專利名稱：高原地區內燃機發電設備功率補償裝置的制作方法
高原地區內燃機發電設備功率補償裝置技術領域
本發明屬于動力設備技術領域，是一種適用于高海拔地域發電作業的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置。
背景技術：
我國高海拔地區幅員遼闊，包括西藏、青海、新疆、云南、貴州、四川等地，占據全國版圖的相當大一部分。全國海拔2 0 0 Om以上的地區占33%，而平均海拔40 0 0 m 以上的青藏高原面積達2 2 0 2 30萬(km2 )，約占全國面積達2 2 % 2 3%之多。特別是西部開發以來，高原地區的人口、經濟、工業、交通迅速發達。因此，這些地區的電力供應越來越顯不足，加之近些年來自然災害頻繁，野外工程施工及抗災搶險地段遠離供電線路，需要臨時或應急供電的機會也不斷增多。目前，絕大多數以內燃機為動力的發電設備，其動力是通過燃料油與空氣混合燃燒，將熱能轉換為機械能來提供。但是，由于高海拔地區空氣稀薄，大氣壓低，僅靠內燃機工作缸內吸氣行程由負壓自然吸入的空氣量，遠不能達到燃油燃燒所需要的設計供氧量，而內燃機燃油噴射并不減少，其功率遠遠達不到內燃機的額定功率，而且有三分之一左右的燃油因缺氧不能完全燃燒而變為煙碳排出。據試驗調查，在海拔1000米以上時，每增高1000米，內燃機功率會降低10%，當海拔4000米時， 內燃機功率的下降將達30%左右，嚴重影響內燃機發電機組的發電效率；而且由于燃料燃燒不充分，造成燃料很大的浪費，并容易在氣缸內形成積炭，導致內燃機不能正常工作，甚至帶來內燃機的損壞。另外，內燃機排出的廢氣中存在大量的燃料轉化為煙碳，對周圍大氣的污染嚴重。目前，針對高原地區的特殊環境條件，現有技術還沒有解決這一問題的有效措施。發明內容
本發明的目的是提供一種能夠有效地補償和提高內燃機發電設備的輸出功率、減少無功損耗，節約能源，利于環境保護的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置。
實現本發明的目的所采取的技術方案是該功率補償裝置是由空氣濾清器、電動空氣壓縮機、油水分離器、高壓儲氣罐組成，其中，空氣濾清器通過輸氣管線與電動空氣壓縮機連接，電動空氣壓縮機通過高壓輸氣管依次與油水分離器、高壓儲氣罐連接，高壓儲氣罐通過高壓輸氣管連接有用于和發電設備內燃機的空氣濾清器及進氣管連接的三通管，三通管的一端設有單向閥，電動空氣壓縮機的電源輸入端通過電纜與發電設備的電力輸出端連接。
所述高壓儲氣罐出氣口部位的高壓輸氣管上設有用于補償氣體通斷控制的氣體電磁閥，氣體電磁閥的直流電源導線與發電設備內燃機的啟動開關連接，并在所述直流電源導線上串接有真空壓力開關。
所述電動空氣壓縮機的電源電纜上串接有用于自動控制電動空氣壓縮機啟停的氣體壓力開關，該氣體壓力開關的氣壓控制端與高壓儲氣罐連通。
所述高壓儲氣罐上設有壓力傳感器，壓力傳感器通過信號傳輸線連接有數字顯示ο
按照上述方案制成的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，能夠有效地保證發電設備的內燃機吸氧充足，使其輸出功率達到額定功率的95%以上；并能使燃油在內燃機的燃燒室內充分燃燒，由此消除燃料的浪費，提高燃料的利用率，節約能源，凈化尾氣排放， 避免大氣污染，利于環境保護。而且，該功率補償裝置安裝方便，其工作啟停能夠實現自動化控制。另外，該功率補償裝置能耗低，其耗能不超過發電設備總功率的5 %。


圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施方式
參看圖1，本發明的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，該裝置安裝在內燃機發電設備的底座上，是由空氣濾清器1、電動空氣壓縮機2、油水分離器3、高壓儲氣罐5組成，其中，空氣濾清器1通過輸氣管線與電動空氣壓縮機2連接，電動空氣壓縮機2通過高壓輸氣管依次與油水分離器3、高壓儲氣罐5連接，高壓儲氣罐5通過高壓輸氣管連接有用于和內燃機7的空氣濾清器10及進氣管連接的三通管8，三通管8的一端設有單向閥9，設置單向閥9，既不影響內燃機7的空氣濾清器10進氣，又可防止功率補償裝置補償壓縮氣體的泄露。所述電動空氣壓縮機2的電源輸入端通過電纜16與內燃機發電設備的電力輸出端連接，并在電動空氣壓縮機2的電源電纜16上串接有與高壓儲氣罐5連通的空氣壓力開關15，該空氣壓力開關15的氣壓控制端可與高壓儲氣罐5的進氣管4連通，用于自動控制電動空氣壓縮機2的啟停，當高壓儲氣罐5內的壓力低于設定下限值時，空氣壓力開關15 自動閉合接通電源，電動空氣壓縮機2開始工作，向高壓儲氣罐5內補充壓縮空氣；當高壓儲氣罐5內的壓力高于設定上限值時，空氣壓力開關15自動切斷電源，電動空氣壓縮機2 停止工作。在高壓儲氣罐5出氣口部位的高壓輸氣管上設有用于補償氣體通斷控制的氣體電磁閥6，氣體電磁閥6的直流電源導線11與內燃機7的啟動開關連接，并在所述直流電源導線11上串接有真空壓力開關12。