一种燃气发电机组文丘里混合器的制作方法

本发明涉及文丘里混合器技术领域，具体涉及一种燃气发电机组文丘里混合器。

背景技术：

文丘里混合器是燃气发电机一种常用的的混合器，不同空燃比的混合气体会对发电机的工作效率会造成较大的影响，现有的文丘里混合器对于燃气发电机的燃气和空气进入混合器的空燃比控制能力较弱，不利于实现燃气发电机的精确控制，为此，本发明提供了一种燃气发电机组文丘里混合器，以至少部分地解决上述问题。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种燃气发电机组文丘里混合器，其包括：外管、内管、进气装置、出气装置、燃气进气管道、阀门组、传感器组和控制器；

所述内管套设在所述外管中，所述内管从左到右依次分为第一管部、第二管部和第三管部；所述第一管部中设有隔仓，所述隔仓左端与所述进气装置连通，所述隔仓右端与所述第二管部连通，所述隔仓左端设有第一电控阀门，所述隔仓右端设有第二电控阀门；

至少两条所述燃气进气管道分别设置在所述内管的上方和下方，所述燃气进气管道包括主进气管道、分气仓、第一分管道、第二分管道和第三分管道；所述主进气管道与所述分气仓相连，所述第一分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第一管部相连；所述第二分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第二管部相连；所述第三分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述第三管部相连；位于所述内管上方的所述第一分管道一端与所述分气仓相连，另一端与所述隔仓连通；

所述第一分管道、所述第二分管道和所述第三分管道上均设有所述阀门组，所述阀门组用于控制管道的通断；所述内管上还设有燃料输出口；

所述控制器内设置有对应的多种控制参量的标准值，其将实时检测的结果与多种控制参量的标准值进行比较，从而确定空气流速和燃气流速是否满足混合比例的要求，若满足，所述控制器则按照当前的进气状态进行进气混合，若不满足，所述控制器则通过调整被控元件对进气方式进行调整；其中，所述被控元件包括：所述阀门组、所述第一电控阀门和所述第二电控阀门；所述控制器中储存有压力标准值p标、标准空气燃气比k标和气体标准输出流速v标。

进一步地，所述第一管部的横截面积和所述第三管部的横截面积均大于所述第二管部的横截面积。

进一步地，所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积相同，所述第二分管道的横截面积大于所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积。

进一步地，所述阀门组包括至少两个止流阀和至少三个变压阀，变压阀包括低倍大气压阀、高倍大气压阀和微变气压阀。

进一步地，所述出气装置包括端盖和开盖器，所述端盖套设在所述外管上，所述端盖上开设有出气通道，所述开盖器设置在所述端盖上，且所述开盖器堵住出气通道，当所述内管内气压过高时，可通过打开所述开盖器进行泄压操作。

进一步地，所述传感器组包括流速传感器组和压力传感器组，所述流速传感器组包括：

第一流速传感器，其设置在所述隔仓内，用以检测所述隔仓内的气体流速v1；

第二流速传感器，其设置在所述第一管部中，以检测刚进入所述内管的气体的流速v2；

第三流速传感器，其设置在所述第一分管道内部，以检测所述第一分管道内的流速v3；

第四流速传感器，其设置在所述第二分管道内部，以检测所述第二分管道内的流速v4；

第五流速传感器，其设置在所述第三分管道内部，以检测所述第三分管道内的流速v5；

第六流速传感器，其设置在所述燃料输出口附近，以检测燃料所述输出口输出的气体流速v6。

进一步地，所述压力传感器组包括：第一压力传感器，其设置在所述端盖上，且所述第一压力传感器设置在所述端盖的内壁上，所述第一压力传感器用以检测所述内管内的压力p1。

进一步地，所述控制器控制所述第一电控阀门、所述第二电控阀门打开和所述第二分管道上的所述阀门组打开，空气从所述进气装置进入所述内管中，燃气从所述第二分管道进入所述内管中，空气和燃气在所述内管中进行混合，混合后的气体经由所述燃料输出口离开所述混合器；

