[00123801]9300型大功率燃气发电机组

1. 课题来源及背景 目前,国内多数燃气发电机组的功率局限于800kW以下,因受老机型结构限制,技术指标已没有强化的余地。特别是生物质气发电机组,因生物质气含焦油量大,易造成中冷器堵塞,增压器压气机粘附焦油,且目前生物质气化产生的H2含量较高,发动机易回火放炮,造成中冷器烧坏和增压器损坏,增压型发电机组并不适合于生物质气体使用,导致生物质气发电功率局限于8300型生物质气发电机组最高功率600kW。经从经济性、安全性及技术指标等方面慎重分析,认为开发9300燃气发动机及发电机组,通过增加缸数,提高总排量,强化技术指标来提升机组功率和性能,提高机组动力性、经济性、安全性、排放性指标的技术参数,符合市场对生物质气发电机组向大功率方向发展的迫切需要以及我公司未来的战略发展规划。 2. 项目研究内容 本项目主要开发9300燃气发动机及发电机组,通过增加缸数,提高总排量,强化技术指标来提升机组功率和性能,提高机组动力性、经济性、安全性、排放性指标的技术参数。具体研究内容如下： （1）开展机组智能化管理系统研究,突破现有的人为控制带来的各种不便,实现机组稳定运行,并网更加便捷 （2）开展发动机的进气充量、压缩比研究及配气正时研究,使缸内燃烧更加充分,排放更加清洁,提升了功率储备,使机组的经济效益完美呈现。 （3）开展气缸盖、内混进气系统和防爆进气装置研究,解决高氢类燃气的回火、放炮问题,使得9300燃气发电机组能够十分安全地燃用含氢量在60%以下的燃气。 （4）开展燃气预处理技术研究,确保机组能够满负荷连续运行、高效发电,而且方便机组的维护,延长了维护保养周期。 3. 项目的创新点 （1）内混式分气道进气系统设计,设计连通混合器、进气管和气缸盖的燃气与空气的独立进气通道,该进气机构的设计关键在保证燃气与空气的气缸外完全隔绝,直至燃烧室内混合燃烧,有效解决氢气含量较高的燃气的安全利用问题。 （2）双层套管结构混合器设计,其结构包括混合器外管、混合器内管、空气电动蝶阀、燃气电动蝶阀等部分。工作时,通过空气、燃气蝶阀实现对进气量的分别控制,并且在混合器中保证燃气与空气沿各自的通道进入进气管。 （3）双层结构进气管设计,实现燃气、空气进气要求的同时,需要同时满足与混合器、气缸盖组成燃气与空气的独立进气通道,避免燃气、空气流通过程中出现混合现象。 （4）采用基于PLC的智能空燃比控制系统,匹配了先进的电子调速技术,实现以排气温度、功率为依据的空燃比自动调节,实现机组在燃气波动情况下的稳定连续运行。 （5）冷却系统与润滑系统高度集成实现模块化,独立于机组,方便工程安装与操作维护。 4. 存在的问题 点火模块是9300大功率燃气发电机组上的关键配套设备,其性能的优劣直接影响着机组工作的可靠性和安全性。但是9300大功率燃气发电机组其奇数缸的特点,在国内尚属首例,这也造成了配套设备--点火系统稀缺。机组选用的美国进口的CPU 95点火模块价格极高,约占整机成本的3%左右,并且该点火模块在国内没有生产基地,只能依靠进口,对9300大功率燃气发电机组的供货期产生了很大限制。 5. 社会经济效益 该机组的开发,提升燃气发电产品功率档次,满足了国内燃气发电市场对大功率产品的需求,打造国内燃气发电机组领先的系统工程,对于国内燃气发电的综合利用,具有重要的意义。该产品的产业化,符合我国大力倡导的绿色能源经济、循环经济、可持续发展经济的理念,其凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益,开发利用的市场前景十分广阔。