一种垃圾填埋气体发动机监控装置及方法
专利汇可以提供一种垃圾填埋气体发动机监控装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及将垃圾填埋场中产生的填埋气作为 燃料 利用气体机发电的技术，具体涉及一种 垃圾填埋气 体 发动机 监控装置及方法，该方法采用的装置包括监测装置、安全保护装置、控制装置、辅助控制装置；监测装置对气体发动机的各项运行参数进行采集、分析处理、显示报警等处理；安全保护装置对气体机进行安全系统的保护，提高系统运行的安全性；控制装置对气体发动机的动态稳定进行控制；辅助控制装置对发动机的稳定运行提供可靠的运行环境保障。本发明的垃圾填埋气体发动机监控装置作为电站的监控、保护核心，监测、控制气体发动机电站的运行，提升机组综合 稳定性 ，安全性。，下面是一种垃圾填埋气体发动机监控装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种垃圾填埋气体发动机监控装置，其特征是：由气体机发动机监测装置（1）、气体机发动机控制装置（2）、气体机发动机安全保护装置（3）、气体机发动机辅助控制装置（4）组成；气体机发动机监测装置（1）与气体机发动机控制装置（2）相连；气体机发动机安全保护装置（3）与气体机发动机控制装置（2）相连；气体机发动机安全保护装置（3）通过气体机发动机监测装置（1）与气体机发动机控制装置（2）相连；
其中，气体机发动机监测装置（1）通过电缆与气体发动机（44）的转速传感器（9）、压力传感器（10）、温度传感器（11）、数字量传感器（12）的信号传输接口相连；气体机发动机安全保护装置（2）通过电缆与气体发动机（44）的停机装置（17）、节气门（18）、点火（19）、空燃比（20）、爆震（21）的信号传输接口相连；气体机发动机控制装置（3）通过电缆与气体发动机（44）的断气阀（26）、转速传感器（27）、压力传感器（28）、温度传感器（29）、本安型传感器（30）、缸温（31）至缸温（32）的信号传输接口相连；气体机发动机辅助控制装置（4）通过电缆与气体发动机（44）的电磁阀（40）、滑油泵（41）、冷却水泵（42）、冷却风机（43）的信号传输接口相连。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发动机监控装置，其特征是：所述的气体机发动机监测装置（1）由采集模块Ⅰ（6）、处理模块Ⅰ（7）、显示模块Ⅰ（8）组成；所述处理模块Ⅰ（7）的输入端通过采集模块Ⅰ（6）与气体发动机（44）的转速传感器（9）、压力传感器（10）、温度传感器（11）、数字量传感器（12）的信号传输接口相连，处理模块Ⅰ（7）的输出端通过电缆与显示模块Ⅰ（8）相连；处理模块Ⅰ（7）通过垃圾填埋气体发电机组远端计算机监控装置（5）与功率管理控制器（33）相连。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发动机监控装置，其特征是：所述的气体机发动机控制装置（2）由控制模块Ⅱ（13）、处理模块Ⅱ（14）、控制按钮Ⅱ（15）、显示模块Ⅱ（16）组成，所述处理模块Ⅱ（14）通过控制模块Ⅱ（13）与气体发动机（44）的停机装置（17）、节气门（18）的信号传输接口相连，控制模块Ⅱ（13）的第一输入端与气体机发动机监测装置（1）相连，控制模块Ⅱ（13）的第二输入端与气体机发动机控制装置（3）相连；处理模块Ⅱ（14）的输入端与爆震（19）的信号传输接口相连，处理模块（14）的第一输出端与点火（20）、空燃比（20）的信号传输接口相连，处理模块Ⅱ（14）的第二输出端与显示模块Ⅱ（16）相连。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发动机监控装置，其特征是：所述的气体机发动机安全保护装置（3）由采集模块Ⅲ（22）、安全保护模块（23）、处理模块Ⅲ（25）、缸温保护模块（24）组成，处理模块Ⅲ（25）通过安全保护模块（23）与采集模块（22）相连，采集模块Ⅲ（22）通过电缆与气体发动机（44）的转速传感器（27）、压力传感器（28）、温度传感器（29）、本安型传感器（30）的信号传输接口相连；安全保护模块（23）的第一输出端与断气阀（26）相连，安全保护模块（23）的第二输出端与气体机发动机监测装置（1）相连，安全保护模块（23）的第三输出端与气体机发动机安全保护装置（2）相连；处理模块（25）通过缸温保护模块（24）与气体发动机（44）的缸温1（31）至缸温n（32）的信号传输接口相连；处理模块Ⅲ（25）的输出端与气体机发动机辅助控制装置（4）相连。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾填埋气体发动机监控装置，其特征是：所述的气体机发动机辅助控制装置（4）由控制模块Ⅳ（36）、处理模块Ⅳ（37）、显示模块Ⅳ（38）、控制按钮Ⅳ（39）组成，处理模块Ⅳ（37）通过控制模块Ⅳ（36）与气体发动机（44）的电磁阀（40）、滑油泵（41）、冷却水泵（42）、冷却风机（43）的信号传输接口相连；处理模块Ⅳ（37）的输入端与控制按钮Ⅳ（39）相连，处理模块（37）的输出端与显示模块Ⅳ（38）相连。
