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620气体发动机

【技术开发单位】中国船舶重工集团公司河南柴油机重工有限责任公司

【技术简介】本项目是在先进成熟的军用先进技术—620舰船用高速大功率柴油机技术基础上, 针对国内丰富的天然气、煤层气等燃气资源,进行自主品牌的绿色环保型动力装备产业化研发。在前期完成样机研制的基础上,实现其关键系统优化提高,突破和掌握气体安全输送、气体净化处理、智能控制等关键技术,完善工艺制造、试验验证装置,满足产业化生产条件,提高企业的经济实力和竞争力,为进一步发展深化军用技术和军品上水平、实现动态保军奠定良好的基础。

随着环保、节能降耗和减排意识的增强及工作的紧迫性, 加之石油能源的日趋紧张,国家对清洁能源、再生能源和替代能源的开发利用非常重视,并给予产业政策扶持,燃气发动机市场潜力巨大。

技术途径及突破的关键技术

(1)技术途径

在现有成熟的的军用TBD620柴油机技术基础上进行气体发动机的研发。利用公司多年来引进消化吸收再创新的研制经验,通过关键技术研究、工艺制造技术研究等,完成自主品牌气体发动机的研制。

(2)关键技术

① 稀薄燃烧设计技术

采用可控空燃比技术,高压缩比有利于提高发动机的经济性和降低排气温度,高空燃比可降低发动机爆燃倾向,有利于降低排气温度和改善排放。采用高能量智能点火系统,解决稀薄燃烧时的不稳定性。

② 进气混合控制技术

对空燃比进行精确控制,保证发动机安全、经济运行。根据可燃气体浓度,研究设计相应的控制程序,利用独立的控制系统实现对空气和可燃气的精确、可靠控制,满足各种浓度可燃气体的利用。

③监控系统的优化设计与制造技术

针对燃气发动机的监控系统的特点,采用32位微处理器作为核心来进行系统的设计开发。

④ 抗爆震控制技术

通过对爆震的研究,尽可能减小爆震的发生,同时进行实时检测, 进行报警或直接停车。

⑤ 低浓度燃气发动机设计技术

根据低浓度气体的特点,设计空气-燃气混合装置和安全保护装置(防爆和阻火)。

【技术特点】以现有成熟的军用620柴油机技术为基础,充分汲取50多年来的国产化及技术改进经验,进行自主品牌气体发动机的自主开发研究,产品技术指标达到国际先进、国内领先水平。

国内对大功率燃气发动机的需求量很大,而国内对大功率燃气发动机(500kW以上)的开发刚刚起步,市场基本处于空白状态。该项目市场定位在中、高端500kW~1500kW级燃气发动机及其成套装置市场,研发起点高、产品性能好,可填补国内大功率燃气发动机的空白,在气源要求上可满足不同气源品质尤其是低浓度的市场需求,针对性强,又综合了中、外产品的优点,提高了产品的竞争力。主要以济柴、胜动为主,这些双燃料发动机主要在油田、矿山等领域应用。

目前在国内市场应用的有代表性的国外燃气机主要有:瑞士WÄRTSILÄ NSD公司的燃气机,其功率范围在1000kW~5500kW;德国MAN B&W公司的双燃料柴油机,其功率范围在2400kW~16200kW;奥地利JENBACHER公司的70kW~2700kW燃气机;德国DEUTZ的燃气机,功率范围700kW~1780kW。

主要技术特点为:①性能相对较先进;②热电联供。利用燃气机的余热进行再发电、供热、制冷;③适用于30%以上的高浓度气源;④功率大,大多在1000kW以上。但价格昂贵。

【技术指标】

型号                TBG620V12      

型式            四冲程、火花塞点火、涡轮增压 

缸径×冲程(mm)    170×195

压缩比              10.5:1

标定功率(kW)      880

标定转速(r/min)   1500

燃气压力(kPa)     125~300

进气浓度(%)       ≥8%

耐久性考核时间(h) 800

700~800kW运行时间  ≥640小时

大修期(h)          24000

热效率(%)          ≥36.7

机油消耗率(g/kW·h)≤1

【技术水平】国际先进

【可应用领域和范围】煤矿发电、石油工程等领域。

【专利状态】已取得专利2项

【技术状态】小批量生产阶段

【合作方式】合作开发

【投入需求】1500万元


    【转化周期】2年

【预期效益】我国浅煤层气、天然气资源量均位居世界前列,储量分别达到几十万亿立方米。如果是1立方米纯量甲烷,可以发出3.2~3.5度电,按我国煤层气或天然气抽放量达到42亿立方米并全部被利用,相当于增加570万吨标准煤,可缓解能源紧张局势,可增加产值15亿元以上,可减排二氧化碳6750万吨。

该项目完成后,可实现公司产品结构的优化调整,以年产80台计,每台按200万元销售,可实现年销售收入16000万元,年可实现利税3800万元,为企业带来可观的经济效益的同时,带动相关产业的发展,增强了企业的竞争力,推动企业的可持续发展。

    【联系方式】郑爱荣  0379-64076146/13938845998