态。压力正常时，保持防爆电磁阀打开，压力波动过大时，会给控制系统发出指令，关闭防爆电磁阀， 切断燃气进气管路。 所述的电磁阀是防爆电磁阀，防爆电磁阀的型号是VAS350R/NK。能紧急切断燃气 管路，当有紧急情况发生时可以实现对通道的切断。 零压阀采用的是型号为GIK50R02-5。对天然气进一步调压，使之压力达到发动机 的要求。 执行器采用的是型号为Y-3-DF Valve。能对燃气流量进行精确控制。 球1能实现人工通断天然气。压力表能显示调压阀后天然气的压力。混合器能使空气与燃气在其内部按一定的比例形成混合气。 以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，采用纯柴油模式起动，起动后升 到额定转速，在部分负荷下转入双燃料模式。当停机时，需先转回到纯柴油模式，卸掉负荷 再进行停机。双燃料工作模式，即纯柴油模式和双燃料模式，并且两种模式能够方便转换。 当遇有突加负荷情况时，自动通过增加柴油的供给量来响应发动机的性能。在纯柴油为燃 料的情况下，工作性能接近于柴油机。双燃料发动机综合替代率达到70%以上，并且在突加 负载时能够实现柴油的自动补偿以提高抗冲击载荷的能力。 控制系统的工作原理调速器接受由转速传感器、转速斜坡器及接线模块传过来 的信号，经过内部计算给双燃料控制器信号，最终由该控制器输出信号控制燃油、燃气执行 器打开程度，达到控制发动机稳定运行的目的。 接线模块接受排温信号，调节两排排温。接线模块接受由爆震信号，当有爆震发生 时，该控制器发出指令增加燃油来消除爆震。 压力检测开关检测到燃气管道压力不正常时，控制器发出信号，关闭电磁阀，使发 动机自动转回纯柴油模式运行。 显示模块实时显示柴油及燃气执行器的开度。 本技术的有益效果是以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，能利 用油田丰富的天然气作辅助燃料，减少柴油消耗，综合替代率达到70%以上，减轻排放污 染，降低钻井燃料成本，提高经济效益；利用柴油和天然气作燃料，并且实现油气比的精确 自动调节，在突加负载时能够实现柴油的自动补偿以提高抗冲击载荷的能力，满足钻井动 态负荷的要求。附图说明图1是本技术以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统安装在发动机 上的位置示意图。 图2是本技术以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统结构示意图。 图中，l.球阀，2.过滤器，3.调压阀，4.压力表，5.压力检测开关，6.电磁阀，7.零 压阀，8.执行器，9.三通，IO.混合器。具体实施方式实施例1 :以一台以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统为例，对实用新 型作进一步详细说明。4 参阅图2。本技术以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，是由球阀 1、过滤器2、调压阀3、压力表4、压力检测开关5、电磁阀6、零压阀7、执行器8、三通9和混 合器10组成。RIVGAS50R50-I-iRP2〃球阀1通过DN50的管线(钢管)连接有一个型号是 GFK50R40的过滤器2，过滤器2连接一个型号为MR50F5调压阀3，调压阀3通过管线连接防 爆电磁阀，防爆电磁阀的型号是VAS350R/NK。在调压阀3与防爆电磁阀6之间的管线上固 定有一个613. 40. 063压力表4和一个DU50U-3压力检测开关5。防爆电磁阀6的另一端连 接零压阀7，零压阀7采用的是型号为GIK50R02-5。零压阀7通过管线连接执行器8，执行 器8采用的是型号为Y-3-DF Valve。执行器8连接三通9，三通9的两端通过管线分别连 接混合器10。 参阅图1。将混合器10连接在柴油机空气滤清器与柴油机增压器之间。 目前，以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统试用效果良好。在井场作为钻井主动力进行试验，截止到目前已经钻井七十余口 。经现场工业性试验，证明了该机的良好的经济效益和减排效果。一口三千米左右的井平均能为用户节省20余万元左右；每口钻机应用双燃料机后每年能减少氮氧化合物(NOX)排放量约25吨。具体数据见下表。<table>table see original document page 5</column></row><table>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，其特征是：主要由球阀（１）、过滤器（２）、调压阀（３）、压力表（４）、压力检测开关（５）、电磁阀（６）、零压阀（７）、执行器（８）、三通（９）和混合器（１０）组成，球阀（１）通过管线连接有过滤器（２），过滤器（２）连接调压阀（３），调压阀（３）通过管线连接电磁阀（６），在调压阀（３）与电磁阀（６）之间的管线上固定有压力表（４）和压力检测开关（５），电磁阀（６）的另一端连接零压阀（７），零压阀（７）通过管线连接执行器（８），执行器（８）连接三通（９），三通（９）的两端通过管线分别连接混合器（１０）。

【技术特征摘要】
一种以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，其特征是主要由球阀(1)、过滤器(2)、调压阀(3)、压力表(4)、压力检测开关(5)、电磁阀(6)、零压阀(7)、执行器(8)、三通(9)和混合器(10)组成，球阀(1)通过管线连接有过滤器(2)，过滤器(2)连接调压阀(3)，调压阀(3)通过管线连接电磁阀(6)，在调压阀(3)与电磁阀(6)之间的管线上固定有压力表(4)和压力检测开关(5)，电磁阀(6)的另一端连接零压阀(7)，零压阀(7)通过管线连接执行器(8)，执行器(8)连接三通(9)，三通(9)的两端通过管线分别连接混合器(10)。2. 根据权利要求1所述的以柴油和天然气为燃料发动机的燃气供给系统，其特征是过滤器(2)采用的是空气滤清器，型号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树生，蔚富海，郑圣彬，张东科，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，济南柴油机厂，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]