一种压缩天然气发动机余热综合利用系统

摘要

本发明公开了一种压缩天然气发动机（CNGE）余热综合利用系统及方法，涉及发动机的新型节能技术，它采用余热换热器利用尾气和/或缸套水余热对高压气瓶输出的高压燃气进行加热，利用两级膨胀机装置（一级为变膨胀比膨胀机、一级为定膨胀比膨胀机）对高压燃气进行降压处理，以达到发动机燃烧所需的燃气压力，同时利用膨胀机对压力能和余热进行综合利用，增大发动机输出轴功，提高发动机系统效率，增加行驶里程，节约天然气消耗。本发明的装置结构紧凑、性能可靠，回收了80%的燃气压缩过程消耗的能量，显著提高了天然气作为发动机燃料的优势。

主权项

一种压缩天然气发动机余热综合利用系统，包括通过燃气管路连接的压缩天然气储气装置、电磁阀、换热器组、膨胀机组、稳压阀组、燃气喷嘴、燃气混合器、压缩天然气发动机，其特征在于：所述膨胀机组包括相互串联的至少一台变膨胀比膨胀机和至少一台定膨胀比膨胀机，所述至少一台变膨胀比膨胀机的膨胀比是可变的，工作范围为3～20，所述至少一台定膨胀比膨胀机工作过程中膨胀比保持不变，膨胀比为5～20，并且所述至少一台定膨胀比膨胀机之前的各部件通过高压燃气管路连接，之后的各部件通过低压燃气管路连接；所述换热器组至少包括换热器Ⅰ、换热器Ⅱ、换热器Ⅲ；所述稳压阀组至少包括稳压阀Ⅰ、稳压阀Ⅱ；所述压缩天然气发动机的尾气管路中设有增压器单元，所述增压器单元包括增压器涡轮、增压器压气机；其中，所述压缩天然气储气装置的出气口和所述至少一台变膨胀比膨胀机的进气口间的燃气管路上至少设置所述电磁阀及换热器Ⅰ，所述至少一台变膨胀比膨胀机的出气口和所述至少一台定膨胀比膨胀机间的燃气管路上至少设置所述换热器Ⅱ及稳压阀Ⅰ，所述至少一台定膨胀比膨胀机的出气口和所述燃气喷嘴间的燃气管路上至少设置换热器Ⅲ及稳压阀Ⅱ，所述增压器涡轮驱动增压器压气机，所述增压器压气机将空气升压后输送至燃气混合器，所述增压器涡轮由压缩天然气发动机的尾气流驱动；所述换热器Ⅰ、换热器Ⅱ、换热器Ⅲ内的冷流体为压缩天然气，热流体为压缩天然气发动机的尾气或者为压缩天然气发动机的缸套冷却水，并按照如下方式设定各换热器中的热流体类型：所述换热器Ⅰ、Ⅱ的热流体由所述压缩天然气发动机尾气提供，换热器Ⅲ的热流体由压缩天然气发动机缸套冷却水提供；或，所述换热器Ⅰ、Ⅱ的热流体由压缩天然气发动机缸套冷却水提供，换热器Ⅲ的热流体由所述压缩天然气发动机尾气提供；或，所述压缩天然气发动机的尾气先部分或全部地经过各换热器，然后再汇总或单独通过所述增压器涡轮；或，所述压缩天然气发动机的尾气先流经所述增压器涡轮，然后再分流至各所述换热器。