基于氢燃机危险气体泄漏的保护方法及装置
本发明公开了基于氢燃机危险气体泄漏的保护方法及装置，该方法，包括燃机罩壳部分的泄漏的危险气体抽排：壳内状态数据监测得到第一数据监测结果的第一优选值数据构建变频鼓风机控制算法，控制和调节变频鼓风机的转速和出力以排出泄漏的第一危险气体；燃料管路套部分的泄漏的危险气体抽排：套内状态数据监测得到第二数据监测结果优选值计算以得到第二优选值数据和第一优选值数据的差值构建变频抽风机控制算法，控制变频抽风机的运行模式并控制和调节变频抽风机的转速和出力，使燃料管路套内形成负压得以高效排出泄漏的第二危险气体。本发明及时有效地检测发现并排出泄漏的氢燃料，形成工程可行且安全可靠的氢燃料泄漏诊断和防护措施。
发明专利
CN202311475512.9
2023-11-07
CN117646676A
2024-03-05
F02C7/00(2006.01)
国家电投集团北京重燃能源科技发展有限公司
王伏忠;辛芳;王金建;张绪炎;沈新军;王秋实;赵瑜;钟智超;王磊
100016 北京市朝阳区酒仙桥路6号院4号楼1至15层101内3层
北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
张润
北京;11
1.一种基于氢燃机危险气体泄漏的保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 燃机罩壳部分的泄漏的危险气体抽排：利用第一传感器进行壳内状态数据监测得到第一数据监测结果，对所述第一数据监测结果进行优选值计算以得到第一优选值数据，基于所述第一优选值数据构建变频鼓风机控制算法，并利用所述变频鼓风机控制算法控制和调节变频鼓风机的转速和出力以排出泄漏的第一危险气体； 燃料管路套部分的泄漏的危险气体抽排：利用第二传感器进行套内状态数据监测得到第二数据监测结果，对所述第二数据监测结果进行优选值计算以得到第二优选值数据，基于所述第二优选值数据和所述第一优选值数据的差值构建变频抽风机控制算法，并利用所述变频抽风机控制算法控制变频抽风机的运行模式并控制和调节变频抽风机的转速和出力，使燃料管路套内形成负压得以高效排出泄漏的第二危险气体。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传感器安装在氢燃机的燃机罩壳内的第一预设位置，所述第二传感器安装在氢燃机的燃料管路套上的第二预设位置；所述第一传感器和所述第二传感器，分别包括气体浓度传感器、压力传感器和温度传感器中的多种。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一数据监测结果进行优选值计算以得到第一优选值数据，基于所述第一优选值数据构建变频鼓风机控制算法，包括： 根据监测到的燃机罩壳内危险气体浓度数据、压力数据和温度数据计算第一危险气体浓度数据优选值、第一压力数据优选值和第一温度数据优选值； 根据所述第一危险气体浓度数据优选值、第一压力数据优选值、第一温度数据优选值以及监测的环境温度数据和环境压力数据，构建变频鼓风机控制算法。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当燃机罩壳内第一危险气体浓度超过第一报警阈值，调整变频鼓风机的运行模式为变频高速运行模式，并按照变频鼓风机控制算法依据超过第一报警阈值的严重程度增大变频鼓风机的出力；在泄漏的第一危险气体浓度低于第一安全阈值时，按照变频鼓风机控制算法控制减小变频鼓风机的出力。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述排出泄漏的第一危险气体时包括：基于当前燃机运行工况数据和第一危险气体泄漏程度，执行对应的燃机保护动作，包括： 在氢燃机处于带负荷运行的工况下，当第一危险气体泄漏程度高于第一报警阈值时，则触发保护性快速降负荷，按照第一速率快速降负荷，直至第一危险气体泄漏低于第一安全阈值后延时第一时间后停止快速降负荷； 在氢燃机处于未带负荷运行的工况下，当第一危险气体泄漏程度高于第一报警阈值时，则触发保护性快速减燃料，按照第二速率减燃料，直至第一危险气体泄漏低于第一安全阈值后延时第二时间后停止减燃料； 当第一危险气体泄漏程度高于第一保护跳机阈值时，延时第三时间后，直接触发保护跳机。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二优选值数据和所述第一优选值数据的差值构建变频抽风机控制算法，包括： 根据燃料管路套内危险气体浓度数据、压力数据和温度数据计算第二危险气体浓度数据优选值、第二压力数据优选值和第二温度数据优选值； 根据所述第二压力数据优选值和第二温度数据优选值与所述第一压力数据优选值和第一温度数据优选值计算得到压力差值和温度差值； 根据所述压力差值和温度差值以及所述第二危险气体浓度数据优选值、第二压力数据优选值和第二温度数据优选值构建变频抽风机控制算法。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当燃料管路套内第二危险气体浓度超过第二报警阈值，调整变频抽风机的运行模式为变频高速运行模式，并按照变频抽风机控制算法依据超过第二报警阈值的严重程度增大变频抽风机的出力；在泄漏的第二危险气体浓度低于第二安全阈值，按照变频抽风机控制算法控制减小变频抽风机的出力。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述排出泄漏的第二危险气体时，包括：基于当前燃机运行工况数据和第二危险气体泄漏程度，执行对应的燃机保护动作，包括： 在氢燃机处于带负荷运行的工况下，当第二危险气体泄漏程度高于第二报警阈值时，则触发保护性快速降负荷，按照第三速率快速降负荷，直至第二危险气体泄漏低于第二安全阈值后延时第四时间后停止快速降负荷； 在氢燃机处于未带负荷运行的工况下，当第二危险气体泄露程度高于第二报警阈值时，则触发保护性快速减燃料，按照第四速率减燃料，直至第二危险气体泄漏低于第二安全阈值后延时第五时间后停止减燃料； 当第二危险气体泄露程度高于第二保护跳机阈值时，延时第六时间后，直接触发保护跳机。 9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括： 基于所述第一数据监测结果的危险气体浓度数据、压力数据和温度数据的数量及对应所述第一数据监测结果中各信号的测量值和信号质量，以通过第一信号调理优选算法得到所述第一优选值数据； 基于所述第二数据监测结果的危险气体浓度数据、压力数据和温度数据的数量及对应所述第二数据监测结果中各信号的测量值和信号质量，以通过第二信号调理优选算法得到所述第二优选值数据。 10.一种基于氢燃机危险气体泄漏的保护装置，其特征在于，包括： 燃机罩壳部分的泄漏的危险气体抽排模块，用于利用第一传感器进行壳内状态数据监测得到第一数据监测结果，对所述第一数据监测结果进行优选值计算以得到第一优选值数据，基于所述第一优选值数据构建变频鼓风机控制算法，并利用所述变频鼓风机控制算法控制和调节变频鼓风机的转速和出力的大小以排出泄漏的第一危险气体； 燃料管路套部分的泄漏的危险气体抽排模块，用于利用第二传感器进行套内状态数据监测得到第二数据监测结果，对所述第二数据监测结果进行优选值计算以得到第二优选值数据，基于所述第二优选值数据和所述第一优选值数据的差值构建变频抽风机控制算法，并利用所述变频抽风机控制算法控制变频抽风机的运行模式并控制和调节变频抽风机的转速和出力大小，使得燃料管路套内形成负压得以高效排出泄漏的第二危险气体。