率、發電機效率和電效率。
[0024]該生物質氣發電機組熱效率及電效率測量裝置的工作過程為沼氣池或熱裂解生物質氣發生爐中產生的生物質氣儲存在水封式生物質氣儲罐101，生物質氣發動機109起動時，生物質氣經生物氣過濾器102過濾掉其中的顆粒等后進入生物質氣除水器104，除去其中多余水分，防止生物質氣中含水量過高使發動機點火困難、燃燒速度慢，進入混合器107中與空氣充分混合后，供給生物質氣發動機109燃燒放熱，對外做功。在生物質氣管路中串聯流量計105，并連接了生物質氣成分測量儀106實時測量生物質的流量和成分。發動機的功率輸出端串聯扭矩傳感器110，燃燒連接到發電機111，發電機111和負載114連接，線路中串聯電流表113，并聯電壓表112，實時測量發電機111的輸出電流和電壓。數據采集處理系統115采集各項參數并計算生物質氣發動機的熱效率、發電機的效率和生物質氣發電機組的電效率。
[0025]本發明提供了用于生物質氣發電機組熱效率及電效率的測量方法。下面將參考圖2來進行詳細描述。
[0026]在步驟S1中，首先起動生物質氣發電機組，使其在某一工況穩定運行；然后在步驟S2中數據采集系統采集生物質氣流量和生物質氣成分；步驟S3中，數據處理系統通過系統中存儲的不同氣體的熱值計算生物質氣的實際熱值，并結合流量計算輸入到生物質氣發電機組的熱量；步驟S4中，利用發動機的轉速及扭矩傳感器所采集的發動機輸出扭矩計算發動機的功率；步驟S5中，通過計算發動機功率和輸入熱量的比值得到生物質氣發動機的熱效率。步驟S6中，利用發電機輸出電壓和電流計算發電機的輸出電功率；步驟S7中，通過計算電功率和發動機輸出功率的得到發電機的效率，通過計算電功率和輸入熱量的比值得到生物氣發電機組的電效率。
[0027]數據處理系統還可以對設定運行時間內的熱效率、發電機效率和電效率積算求解這段運行時間內的平均效率。
[0028]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1.一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統，其特征是:包括生物質氣發電機組、流量及成分測量單元和數據采集處理單元，其中，生物質氣發電機組包括生物質氣供給單元、發動機和發電機； 所述生物質氣供給單元連接生物質氣產生裝置，對生物質氣進行采集、過濾，生物質氣供給單元通過管路連接發動機，管路上設置有流量及成分測量單元，實時測量生物質的流量和成分，發動機連接發電機，發電機帶動負載運行，所述發動機的功率輸出端串聯有扭矩傳感器，轉速傳感器測量發動機的實時轉速，數據采集處理單元采集流量及成分測量單元、扭矩傳感器、轉速傳感器和發電機的輸出電壓與電流，計算得到發動機的功率、熱效率和生物氣發電機組的電效率。2.如權利要求1所述的一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統，其特征是:所述數據采集處理單元利用所采集的生物質氣流量和生物質氣成分并根據不同成分的熱值計算出輸入生物質氣發電機的熱量，利用發動機的轉速及扭矩傳感器所采集的發動機輸出扭矩計算發動機的功率，通過計算發動機功率和輸入熱量的比值得到生物質氣發動機的熱效率。同時利用發電機輸出電壓和電流計算發電機的輸出電功率，通過計算電功率和發動機輸出功率的得到發電機的效率，通過計算電功率和輸入熱量的比值得到生物氣發電機組的電效率。3.如權利要求1所述的一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統，其特征是:所述生物質氣供給單元，包括生物質氣儲罐、生物氣過濾器和生物質氣除水器，其中，所述生物質氣儲罐一端連接生物質氣產生裝置，另一端通過管路連接生物氣過濾器，過濾其中的顆粒，生物氣過濾器通過管路連接生物質氣除水器后通過管路連接發動機。4.如權利要求1所述的一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統，其特征是:所述發動機和生物質氣供給單元之間設有混合器，將生物質氣與空氣進行混合。5.如權利要求1所述的一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統，其特征是:所述生物質氣產生裝置為沼氣池或生物質氣發生爐。6.如權利要求1所述的一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統，其特征是:所述發電機與負載連接，且連接線路中串聯電流表，并聯電壓表，測量發電機的輸出電流和電壓。7.基于如權利要求1-6中任一所述的系統的測量方法，其特征是:包括以下步驟:數據采集處理單元采集生物質氣流量和生物質氣成分，通過系統中存儲的不同氣體的熱值計算生物質氣的實際熱值，并結合流量計算輸入到生物質氣發電機組的熱量；利用發動機的轉速及扭矩傳感器所采集的發動機輸出扭矩計算發動機的功率；通過計算發動機功率和輸入熱量的比值得到生物質氣發動機的熱效率，利用發電機輸出電壓和電流計算發電機的輸出電功率，通過計算電功率和發動機輸出功率的得到發電機的效率，通過計算電功率和輸入熱量的比值得到生物氣發電機組的電效率。8.如權利要求7所述的測量方法，其特征是:數據采集處理單元對設定運行時間內的熱效率、發電機效率和電效率積算求解這段運行時間內的平均效率。
【專利摘要】本發明公開了一種生物質氣發電機組熱效率及電效率測量系統與方法，生物質氣供給單元連接生物質氣產生裝置，對生物質氣進行采集、過濾，生物質氣供給單元通過管路連接發動機，管路上設置有流量及成分測量單元，實時測量生物質的流量和成分，發動機連接發電機，發電機帶動負載運行，發動機的功率輸出端串聯有扭矩傳感器，轉速傳感器測量發動機的實時轉速，數據采集處理單元采集流量及成分測量單元、扭矩傳感器、轉速傳感器和發電機的輸出電壓與電流，本發明可以實時測量生物質發動機的熱效率、發電機的效率和生物質氣發動機組的熱效率，或者一段運行時間內的熱效率、發電機效率和發電機組的熱效率。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN105352751
【申請號】CN201510936602
【發明人】張強, 李娜, 李國祥, 李孟涵
【申請人】山東大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月15日