所述控制器中对于所述内管内的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为所述第一管部的横截面积，s2为所述第二分管道的横截面积，v2为进入所述内管的空气流速，v4为所述第二分管道内燃气的流速。

进一步地，若实时空燃比k大于标准空气燃气比k标，且气体流速v6大于等于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门打开，所述第二电控阀门关闭，所述第二分管道上的所述阀门组打开，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组均关闭，所述控制器中对所述内管的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为所述第一管部的横截面积，s2为所述第二分管道的横截面积，s3为所述隔仓的横截面积，v2为进入所述内管的空气流速，v4为所述第二分管道内燃气的流速；

若实时空燃比k大于标准空气燃气比k标，气体流速v6小于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均关闭，所述第二分管道上的所述阀门组打开，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组均关闭，所述控制器中对于所述内管的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s2为所述第二分管道的横截面积，s3为所述隔仓的横截面积，v2为进入所述内管的空气流速，v4为所述第二分管道内燃气的流速。

进一步地，若实时空燃比k小于标准空气燃气比k标，气体流速v6大于等于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开，所述第一分管道和所述第二分管道上的所述阀门组关闭，所述第三分管道上的所述阀门组打开，所述控制器中对于所述内管的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为所述第一管部的横截面积，s4为所述第三分管道的横截面积，v2为进入所述内管的空气流速，v5为所述第三分管道内燃气的流速；

若实时空燃比k小于标准空气燃气比k标，气体流速v6小于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开，所述第二分管道上的所述阀门组关闭，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组打开，所述控制器中对于所述内管的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为所述第一管部的横截面积，s4为所述第三分管道的横截面积，v2为进入所述内管的空气流速，v5为所述第三分管道内燃气的流速。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明所述的内管中设有隔仓，所述隔仓左端与所述进气装置连通，所述隔仓右端与所述第二管部连通，所述隔仓左端设有第一电控阀门，所述隔仓右端设有第二电控阀门；在正常工作情况下，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开；若实时空燃比k大于标准空气燃气比k标，且气体流速v6大于等于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门打开，若实时空燃比k大于标准空气燃气比k标，气体流速v6小于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均关闭，本发明通过调整所述第一电控阀和所述第二电控阀的开闭状态，以减小进入所述内管中空气的流量；相反的，当实时空燃比k小于标准空气燃气比k标时，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开。

进一步地，本发明所述的燃气进气管道包括主进气管道、分气仓、第一分管道、第二分管道和第三分管道；所述第二分管道的横截面积大于所述第一分管道和所述第三分管道的横截面积，正常情况下，燃气从第二分管道进入所述内管，若实时空燃比k小于标准空气燃气比k标，气体流速v6大于等于气体标准输出流速v标，所述第一分管道和所述第二分管道上的所述阀门组关闭，所述第三分管道上的所述阀门组打开；若实时空燃比k小于标准空气燃气比k标，气体流速v6小于气体标准输出流速v标，所述控制器控制所述第一电控阀门和所述第二电控阀门均打开，所述第二分管道上的所述阀门组关闭，所述第一分管道和所述第三分管道上的所述阀门组打开，本发明通过将所述第二分管道供应燃气切换为所述第一分管道和/或第三分管道供应燃气以实现空燃比k的调节。

进一步地，所述第一分管道、所述第二分管道和所述第三分管道上均设有所述阀门组，控制器通过控制所述阀门组进一步调节各管道的流速。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为本发明所述的燃气发电机组文丘里混合器的一种实施例的结构示意图；

图2为图1所述的阀门组的结构示意图。

附图说明：

1：外管2：内管

3：进气装置4：出气装置

5：燃气进气管道6：阀门组

8：燃料输出口11：隔仓

111：第一电控阀门112：第二电控阀门

41：端盖42：开盖器

51：主进气管道52：分气仓

53：第一分管道54：第二分管道

55：第三分管道6101：止流阀

6102：大气压阀6103：高倍大气压阀

6104：微变气压阀71：第一流速传感器

72：第二流速传感器

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参阅图1所示，本发明提供了一种燃气发电机组文丘里混合器，器包括外管1、内管2、进气装置3、出气装置4、燃气进气管道5、阀门组6、传感器组和控制器；

