一种用于大功率发电机组的增压方法与流程

1.本发明涉及发动机增压控制技术领域，更具体地说，它涉及一种用于大功率发电机组的增压方法。


背景技术：

2.为提高发动机的功率密度，需要增加进气量，为此高增压中冷发动机被越来越广泛运用。因有效区域限制，增压器一般只在一定的负荷下才能起作用。为了兼顾中低负荷的油耗、排放等需要，单级增压的增压器很多时候必须牺牲高负荷性能，如图1所示，空气依次经过空滤a、单级废气涡轮增压器b、中冷器c后进入发动机d。
3.在大功率发电机组的发动机上，低功率段运转时，负荷率低，排温低，涡轮增压器的转速低效率差，进气增压压力低，进气量少，导致发动机的排放和突加能力差。
4.为解决单级增压有效区域小的问题，现代增压技术开发了多级增压技术，即多个涡轮增压器的方案。如大功率高负荷时接入2～3个增压器，低负荷时接入1个增压器。如图2所示，空气依次经过空滤e、一级废气涡轮增压器f、二级废气涡轮增压器g、中冷器h后进入发动机i。该类技术增压器多，并且进排气的气路布置复杂，需要联动的阀门j与动作控制机构进行进排气管路的控制，特别是高温排气管路的控制，需要兼顾高温、密封和旋转动作的高温阀门很容易存在变形卡滞、密封效果差等问题。因此该类多增压技术虽然能有效提升增压器的响应范围，使发动机能适用在更广泛的用途，降低有害排放；但成本高昂，进排气管路臃肿复杂，可靠性低。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种突加能力强且可靠性高的用于大功率发电机组的增压方法。
6.本发明的技术方案为：一种用于大功率发电机组的增压方法，包括：
7.在空滤与单级废气涡轮增压器之间的连接管上设置单向阀，所述连接管设有与所述单向阀并联的电子增压器，所述电子增压器通过控制开关连接外部电源或发电机组，控制器电性连接发动机或发电机组，所述控制器电性连接所述控制开关；
8.所述控制器实时检测所述发电机组的接入负荷；
9.若所述接入负荷小于标定阈值，则所述控制器控制所述控制开关接通，使所述电子增压器工作向所述发动机供气；否则，所述控制器控制所述控制开关断开，仅通过所述单级废气涡轮增压器向所述发动机供气。
10.作为进一步地改进，通过检测所述发电机组的电流或电压，并根据电流或电压计算接入负荷。
11.进一步地，所述电子增压器为高功率的电子增压器。
12.进一步地，所述外部电源为高压交流电源。
13.进一步地，所述连接管通过三通管连接所述电子增压器。
14.进一步地，所述电子增压器由高转速交流无刷电机和常规的压气机组合而成。
15.有益效果
16.本发明与现有技术相比，具有的优点为：
17.本发明中当发电机组在低负荷运行时通过电子增压器给发动机供气，可以有效提升低负荷的进气量，从而提高发动机的突加能力，当发电机组在中高负荷运行时，停止电子增压器供气，而仅通过单级废气涡轮增压器向发动机供气，使单级废气涡轮增压器可以更专注于优化中高负荷区域，这样能进一步提升发动机功率密度的同时，有效降低发动机的有害排放，提升机组的突加响应能力，并且，相对于现有技术的多级增压技术，本发明的结构简单，可靠性高。
附图说明
18.图1为传统技术中单级增压的示意图；
19.图2为传统技术中多级增压的示意图；
20.图3为本发明中电子增压器通过外部电源供电的示意图；
21.图4为本发明中电子增压器通过发电机组供电的示意图。
22.其中：1-空滤、2-单级废气涡轮增压器、3-连接管、4-单向阀、5-电子增压器、6-控制开关、7-外部电源、8-发电机组、9-控制器、10-发动机、11-中冷器。
具体实施方式
23.下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
24.参阅图3、4，一种用于大功率发电机组的增压方法，包括：
25.在空滤1与单级废气涡轮增压器2之间的连接管3上设置单向阀4，连接管3设有与单向阀4并联的电子增压器5，电子增压器5通过控制开关6连接外部电源7或发电机组8，控制器9电性连接发动机10或发电机组8，发动机10带动发电机组8运行进行发电，控制器9电性连接控制开关6；
26.控制器9实时检测发电机组8的接入负荷；
27.若接入负荷小于标定阈值，则控制器9控制控制开关6接通，使电子增压器5工作向发动机10供气，空气依次经过空滤1、电子增压器5、单级废气涡轮增压器2、中冷器11后进入发动机10；否则，控制器9控制控制开关6断开，仅通过单级废气涡轮增压器2向发动机10供气，空气依次经过空滤1、单向阀4、单级废气涡轮增压器2、中冷器11后进入发动机10。即，当发电机组8在低负荷运行时通过电子增压器5给发动机10供气，可以有效提升低负荷的进气量，从而提高发动机10的突加能力，当发电机组8在中高负荷运行时，停止电子增压器5供气，而仅通过单级废气涡轮增压器2向发动机10供气，使单级废气涡轮增压器2可以更专注于优化中高负荷区域，这样能进一步提升发动机10功率密度的同时，有效降低发动机的有害排放，提升机组的突加响应能力。
28.比如500kw的柴油发电机组，在刚启动接入负载前，也就是0负荷的时候，整个发动机就处于涡轮增压器基本无效甚至负作用的情况。这时，通过发电机组自身能提供高压交流电的特点，将高功率的电子增压器通电接入。如上例500kw发电机组，发出40kw的高压交流电，来驱动高功率电子增压器。一方面高功率的电子增压器可以非常有效的提高机组处
于低负荷时的进气流量，另一方面提高的发动机功率也能一定程度提升排气能量，使涡轮增压器效率提升，进一步提升进气流量。
29.单向阀4右侧正压时关闭，右侧负压时开启。低负荷时，电子增压作用时，电子增压器5的压气机与涡轮增压器的压气机之间是正压，单向阀关闭。高负荷后，涡轮增压器开始工作，电子增压器在控制器作用下停止工作，这时涡轮增压器压气机前会产生负压，单向阀开启。
30.可以通过检测发电机组8的电流或电压，并根据电流或电压计算接入负荷电子增压器5为高功率的电子增压器，发电机组8自身发出的为高压交流电，类似的，外部电源7为高压交流电源。
31.连接管3通过三通管连接电子增压器5，电子增压器5由高转速交流无刷电机和常规的压气机组合而成，即电子增压器5可以使用现有成熟的高转速交流无刷电机和常规大小的压气机组合而成，技术简单，高效可靠。相对于现有技术的多级增压技术，本发明的结构简单，可靠性高。
32.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。