6.如权利要求1所述垃圾填埋气体发动机监控装置的一种垃圾填埋气体发动机监控方法，是对气体机的点火控制器、空燃比控制器、节气门控制器进行合理控制，对爆震控制器进行保护动作；
包括：对气体发动机的监测、气体发动机安全保护、气体发动机缸温安全保护、气体发动机急停处理、功率控制联动保护、控制装置及辅助控制的方法；
1）对气体发动机的监测方法，采用监测装置对气体发动机的各项运行参数进行采集、分析、处理、显示、报警、存储处理；分为信息采集、数据分析判断、数据转换、数据存储、报警处理、数据显示、远程监控功能块，信息采集模块通过各种传感器件将气体发动机的各项运行参数采集转换成系统可识别的数字信号传入分析处理模块；分析处理模块通过对采集数据进行有效性判断、数据修正、滤波处理、量值变换等处理后将数据最终转换成易于识别的的状态信号转速、压力、温度，并送入数据存储模块及参数显示模块；报警处理模块通过对写入数据存储模块的数据结合气体发动机不同运行工况进行分析判断，对气体发动机运行过程中出现的异常参数进行报警判断，并将报警状态信息传递给数据存储模块及参数显示模块；参数显示模块进行机组历史报警信息、机组历史运行信息历史数据进行查询；存储模块是即时运行参数和历史运行数据的存储；远程监控接口，提供RS485数据通讯接口、模拟量输出接口、综合报警数字量输出接口等多种接口方便远程监控；
2）、对垃圾填埋气体发动机的安全保护，采用的垃圾填埋气体发动机安全保护装置，配置了开关量传感器信号接口、编程指令接口、驱动控制接口，完成了转速、压力、温度的信号采集和停机装置、断气阀的控制；
3）、对垃圾填埋气体发动机缸温安全保护，采用的安全保护装置能够完成单缸温度、平均缸温、单列缸温的采集，进行保留正常数据、排除故障数据处理运算，通过对缸温度的处理分析，根据各种工况，给出功率管理控制器、断路器、断气阀工作；
当安全保护装置出现失效时由基本监控装置自动开启后备保护功能实现冗余；提高安全保护功能的可靠性，在传感器类型、线路故障、处理器故障、通讯故障的方面采取了安全保护措施；安保数据通过内部总线通讯至基本监控装置，通过参数显示屏显示且对外通讯至远端计算机装置；
4）、对垃圾填埋气体发动机的控制方法，采用的控制装置是气体发动机的动态稳定控制部分，该装置主要包含点火控制模块、空燃比混合控制模块、节气门控制模块及爆震检测模块，能够实现各种工况趋于目标值稳定的控制；通过CAN-bus通讯总线将四个功能模块构建成一个联动整体，通过CAN通讯、模拟量及开关量信号将各模块之间的控制信息进行交换，实时监测燃气机组的转速、功率、燃气温度、燃气压力等信息，通过各个模块之间的联动调整，实现燃油发动机的功率闭环、转速闭环、空燃比闭环、节气门位置控制闭环、爆震控制闭环，提高燃气发动机组控制的稳定性，实现气体发动机的稳定运行；
5）、对垃圾填埋气体发动机的辅助控制方法，采用的垃圾填埋气体发动机辅助控制装置，包括：垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置、垃圾填埋气体机冷却水系统温度自动控制装置；
垃圾填埋气体发动机滑油预供自动控制装置，用于对气体发动机的滑油进行预供和脱硫置换的处理；
在气体发动机停机状态时，进行滑油进行预供，控制电动滑油输送泵运转，按照所需时间间隔断续对气体发动机进行预润滑；
在气体发动机运行状态时，进行滑油脱硫置换的方法是电动滑油输送泵停止运转，自动将气体发动机油底壳中润滑油输送至滑油脱硫装置进行脱硫、除杂质，再将经过净化处理的润换油注入气体发动机；
当滑油液位低则停止滑油脱硫置换，直到滑油液位恢复正常后再投入滑油脱硫置换；
当入口滑油压力低则停止滑油脱硫置换，直到入口滑油压力恢复正常后再投入滑油脱硫置换；当入口滑油流量低则停止滑油脱硫置换，直到入口滑油流量恢复正常后再投入滑油脱硫置换；
冷却水系统温度自动控制装置，用于对气体发动机冷却水系统温度进行调节控制，通过实时测量气体发动机冷却水温度，根据实时的气体发动机冷却水温度自动调整电动三通阀的开启角度控制气体发动机冷却水温度，或通过启闭气体发动机冷却风机数量控制气体发动机冷却水的温度；
