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沼气发电机组的排放与发动机空燃比控制
编辑:广东瓦格耐电力科技有限公司   发布时间:2018-11-02

沼气发电机的空燃比与排放:空燃比A/F(A:air-空气,F:fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。空燃比是发动机运转时的一个重要参数,它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。

为使废气排放达到最佳,在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制,其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度转换成电信号后发送给控制器,使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内,由于混合气成分的不同,使燃烧速度产生很显著的差异,结果产生不同的排气成份。

供给浓混合气时,NO减少而CO、HC增多;供给略稀的混合气时(经济混合比附近),CO、HC减少而NO增多;供给稀混合气时,CO减少而HC增多。从发动机负荷分析表明,发动机满负荷时,燃烧不完全,生成的CO量增多;中等负荷时,混合气略稀,燃烧效率最高,CO、HC减少但NOx增多;在怠速和小负荷时,NOx排放量减少而CO和HC显著增多。

CO随负荷增加而降低,当进气管压力高于75kPa时,CO又开始上升,其原因供给混合气的空燃比随负荷增加而变稀,到进气管压力高于某个值后,空燃比又因混合气加浓装置起作用而变浓。HC和CO有大体相同的变化趋势,当燃烧室温度随负荷增加而升高,使缸壁激冷层厚度变薄,HC排放减少,当加浓装置起作用时,排放增加;NO的变化趋势与CO、HC相反,当负荷增加时,最高燃烧温度随之升高,混合气又变稀,又有充分的氧,为NO生成提供了条件,所以随负荷增加上升较快。

要有效控制排放必须保证最佳的空燃比。实现最佳的空燃比,关键是要保证氧传感器工作正常。若使用不当,会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失准,排气状况恶化,催化转化器效率降低,长时间会使催化转化器的使用寿命降低。

燃气发动机在燃气产量大的场合可连续稳定地运行,沼气发电机适合在大、中型沼气发电工程中使用,由于沼气与其他燃气的组分、热值、物理性能、着火温度、爆炸极限、燃烧特性存在很大差异,当利用燃气发动机燃烧沼气时,需对发动机的相关部件进行必要的调整或改装,还应根据发动机对空燃比和调节特性的要求,确定沼气发动机相应的阀芯。

沼气发电机组调试的目的是根据现场实际的沼气特性,将空燃比调整到最佳范围,使发动机达到设计的性能指标。而在调试过程中可采用便携沼气分析仪对沼气成分和空燃比进行随机监控,以便进行适当的调整。

由于沼气来源广泛,且具有较高的热值及较好的抗爆性,经济和效率较高等特点,在沼气发电机组的尾气排放达到要求的情况下,其应用将十分广阔。


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