双燃料发动机燃气泄漏监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及一种双燃料发动机，尤其是一种转速n≤300r/min的船用二冲程低速双燃料发动机的燃气泄漏监测系统和方法，属于双燃料发动机安全系统技术领域。

背景技术

双燃料发动机既可使用柴油也可使用LPG（液化石油气）或天然气等燃气，作为清洁能源的燃气具有热值高、燃烧充分、杂质含量少，燃烧后产生污染物极少等优点，满足国际海事组织Tier III排放法规的要求，双燃料发动机尤其是船用二冲程低速双燃料发动机的应用日益广泛。但双燃料发动机的燃气泄漏可能会引发严重事故，因此，在燃气供应系统的燃气进回气均采用双壁管型式，内管用于输送燃气，外管和内管之间的环形空腔用于通风或者充满压力高于内管中燃气压力的惰性气体，以避免燃气发生的危险。若内管的燃气泄漏至外管中时，可以通过抽气风机产生的负压将泄漏的燃气从双壁管的外壁中抽出，同时通过红外点气体检测仪来检测双壁管中的燃气是否泄漏。但是这种方式只能检测到燃气供应系统中存在燃气泄漏，要想判断泄漏的位置就需要对整个燃气供应系统进行保压试验逐步排查。由于整个燃气供应系统的复杂性，导致整个排查过程需要一到两天甚至更长的时间，严重影响双燃料发动机的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种双燃料发动机的燃气泄漏监测系统及监测方法，快速确定泄漏燃气的双燃料发动机的气缸号。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种双燃料发动机燃气泄漏监测系统，包括燃气供应单元、数个气缸燃气喷射执行器、燃气进气双壁管、燃气回气双壁管、抽气风机、数个红外点气体检测仪、多个温度传感器，以及控制系统的数据采集模块、数据处理模块和PC显示模块，所述燃气供应单元通过燃气进气双壁管依次与各气缸的燃气喷射执行器的进气端相连，各气缸的燃气回气依次通过燃气回气双壁管与各气缸燃气喷射执行器的回气端相连后旁接抽气风机；数个红外点气体检测仪一端分别与靠近抽气风机的燃气回气双壁管的外管相连；2个一组的温度传感器一端分别与各气缸燃气回气双壁管的外管相连，各温度传感器的信号线及各红外点气体检测仪的信号线分别与控制系统的数据采集模块输入端相连，数据采集模块输出端通过通讯线依次与数据处理模块及PC显示模块相连。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，所述温度传感器为Danfoss MBT5260型温度传感器，温度测量范围-50℃到+200℃。

进一步的，所述红外点气体检测仪为SIMTRONICS GD10P型温度传感器，用于检测甲烷以及其他碳氢化合物气体，标准0-100%LEL（爆炸下限的最低浓度，即单位体积的空气中含有LPG的百分比），精度标准5s；工作温度：-20℃至+45℃。

进一步的，所述抽气风机为全风CX-75S型中压透浦式风机，采用功率370W、转速2730r/min的隔爆型三相异步电动机，最大静压1.1/1.6 kpa，最大风量7/8 m³/min。

一种双燃料发动机燃气泄漏监测系统的监测方法，包括以下步骤：

1）计算温度平均值T

2）计算T

本发明燃气泄漏监测系统的温度传感器一端分别与各气缸燃气回气双壁管的外管相连，若双燃料发动机某气缸的燃气管路发生泄漏，泄漏的燃气会进入该气缸双壁管的外管中，该双壁管因燃气泄漏到外管内而导致温度明显下降。本发明的监测方法通过数据处理模块计算出作为安全基准点的温度平均值T

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明燃气泄漏监测系统的结构简图；

图2是本发明监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例以具有6个气缸的6S50ME-C 9.7 LPG型船用二冲程低速双燃料发动机为例，对该型号双燃料发动机的燃气泄漏监测系统作进一步说明。燃气泄漏监测系统包括燃气供应单元1、气缸燃气喷射执行器2、燃气进气双壁管3、燃气回气双壁管4、抽气风机5、2个红外点气体检测仪6、12个温度传感器7，以及控制系统8的数据采集模块81、数据处理模块82和PC显示模块83，本实施例的燃气供应单元1用于控制燃气喷射的开启和关闭，根据曲轴角度确定各气缸燃气喷射执行器3的启闭周期，将燃气分别喷入各个气缸。本实施例的气缸燃气喷射执行器2包括1号缸燃气喷射执行器21、2号缸燃气喷射执行器22、3号缸燃气喷射执行器23、4号缸燃气喷射执行器24、5号缸燃气喷射执行器25和6号缸燃气喷射执行器26。

燃气供应单元1通过燃气进气双壁管3依次与各气缸燃气喷射执行器2的进气端相连，各气缸的回气依次通过燃气回气双壁管4依次与1号缸燃气喷射执行器21至6号缸燃气喷射执行器26的回气端相连后旁接抽气风机5，2个红外点气体检测仪6一端分别与靠近抽气风机5的燃气回气双壁管4的外管41相连。抽气风机5将燃气回气双壁管4中的气体抽出，然后通过旁接在燃气回气双壁管4末端的2个红外点气体检测仪6来监测是否有燃气泄漏。2个红外点气体检测仪6互为备用。

2个一组的温度传感器7一端分别与各气缸燃气回气双壁管4的外管41相连，2个一组的温度传感器7亦互为备用。各温度传感器7的信号线71及2个红外点气体检测仪6的信号线61分别与控制系统8的数据采集模块81输入端相连，数据采集模块81输出端通过通讯线811依次与数据处理模块82及PC显示模块83相连。数据采集模块81将采集到的数据送到数据处理模块82处理后通过通讯线811连接到PC显示模块10显示处理后的数据。控制系统8的PC显示端9上会将各缸的温度显示在一个横坐标为时间纵坐标为温度的直角坐标系图表中，每一缸的温度曲线会以不同的颜色进行区分，可以选择同时显示也可以选择只显示需要的某一缸或某几缸的温度曲线。

温度传感器7为Danfoss MBT5260型温度传感器，温度测量范围-50℃到+200℃。红外点气体检测仪6为SIMTRONICS GD10P型温度传感器，用于检测甲烷以及其他碳氢化合物气体，标准0-100%LEL，精度标准5s；工作温度：-20℃至+45℃。抽气风机5为全风CX-75S型中压透浦式风机，采用功率370W、转速2730r/min的隔爆型三相异步电动机，最大静压1.1/1.6kpa，最大风量7/8 m³/min。

如图2所示，双燃料发动机燃气泄漏监测系统的监测方法包括以下步骤：

1）计算温度平均值T

2）计算T

假设本实施例的6S50ME-C 9.7 LPG型船用二冲程低速双燃料发动机的6号气缸燃气泄漏，各气缸的安全温度T

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。