国产燃气内燃机调研情况总结

国产燃气内燃机调研情况总结（精选2篇）

篇1：国产燃气内燃机调研情况总结

燃气内燃机调研情况总结

燃机的可靠稳定运行是分布式能源站顺利运营的保证。近段时期以来，为选定合适的机组，科创对国内外各个品牌的燃气内燃机性能等情况进行了详细的调研，出于项目设备国产化的考虑，着重考察了国产燃气内燃发电机厂家。

1、国产品牌厂家介绍

目前国产品牌厂家主要采用在原有柴油机基础上自行研制开发、与国外公司合作研制开发、采用进口硬件与自主产权控制系统相结合等技术路径，积累了一定的设备制造工艺经验，使国产设备在性能、燃料多样化、自控和点火能量等几个方面得到提升。

中国船舶重工集团公司第七一一研究所和洋马能源系统株式会社合作开发SMDERI SY350G天然气热电联供机组，该机组按照天然气热电联供要求采用了ALL-IN-ONE的高系统集成设计，适合于宾馆、医院等天然气分布式能源项目。

河柴重工以引进的德国道依茨—曼海姆发动机制造技术和原动机为基础，先后自主研发完成了CHG620系列燃气发动机和双燃料发动机，发电效率达到进口机组95%，发电效率最高达38%，综合利用效率78%以上，运行、维护费用成本较进口机组大幅下降。燃气发电机组功率覆盖范围从110kW～1100kW，广泛应用于煤矿瓦斯气（最低CH4浓度5%）、沼气、天然气、垃圾填埋气等燃气。

胜动集团专门从事燃气发电机组装备研发制造，燃气发电机组主要有6190、12V190、16V190三大系列，单机功率覆盖24～1200kW，主导产品是190系列。产品适用于天然气、石油伴生气、煤矿瓦斯、垃圾填埋气等多种气源。采用了自主知识产权的燃气快速混合技术，可利用燃气的最低热值达4MJ/Nm3，采用废气脉冲增压技术实现燃气稀薄燃烧，采用了具有自主知识产权的控制系统。

广州柴油机厂股份有限公司主要生产230SG天然气发动机，功率范围涵盖580kW～1000kW。

济南柴油机股份有限公司燃气发动机功率范围涵盖110～1500kW，产品主要由2000/3000柴油/天然气双燃料发电机组、3000/6000系列燃气发电机组、2000系列闭环电控燃气发电机组、190系列膜片式燃气发电机组。

潍柴燃气发电机组功率范围为30～800kW，均配备国内外知名品牌发电机、辅以先进可靠的电气系统及公共底座等，机组整体为一体式结构。30～100kW机组主要配套潍柴道依茨（DEUTZ）燃气发动机，120～230kW机组主要配套潍柴WP10/12/13系列燃气发动机，400～800kW机组主要配套潍柴200系列燃气发动机。

淄博柴油机总公司主导产品有Z170天然气、沼气发电机组、300系列煤层气（瓦斯）机组、300系列生物质气机组。

另外，还有无锡开普动力、广东康菱等厂家也在积极引进国外技术，开拓国内市场。

2、国产品牌燃气内燃机现状

目前国产燃气内燃机的功率范围主要集中在200～800 kW，800 kW 特别是1 000 kW 以上的燃气内燃机几乎全部依赖进口，并且市场需求很大。国产燃气内燃机存在后燃、爆燃严重、排烟温度高，核心部件热负荷高，燃烧效率低、发电效率低等问题，在机组的长寿命可靠性、机械精密加工、可变几何涡轮增压以及高增压（米勒循环）、多气源适应性等方面还存在较大差距。

主要性能表现在以下几点：

1）发电效率较低。一般在35～38%，很少有超过40%；平均1方天然气发3度电，而国外厂家机组发3.5度电，甚至4度电。

2）润滑油消耗率较大，一般为0.8～1.2g/kWh，与国外机组0.2～0.3 g/kWh相比存在较大差距；

3）故障率高，大修周期较短，一般在30000h左右，与国外机组56000～80000h差距较大。

究其原因，主要是国内厂家基础薄弱，技术工艺落后，核心技术消化吸收不足造成：

1）长寿命周期原材料: 燃气内燃机的燃料特性以及燃烧特性会产生爆震、热负荷大、零件腐蚀磨损加快等问题，国外对使用不同气体燃料的内燃机都开发有专用的材料及零部件，使其可靠性得到较好的保证。

