闭环电控燃气发动机培训资料(powerpoint 54页).pptx

闭环电控燃气发动机闭环电控燃气发动机培训资料培训资料济柴绿色能源动力装备有限公司济柴绿色能源动力装备有限公司 技术部 2007.6.27 一、总体概述： “济柴牌”190系列闭环电控燃气发动机是与美国WOODWARD公司合作，在国内独家引进该公司的EGS燃气控制系统，对燃气发动机的空然比进行科学严格的控制采用先进的电控技术和稀薄燃烧控制方式，在第二代燃气发动机基础上融合国际先进的技术和成熟的经验研制开发的一种压气机前混合的新型绿色环保动力 总体概述总体概述-机型机型目前,主要有两种机型(机组)700GF 700kW1500rpm500GF 500kW1000rpm广泛应用于天然气、沼气、垃圾填埋气、瓦斯等燃气型号型号 G12V190ZLT型式型式 四冲程、火花塞点火、水冷、增压、空气中冷、四冲程、火花塞点火、水冷、增压、空气中冷、 增压器前混合增压器前混合气缸排列气缸排列 V型、型、60夹角夹角气缸数气缸数 12 12气缸直径（气缸直径（mm) 190mm) 190活塞行程（活塞行程（mm) 210mm) 210活塞总排量（活塞总排量（L） 71.5压缩比压缩比 10:1标定转速（标定转速（r/min） 1500空载最低稳定转速（空载最低稳定转速（r/min） 6001512系列燃气发动机的参数系列燃气发动机的参数标定功率（12小时功率、kW） 800天然气机热耗率(kJ/kWh) 11000机油消耗率(g/kWh ) 1.6出水温度() 90中冷器进水温度() 45机油温度(油底壳内) 90主轴道机油压力(kPa) 500800稳定调速率(%) 5机油牌号 15W40CD或美孚飞马705冷却方式 强制水冷 1512系列燃气发动机的参数系列燃气发动机的参数二二、技术特点技术特点适应于低压燃气适应于低压燃气 采用稀薄燃烧技术采用稀薄燃烧技术燃气的单点喷射和空燃比闭环控制技术燃气的单点喷射和空燃比闭环控制技术 失火检测失火检测 状态检测状态检测高能量点火系统高能量点火系统高效率中冷器高效率中冷器1、适应于低压燃气、适应于低压燃气 采用增压器前混合的方式，燃气和空气都是被压气机吸入的。

通过专用混合器使燃气与空气充分混合，利于优化燃烧及排放高压燃气可经减压阀调至 79kP; 2、采用稀薄燃烧技术采用稀薄燃烧技术 利用美国WOODWARD公司的EGS控制系统，通过采集燃气、空气的进气参数及发动机的运行参数，经分析计算后通过tecjet阀对空燃比（燃气混合浓度）进行精确控制，达到高空燃比，实现稀薄燃烧，解决普通外混机存在的回火、放炮现象，提高了发动机的经济性 3 、燃气的单点喷射和空燃比闭环控制技术、燃气的单点喷射和空燃比闭环控制技术 主控制系统根据测量的参数和预期的空燃比等参数的比较，通过Tecjet阀准确地控制燃气流量，实现空燃比的闭环控制 4、失火、状态检测失火、状态检测 通过失火检测功能，随时监测各缸工作状况发现失火，立刻报警便于维护 可以与计算机通讯5、高能量点火系统、高能量点火系统 点火系统包括数字点火模块、高压线圈、高压线、火花塞等，全部采用进口名牌产品本机采用德国MOTORTECH公司的IC500高能量智能化的点火模块其优点如下： 点火提前角和点火能量都可随意调整，并且各缸的点火提前角可单独调 整点火电压为5万伏，高能量点火，使实现稀薄燃烧成为可能此点火系统具备超速保护功能。