氣體電磁閥6在內燃機7的啟動開關的控制下與內燃機7同時啟閉，氣體電磁閥6同時由真空壓力開關12控制其直流電源線路的通斷，當發電作業的環境大氣壓力低于真空壓力開關12的設定壓力時，真空壓力開關12則自動閉合，接通氣體電磁閥6的直流電源線路，氣體電磁閥6隨之打開，此時功率補償裝置即向內燃機7 的進氣管補償空氣，保證內燃機7內的燃料充分燃燒，輸出功率達到內燃機7設計的額定功率。當發電作業的環境大氣壓力高于真空壓力開關12的設定壓力時，真空壓力開關12則自動斷開，氣體電磁閥6隨之關閉，該功率補償裝置即停止向內燃機內燃機7的進氣管補償空氣，內燃機內燃機7以平原工作狀態運行。在高壓儲氣罐5上設有壓力傳感器14，壓力傳感器14通過信號傳輸線連接有數字顯示器13，數字顯示器14可安裝在發電設備的控制柜內，以供發電操作人員觀察監視高壓儲氣罐5內的氣體壓力。本案中的空氣濾清器1、電動空氣壓縮機2、油水分離器3、高壓儲氣罐5以及所用閥件和開關等，均可在市場上直接購置，其結構不再贅述。
工作原理本裝置中設置的空氣壓縮機2是壓縮空氣的發生裝置，它是氣源補償供給的主體，電動空氣壓縮機2在工作過程中，要吸進大量的空氣，因此，在電動空氣壓縮機2的進氣道中通過輸氣管線連接有空氣濾清器1，通過空氣濾清器1，可使電動空氣壓縮機2吸入過濾凈化后的空氣，再通過油水分離器3，分離并去除壓縮空氣中的塵、水、油霧后，進入高壓儲氣罐5，并通過氣體電磁閥6的啟閉，向內燃機發電設備進行氣源輸送，實現功率損失補償的目的。本發明的功率補償裝置在使用時，可將該裝置安裝在內燃機發電設備的底座上，將所述三通管8連接在內燃機7的空氣濾清器10的出氣口與內燃機進氣管之間，并將電動空氣壓縮機2的電源輸入端通過電纜16與發電設備的電力輸出端連接。當內燃機發電設備在高原地域進行發電作業時，在內燃機7的啟動開關打開的同時，氣體電磁閥6的電源也隨之接通，當環境氣壓高于設定壓力值時，則真空壓力開關12處于斷開狀態， 氣體電磁閥6也隨之處于關閉狀態，此時，所述功率補償裝置停止運行；當環境氣壓低于設定壓力值時，則真空壓力開關12自動閉合，氣體電磁閥6由其電源線路接通而打開，高壓儲氣罐5內的壓縮空氣向內燃機7補償高壓空氣，從而保證內燃機7的輸出功率達到額定功率。當高壓儲氣罐5內儲存的氣體壓力低于設定下限值時，空氣壓力開關15自動閉合接通電源，電動空氣壓縮機2開始工作，向高壓儲氣罐5內補充壓縮空氣；當高壓儲氣罐5內的壓力高于設定上限值時，空氣壓力開關15自動切斷電源，電動空氣壓縮機2停止工作。因此，所述功率補償裝置的工作啟停全部處于自動控制狀態，無需人工操作，使用十分方便。 而且其自身消耗功率很少，僅為內燃機發電設備消耗總功率的5 %左右。
權利要求
1.一種高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，其特征在于該功率補償裝置是由空氣濾清器、電動空氣壓縮機、油水分離器、高壓儲氣罐組成，其中，空氣濾清器通過輸氣管線與電動空氣壓縮機連接，電動空氣壓縮機通過高壓輸氣管依次與油水分離器、高壓儲氣罐連接，高壓儲氣罐通過高壓輸氣管連接有用于和發電設備內燃機的空氣濾清器及進氣管連接的三通管，三通管的一端設有單向閥，電動空氣壓縮機的電源輸入端通過電纜與發電設備的電力輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，其特征在于所述高壓儲氣罐出氣口部位的高壓輸氣管上設有用于補償氣體通斷控制的氣體電磁閥，氣體電磁閥的直流電源導線與發電設備內燃機的啟動開關連接，并在所述直流電源導線上串接有真空壓力開關。
3.根據權利要求1所述的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，其特征在于所述電動空氣壓縮機的電源電纜上串接有用于自動控制電動空氣壓縮機啟停的氣體壓力開關， 該氣體壓力開關的氣壓控制端與高壓儲氣罐連通。
4.根據權利要求1所述的高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，其特征在于所述高壓儲氣罐上設有壓力傳感器，壓力傳感器通過信號傳輸線連接有數字顯示器。
全文摘要
本發明涉及一種高原地區內燃機發電設備功率補償裝置，是由安裝在內燃機發電設備底座上的空氣濾清器、電動空氣壓縮機、油水分離器、高壓儲氣罐組成，其中，高壓儲氣罐通過高壓輸氣管連接有用于和發電設備內燃機的空氣濾清器及進氣管連接的三通管，并在高壓儲氣罐出氣口部位的高壓輸氣管上設有用于補償氣體通斷控制的氣體電磁閥。該車通過功率補償裝置的設置，能夠有效地保證發電設備的內燃機吸氧充足，使其輸出功率達到額定功率的95%以上；并能使燃油在內燃機的燃燒室內充分燃燒，由此消除燃料的浪費，提高了燃料的利用率，節約能源，凈化尾氣排放，避免大氣污染，利于環境保護。
文檔編號F02B63/04GK102536448SQ20121000302
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者孫健軍 申請人:河南宜和城保裝備科技實業有限公司