具体而言，内管2套设在外管1中，内管2为文丘里管道，内管2从左到右依次分为第一管部、第二管部和第三管部；第一管部的横截面积和第三管部的横截面积均大于第二管部的横截面积；第一管部中设有隔仓11，隔仓11左端与进气装置3连通，隔仓11右端与第二管部连通，隔仓11左端设有第一电控阀门111，第一电控阀门111用以控制隔仓11与进气装置3的通断；隔仓11右端设有第二电控阀门112，第二电控阀门112用以控制隔仓11与第二管部的通断；

具体而言，至少两条燃气进气管道5分别设置在内管2的上方和下方，燃气进气管道5包括主进气管道51、分气仓52、第一分管道53、第二分管道54和第三分管道55；主进气管道51与分气仓52相连，第一分管道53一端与分气仓52相连，另一端与第一管部相连；第二分管道54一端与分气仓52相连，另一端与第二管部相连；第三分管道55一端与分气仓52相连，另一端与第三管部相连；其中，位于内管2上方的第一分管道53一端与分气仓52相连，另一端与隔仓11连通，第一分管道53和第三分管道55的横截面积相同，第二分管道54的横截面积大于第一分管道53和第三分管道55的横截面积。

结合图2所示，第一分管道53、第二分管道54和第三分管道55上均设有阀门组6，阀门组6用于控制管道的通断，同时，阀门组6还可控制进入内管2的气体的压力，阀门组6包括两个止流阀6101和若干个变压阀，在本发明所述的实施例中，共设有三个变压阀，分别为低倍大气压阀6102，高倍大气压阀6103和微变气压阀6104。

具体而言，本发明中所述的低倍大气压阀6102可控制进入内管2的气体压力为低倍大气压，同理，高倍大气压阀6103可控制进入内管2的气体压力为高倍大气压；微变气压阀6104在低倍大气压阀6102或高倍大气压阀6103起作用后，在低倍大气压或高倍大气压的基础上，对管道内的气体压强进行微调。其中，微变气压阀6104可对管道内的气压调节方式包括增大气压或减小气压。本领域所属技术人员可以理解的是，止流阀6101用以截断管道内气体的流通，本发明所述的变压阀均设置在两个止流阀6101中间。当变压阀出现故障或者需要更换其它类型的变压阀时，工作人员仅需关闭变压阀两端的止流阀6101即可对变压阀进行更换，方便了维修和作业。本发明中所述的低倍气压包括但不限于正常大气压强的0.3倍，0.5倍，0.75倍，1倍，1.25倍；本发明中所述的高倍大气压强包括但不限于正常气压强的2倍，2.2倍，3倍。

具体而言，出气装置4包括端盖41和开盖器42，端盖41套设在外管1上，端盖41上开设有出气通道，开盖器42设置在端盖41上，且开盖器42堵住出气通道，当内管2内气压过高时，可通过打开开盖器42进行泄压操作。内管2上开设有燃料输出口8。

具体而言，传感器组包括流速传感器组和压力传感器组，流速传感器组包括：

第一流速传感器71，其设置在隔仓11内，用以检测隔仓11内的气体流速v1；

第二流速传感器72，其设置在第一管部中，用以检测刚进入内管2的气体的流速v2；

第三流速传感器，其设置在第一分管道53内部，用以检测第一分管道53内的流速v3；

第四流速传感器，其设置在第二分管道54内部，用以检测第二分管道54内的流速v4；

第五流速传感器，其设置在第三分管道55内部，用以检测第三分管道55内的流速v5；

第六流速传感器，其设置在燃料输出口8附近，以检测燃料输出口8输出的气体流速v6。

压力传感器组包括：

第一压力传感器，其设置在端盖41上，且第一压力传感器设置在端盖41的内壁上，第一压力传感器用以检测内管2内的压力p1。

本发明所述的燃气发电机组文丘里混合器还包括控制器，本发明中的控制器可以是plc控制器，也可以是单片机等接受远程终端控制的其它控制装置。控制器中储存有提前预设好的控制程序，控制器电连接传感器组，并接收各传感器传输回的电信号，控制器根据电信号控制被控元件执行相应的程序。被控元件包括：阀门组6、第一电控阀门111和第二电控阀门112。