技术特征：
1.一种用于大功率发电机组的增压方法，其特征在于，包括：在空滤(1)与单级废气涡轮增压器(2)之间的连接管(3)上设置单向阀(4)，所述连接管(3)设有与所述单向阀(4)并联的电子增压器(5)，所述电子增压器(5)通过控制开关(6)连接外部电源(7)或发电机组(8)，控制器(9)电性连接发动机(10)或发电机组(8)，所述控制器(9)电性连接所述控制开关(6)；所述控制器(9)实时检测所述发电机组(8)的接入负荷；若所述接入负荷小于标定阈值，则所述控制器(9)控制所述控制开关(6)接通，使所述电子增压器(5)工作向所述发动机(10)供气；否则，所述控制器(9)控制所述控制开关(6)断开，仅通过所述单级废气涡轮增压器(2)向所述发动机(10)供气。2.根据权利要求1所述的一种用于大功率发电机组的增压方法，其特征在于，通过检测所述发电机组(8)的电流或电压，并根据电流或电压计算接入负荷。3.根据权利要求1所述的一种用于大功率发电机组的增压方法，其特征在于，所述电子增压器(5)为高功率的电子增压器。4.根据权利要求1所述的一种用于大功率发电机组的增压方法，其特征在于，所述外部电源(7)为高压交流电源。5.根据权利要求1所述的一种用于大功率发电机组的增压方法，其特征在于，所述连接管(3)通过三通管连接所述电子增压器(5)。6.根据权利要求1所述的一种用于大功率发电机组的增压方法，其特征在于，所述电子增压器(5)由高转速交流无刷电机和常规的压气机组合而成。

技术总结
本发明公开了一种用于大功率发电机组的增压方法，属于发动机增压控制技术领域，解决现有大功率发电机组单级增压的排放和突加能力差，或多级增压结构复杂和可靠性低的技术问题，方法包括：在空滤与单级废气涡轮增压器之间的连接管上设置单向阀，连接管设有与单向阀并联的电子增压器，电子增压器通过控制开关连接外部电源或发电机组，控制器电性连接发动机或发电机组，控制器电性连接控制开关；控制器实时检测发电机组的接入负荷；若接入负荷小于标定阈值，则控制器控制控制开关接通，使电子增压器工作向发动机供气；否则，控制器控制控制开关断开，仅通过单级废气涡轮增压器向发动机供气。机供气。机供气。


技术研发人员：潘昊 张万枝 温芹
受保护的技术使用者：广西玉柴船电动力有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/5/14