在点火控制器中设置机组运行最高转速，当发动机一旦出现超速运转，达到设定超速转速时，点火控制器自动停止工作，火花塞不点火，从而迫使发动机停车起到超速保护的作用失火检测功能，便于机组的维护和运行6、高效率中冷器、高效率中冷器 采用按德国GEA公司技术生产的圆管式高效中冷器，代替原扁管式中冷器散热效率由原73%提高到92%，满足了空气质量流量增加对中冷器的要求，使发动机性能及中冷器可靠性得到保证三、控制系统三、控制系统气体发动机的燃气控制系统简介气体发动机的燃气控制系统简介3.1系统简介系统简介 EGS+TecJet组成了一套全功能的电控低压燃气发动机控制系统使用一套系统，可以适用从到天然气到瓦斯气、沼气的各种燃气通过Woodward的专利算法，在不需外接甲烷传感器的情况下，可以自动补偿5%的甲烷变化采用精确的TecJet燃气控制阀，结合全功能的空燃比控制，不需要氧传感器就可以最大限度降低发动机的排放，杜绝回火放炮现象，同时功率得以保障提高3.2系统主要功能系统主要功能 精确的空燃比控制精确的空燃比控制 仅在出厂标定试验时需要氧传感器进行标定，正常运行可以不用氧传感器，依据标定的数据自动查表进行空燃比控制。

发动机速度控制发动机速度控制 EGS控制器本身包含速度控制功能通过测量发动机的实际速度，结合内部设定速度以及A/F的影响因素，综合控制执行器的开度，达到控制速度的目的 发电机负荷控制发电机负荷控制借助实功功率传感器UMT1监测发电机负荷，构成负荷闭环控制 发动机运行监控发动机运行监控/保护保护/记录功能记录功能通过串口RS232通讯电缆把电脑与EGS控制器连接起来，通过事先安装EGS监测软件就可以实时监控发动机运行的各项参数；一旦出现故障，通过程序立刻就能得到报警信息3.3应用条件应用条件 供气压力TecJet燃气控制器阀的最佳供气压力：810kPa EGS+TecJet 系统是用于低压燃气的单点喷射系统，所以对于高压燃气可能需要增设燃气调压器如果燃气热值很低，适当提高供气压力会有助于发动机稳定运行但是TecJet的供气压力不能高于30kPa，否则可能损害TecJet 内部的传感器 考虑到燃气管路以及各种过滤器、防爆阀的影响，所以实际应用时客户需要提供的燃气压力可能要高一些 对于甲烷成分经常变化幅度较大较频繁的地方，建议安装甲烷传感器，输出4-20mA型 燃气质量要求进入TecJet 阀之前燃气尽量保证干净、水汽少。

为此实际施工时应考虑燃气的过滤和除湿措施3.4系统示意图系统示意图基于发动机转速、气缸排量、进气管压力/温度，以及充气效率计算混合气的流量 n=发动机转速（rpm） V=发动机排量（l） Ve=充气效率 MAP=进气管绝对压力(kPa) Tn=273K Pn=101.3kPa MAT=混合气温度（K）3.5系统运行的基本原理系统运行的基本原理计算燃气流量速度密度法 speed/density principle EGS通过转速传感器、压力传感器和温度传感器，计算出当前发动机的进气量根据设定的空燃比，计算出实际需要的燃气量，通过TecJet阀精确控制燃气进气量 TecJet通过自身安装的压力和温度传感器，测量出口的燃气压力、温度和阀前后的压差，控制通过TecJet阀的流量在试车过程中，使用氧传感器对发动机进行标定，设置各个负荷下正确的空燃比和充气系数在正常运行中，不需氧传感器既可实现燃气品质的闭环控制3.6 系统布线图（系统布线图（仅供参考，以实际正式接线图为准仅供参考，以实际正式接线图为准 ）四、安装四、安装/ /检查设置流程检查设置流程4.1 检查接线检查接线 所有接线都应该可靠连接； 屏蔽线必须根据说明书接地； EGS和TecJet应该共用一个电池； 电池负极必须接地或连接到发动机的地； 按照EGS01系统应用说明书检查接线；4.2 检查节气门连杆检查节气门连杆 检查两个节气门是否同步；两个节气门必须同步。