2）机械精密加工技术: 在曲轴、气缸及活塞的核心加工技术与进口设备存在差距，加工精度和加工材料结构性能的不足，还导致燃烧温度与国外机组有一定差距。

3）涡轮增压技术: 国内与国外同规格的燃气内燃机相比，功率相差较大，增压技术是关键。国内燃气内燃机多用柴油的增压器改制匹配，缺乏针对性，效率不高，压气机易喘振等，匹配适用性差。应针对不同的气体燃料特性，进行可变几何涡轮增压器(VGT)以及高增压(米勒循环)增压器燃气内燃机的开发。

4）同一系列产品气源变化适应性: 由于气体燃料受生产原料、生产过程、地域气候等多种因素的影响，组成经常发生变化，使机器运转受到影响，目前从国内外的资料分析，闭环(或开环)电控缸内喷射技术被认为是最好的方式，可以使同一系列产品普及到所有气体燃料，但零部件价格高，国内外生产厂家少，难以推广应用。机械控制缸外喷射以及各种预混合技术价格适宜，但控制精度低，对不同气体燃料适应程度较低。

由于燃气冷热电联供系统在国内尚属于发展阶段，出于设备质量与系统安全性的考虑，对于800 kW 以下的燃气内燃机也是主要采购卡特彼勒、颜巴赫等国外厂家的产品，这种现状限制了国内燃气内燃机制造技术的创新与发展。

虽然国外厂家燃气内燃机机组性能优越，发电效率高，可靠性好，但性价比不高。由于国内企业倾向于选择性能稳定可靠的国外品牌机组，无形中对国外品牌机组行情起到推波助澜作用，价格一直居高不下，比国产设备贵1倍以上。同时，由于国内企业未掌握核心技术，进口机组检修维护完全依赖国外厂商或其代理商，后期运维成本高企，而且还存在由于距离原因运维保障不及时问题。

两相对比，虽然依然有差距，但国内品牌机组性能有了很大提高，售后服务也及时，在当前天然气价格较高的情况下，为保证分布式能源站项目的经济性，可以选择性价比更合适的国产机组，也能满足项目设备国产化的要求。

篇2：国产燃气内燃机调研情况总结

关键词：联合循环;F级系统设备;前景

燃气轮机是一种依靠由燃料与空气混合燃烧而形成的高温高压燃气推到叶轮旋转的机械装置，蒸汽轮机是依靠由各种热源产生的高温高压蒸汽推动叶轮旋转的机械装置吗，两种循环在热力学上的结合，就组成了燃气-蒸汽联合循环，完成这种热力循环的动力装置称为联合循环发电装置，以此装置为主配备各种辅助系统，就组成了燃气-蒸汽联合循环发电厂。

1 燃气轮机排气温度较高，可以作为蒸汽系统的能源或补充能源，两者结合可以达到高效率

两者循环实现了能量的梯级利用，效率可达60%以上。

2 F级燃气-蒸汽联合循环

2.1联合循环系统及设备：

本文着重介绍联合循环机组中的F级机组，目前发电用的F级燃机主要有哈尔滨电气/GE公司的PG9351FA、上海电气/SIMENS公司的V94.3A、东方电气/三菱公司的M701F这三种机型。