当通过自动调整后，气体发动机冷却水温度仍高于温度报警值：气体发动机冷却水温度最高设定值，气体发动机冷却水温度高报警，并通讯至远端提示操作人员，同时降低机组
50%的功率，若气体发动机冷却水温度仍高于温度报警值，机组自动卸载所有功率并停机；
当气体发动机停止运行，延时关闭循环水泵和冷却风机；通过气体发动机冷却水压力测量装置实时测量气体发动机冷却水压力，气体发动机运行时，通过实时的气体发动机若气体发动机冷却水压力与设定值进行比较，若低于压力设定值时做出相应报警和保护。
一种垃圾填埋气体发动机监控装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
其中，气体机发动机监测装置通过电缆与气体发动机的转速传感器压力传感器、温度传感器、数字量传感器的信号传输接口相连；气体机发动机控制装置通过电缆与气体发动机的停机装置、节气门、点火、空燃比、爆震的信号传输接口相连；气体机发动机安全保护装置通过电缆与气体发动机的断气阀、转速传感器、压力传感器、温度传感器、本安型传感器、缸温1至缸温n的信号传输接口相连；气体机发动机辅助控制装置通过电缆与气体发动机的电磁阀、滑油泵、冷却水泵、冷却风机的信号传输接口相连。
2、所述的安全保护装置，一种垃圾填埋气体发动机安全保护装置，安全保护装置配置了开关量传感器信号接口、编程指令接口、驱动控制接口，完成了转速、压力、温度的信号采集和停机装置、断气阀的控制。气体发动机缸温安全保护装置能够完成单缸温度、平均缸温、单列缸温的采集，进行保留正常数据、排除故障数据处理运算，通过对缸温度的处理分析，根据不同工况，给出功率管理控制器、断路器、断气阀工作。主保护功能由安全保护装置独立完成，当安全保护装置出现失效时由基本监控装置自动开启后备保护功能实现冗余。
提高安全保护功能的可靠性，设计中在传感器类型、线路故障、处理器故障、通讯故障等方面采取了一定措施。安全保护装置独立工作，安保数据通过内部总线通讯至基本监控装置，通过参数显示屏显示且对外通讯至远端计算机装置。
附图说明
具体实施方式
如图1，在实现过程中用到的方法：
1、数据有效性判断，垃圾填埋气体机发动机正常运行的参数有温度、压力、排温等，通过将采集信息与所采集参数正常范围进行对比，在控制工作状态下，若采集参数小于越限下限值或大于越限上限值时，判断传感器越限，并给予警示报警；在正常工作状态下，若采集值达到报警设定值范围（低于压力低报警值、高于温度高报警值），判定气体机组监测装置发出声光报警，提醒运营人员检查相关传感器。
8、PLC通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速；
9、PLC监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车；
10、在点火系统中，PLC可根据发动起动、空载、部分负载、满载等运行工况对点火提前角进行实时调整，控制燃气机组的起动、运行稳定性；
11、PLC通过测量空气和混合气的流量来计算出空燃比值，通过外部设定固定空燃比设定值，实时针对燃气热值、燃气浓度变化以及燃气机组转速，负载等运行工况变化自动进行精确补偿，控制当前发动机的空燃比值以满足机器对空燃比实际的需求；
12、PLC通过调整气体机组进机混合气进气量的大小实现对气体机组转速的实时调整，完成对气体机的调速；
3、PLC监测气体机内的非控制燃烧过程，在燃烧室内产生高频压力震荡，输出爆震严重等级信息开关量信号，用于气体机报警或控制停车；
在实现过程中用到的方法：
1、当监测到包括爆震控制器报警、沼气泄露报警、火焰报警、烟雾报警、可燃气烟雾报警等时，切断气体预处理主管路并气体机紧急停机。提高垃圾填埋气气体机发动机的安全运行。
1、滑油预供与置换：在气体机停机备用状态下，装置可自动定时控制电动滑油输送泵运转，为气体机主轴瓦、汽缸套等运动副注入润滑油对其进行预润滑；在气体机由运行转为停止状态后，装置可自动打开电动滑油输送泵，对滑油进行强制循环，起到对机体内部主要运动部件降温的功能；在气体机运行状态下，对装置的自动滑油置换工作进行初始化，通过控制装置定时器自动投入工作，使滑油置换按照所需时间间隔断续的投入运行；在气体机油底壳（气体机润滑油存储部位）安装滑油液位检测装置，判断滑油置换投入自动运行逻辑中，当滑油液位低于设定值时，暂停滑油置换，并通过报警信息提醒运行人员检查。
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