具体而言，控制器内设置有对应的多种控制参量的标准值，其将实时检测的结果与多种控制参量的标准值进行比较，从而确定空气流速和燃气流速是否满足混合比例的要求，若满足，则按照当前的进气状态进行进气混合，若不满足，则通过调整被控元件对进气方式进行调整；

控制器中储存有压力标准值p标、标准空气燃气比k标和气体标准输出流速v标；正常情况下，控制器控制第一电控阀门111、第二电控阀门112打开，同时控制第二分管道54上的阀门组6打开，空气从进气装置3进入内管2中，燃气从第二分管道54进入内管2中，空气和燃气在内管2中进行混合，混合后的气体经由燃料输出口8离开混合器。

此时，控制器中对于内管2内的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为第一管部的横截面积，s2为第二分管道54的横截面积，v2为进入内管2的空气流速，v4为第二分管道54内燃气的流速。

若实时空燃比k大于标准空气燃气比k标，进而判断气体流速v6是否等于气体标准输出流速v标，若气体流速v6大于等于气体标准输出流速v标，控制器控制第一电控阀门111打开，第二电控阀门112关闭，同时控制第二分管道54上的阀门组6打开，第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6均关闭，此时，控制器中对于内管2内的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为第一管部的横截面积，s2为第二分管道54的横截面积，s3为隔仓11的横截面积，v2为进入内管2的空气流速，v4为第二分管道54内燃气的流速。

在本发明的一些实施例中，控制器还通过调节低倍大气压阀6102，高倍大气压阀6103或微变气压阀6104开闭状态进一步调整燃气从第二分管道54进入内管2的流速。

具体而言，若实时空燃比k大于标准空气燃气比k标，气体流速v6小于气体标准输出流速v标，控制器控制第一电控阀门111和第二电控阀门112均关闭，同时控制第二分管道54上的阀门组6打开，第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6均关闭，此时，控制器中对于内管2内的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s2为第二分管道54的横截面积，s3为隔仓11的横截面积，v2为进入内管2的空气流速，v4为第二分管道54内燃气的流速。

在本发明的一些实施例中，控制器还通过调节低倍大气压阀6102，高倍大气压阀6103或微变气压阀6104开闭状态从而增大燃气从第二分管道54进入内管2的流速。

具体而言，若实时空燃比k小于标准空气燃气比k标，气体流速v6大于等于气体标准输出流速v标，控制器控制第一电控阀门111和第二电控阀门112均打开，同时控制第一分管道53和第二分管道54上的阀门组6关闭，控制第三分管道55上的阀门组6打开，此时，控制器中对于内管2内的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为第一管部的横截面积，s4为第三分管道55的横截面积，v2为进入内管2的空气流速，v5为第三分管道55内燃气的流速；同时，控制器还通过调节低倍大气压阀6102，高倍大气压阀6103或微变气压阀6104开闭状态以进一步调节燃气从第三分管道55进入内管2的流速。

具体而言，若实时空燃比k小于标准空气燃气比k标，气体流速v6小于气体标准输出流速v标，控制器控制第一电控阀门111和第二电控阀门112均打开，同时控制第二分管道54上的阀门组6关闭，控制第一分管道53和第三分管道55上的阀门组6打开，此时，控制器中对于内管2内的实时空燃比k的计算公式包括：

,式中，s1为第一管部的横截面积，s4为第三分管道55的横截面积，v2为进入内管2的空气流速，v5为第三分管道55内燃气的流速；同时，控制器还通过调节低倍大气压阀6102，高倍大气压阀6103或微变气压阀6104开闭状态以进一步调节燃气从第一分管道53和第三分管道55进入内管2的流速。

在某些特定情况下，若内管2中的压力过大，即内管2内的压力p1大于压力标准值p标时，可控制开盖器42打开以执行泄压操作，从而保证混合器的安全性。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。