主要技术参数：

项目

GE机组

西门子机组

三菱机组

燃机型号

PG9351FA

V94.3A

M701F

机组出力（MW）

325.126

325.126

325.126

机组总效率（%）

70.13

71.02

70.16

机组总热耗（kJ/kWh）

5133

5069

5131

燃机参数

压比

16.5

17.0

18

压气机级数

18级

15级

17级

透平级数

3级

4级

4级

排汽量（t/h）

2386.7

2468.4

2581.6

排汽温度（℃）

607

583.5

602

基本功率（MW）

255.6

265

270

ISO环境条件：温度15℃，压力1.013bar，相对湿度60%。

2.2联合循环系统设备

燃气-蒸汽联合循环有三种基本型式：余热锅炉型、补燃余热锅炉型和增压锅炉型，下面就F级常规余热锅炉型联合循环发电机组中：一台余热锅炉和一台汽轮机组成（简称“一拖一”方案）进行阐述

项目

GE机组

西门子机组

三菱机组

燃机型号

PG9351FA

V94.3A

M701F

天然气系统

全厂设调压站，具有紧急隔断，过滤、计量及调压等功能，天然气调压后分别经前置模块至燃机。

全厂设调压站，具有紧急隔断，过滤、计量、加热及调压功能。天然气调压后分别经前置模块至燃机。

全厂设增压站，具有紧急隔断，过滤、计量及增压功能。天然气增压后分别经前置模块至燃机。

蒸汽及旁路系统

单元制三压蒸汽系统，均配备100%容量高中压串联旁路和100%容量低压旁路系统。

单元制三压蒸汽系统，均配备100%容量高中压串联旁路和100%容量低压旁路系统。

单元制三压蒸汽系统，均配备100%容量高中压串联旁路和100%容量低压旁路系统。

凝结水系统

2×100%容量凝结水泵

2×100%容量凝结水泵

2×100%容量凝结水泵

闭式循环冷却水系统

2×100%容量闭式冷却水泵和二台100%容量板式闭式水换热器，一台膨胀水箱

2×100%容量闭式冷却水泵和二台100%容量板式闭式水换热器，一台膨胀水箱

2×100%容量闭式冷却水泵和二台100%容量板式闭式水换热器，一台膨胀水箱

开式循环冷却水系统

设1×100%容量电动滤水器和2×100%容量的开式循环冷却水泵

设1×100%容量电动滤水器和2×100%容量的开式循环冷却水泵

设1×100%容量电动滤水器和2×100%容量的开式循环冷却水泵

抽真空系统

2×100%容量水环真空泵组

2×100%容量水环真空泵组

2×100%容量水环真空泵组

启动锅炉系统

设2×50t/h燃气锅炉用于供热备用，启动蒸汽从供热母管提供。

设2×50t/h燃气锅炉用于供热备用，启动蒸汽从供热母管提供。

设2×50t/h燃气锅炉用于供热备用，启动蒸汽从供热母管提供。

2.3 F级燃机联合循环蒸汽轮机汽水系统主要流程

水在余热锅炉中利用燃气轮机的余热受热后，产生蒸汽，用蒸汽来推到蒸汽轮机，将热能转换成机械能，再拖动到发电机。主要包括蒸汽轮机高、中、低三压及旁路蒸汽和给水系统。，

3.前景

与常规的汽轮机循环相比：联合循环有着高效率、低污染、低水耗等优点，且系统启停快、系统简单、投资费用低等特点，如何提高联合循环效率也是我们当前努力的方向。

由卡诺循环可得出：热力循环主要发展方向仍是提高工质的平均吸热温度。即提高工质初温，降低排汽温度。

汽輪机：

☆开发新材料：主蒸汽参数提高到35Mpa，700℃

☆改进热力系统及设备：如采用两次再热

燃气轮机：

☆提高燃气初温

两种单循环即使采取上述措施效率仍很难提高到50%，且汽轮发电机组供电效率进一步提高的空间余地已经不大，而从理论上讲，燃气初温再提高100～200℃是可能的，这可以使燃气轮机发电机组供电效率提高几个百分点，但也很难提高到50%以上。

而联合循环按照能力梯级利用的原则将燃气轮机和蒸汽轮机结合起来，可以将高品位和低品位的热量同时利用起来，由于联合循环同时利用了燃气轮机循环平均吸热温度高核汽轮机循环平均放热温度低的优点，又克服了两者的缺点，所以可以达到较高的循环效率。

参考文献：

[1]姚秀平  燃气轮机与联合循环  中国电力出版社