如果由于两个节气门间的连杆扭曲，使两个节气门的开度不一 致，会导致发 动机两侧总排温不一致，并影响发动机的稳定性 执行器的摇臂、连杆要恢复出厂时的设置4.3 检查检查MAT/MAP的安的安 MAT传感器应该安装在中冷器之后，且尽可能靠近中冷器传感器头部的探 头测量的温度应能够良好的反应流动的平均温度当探头太靠近壁面，发动机零部件的温度会影响测量结果检查两个MAP传感器是否完好，连接软管是否有破损，泄漏等问题4.4 检查混合器安装检查混合器安装两个混合器的十字部分应该对齐，而且混合器要比安装座低12mm在Case 1中，错误的安装方法会使两个混合器的吸入量不均匀在Case 2中，错误的安装方法可能导致燃气从边缘泄漏4.5 获取发动机信息获取发动机信息ParametersEngineEngine发动机排气量，最大功率，最大MAP是用来控制发动机用的参数，其他参数只是标示发动机的信息ParametersFuel System用来标示燃气进气系统的信息，参数不参加计算如果是低瓦斯发动机，选定 Dual tecjetParametersFuel Parameters除了燃气的名称外，所有参数必须正确填写所有参数必须正确填写所有参数必须正确填写所有参数必须正确填写。

在使用CH4传感器时，必须填写不同CH4含量下的燃气参数不使用不使用CH4传感器时，只需填写正常燃气参数传感器时，只需填写正常燃气参数Protection OverspeedProtectionPastor.ProtectionOverload正确设置保护参数，防止发正确设置保护参数，防止发生意外生意外4.6 填写发动机及燃气参数填写发动机及燃气参数 由于公司的1512系列气体发动机已经是量产机型，故现场服务人员只需设置对应机型的EGS参数即可，故发动机相关参数不必修改 由于不同地方的应用，燃气品质会有较大差异，所以在试车之前应该得到燃气成分等相关参数输入正确的燃气密度、低热值和当量空燃比Parameters/Fuel Parameters：如果安装了甲烷成分传感器，则激活“Measure CH4”选项CH4%要尽可能的覆盖燃气成分变化的范围4.7 检查检查MAP传感器的读数传感器的读数Parameters/Sensor/MAP打开Parameters/Sensor/MAP窗口，并按下Dashboard按钮，比较MAP1和MAP2的读 数，并把它们和TecJet的FGP比较注意MAP的单位是kPa，FGP的单位是hPa。

如果有差异，修改kPa列而不是V/mA列，使两个传感器的读数一致并和TecJet的FGP一致传感器的下限V/mA值应当是其中一个传感器在停车时的电压值读数4.8 检查功率传感器设置检查功率传感器设置检查EGS中的设置是否和UMT1中的设置一致，4mA和20mA分别对应功率传感器的设置现场人员应根据不同类型的机组，正确设置功率传感器和EGS参数Parameters/Sensor/Measured Power4.9 控制模式的选择控制模式的选择Parametersspeed/load controlcontrol mode选定Generator Control, Synchronization Enable控制模式的选择速度的设定速度的设定Engine running speed 为EGS开始起作用控制TecJet及ProAct的转速，在这个转速前由start PID控制，即起动时节气门首先达到最大开度Parametersspeed/load controlspeed setpoints 选定Enable idle input，该功能为使怠速开关起作用，否则发动机运行一段时间（Idle time）后自动进入额定转速。

速度偏置的设定速度偏置的设定充气效率表充气效率表Parametersengine volumetrical efficiency 总效率表总效率表Parametersengine total efficiency五、速度动态参数的调整速度动态参数的调整 5.1动态参数动态参数(PID参数参数)的简单说明的简单说明5.1.1Gain vs Load还是还是Gain vs PID%PID%的是意思是节气门的开度为全开情况下的百分比由于大多数燃气尤其是增压的燃气发动机，机组负荷和节气门开度没有线性关系，一个Gain参数不足以满足发动机全工况的使用，所以EGS使用最多五个Gain参数来进行控制 EGS同时将两种模式的Gain相乘得到。