[00123801]9300型大功率燃氣發電機組

1. 課題來源及背景 目前,國內多數燃氣發電機組的功率局限于800kW以下,因受老機型結構限制,技術指標已沒有強化的余地。特別是生物質氣發電機組,因生物質氣含焦油量大,易造成中冷器堵塞,增壓器壓氣機粘附焦油,且目前生物質氣化產生的H2含量較高,發動機易回火放炮,造成中冷器燒壞和增壓器損壞,增壓型發電機組并不適合于生物質氣體使用,導致生物質氣發電功率局限于8300型生物質氣發電機組最高功率600kW。經從經濟性、安全性及技術指標等方面慎重分析,認為開發9300燃氣發動機及發電機組,通過增加缸數,提高總排量,強化技術指標來提升機組功率和性能,提高機組動力性、經濟性、安全性、排放性指標的技術參數,符合市場對生物質氣發電機組向大功率方向發展的迫切需要以及我公司未來的戰略發展規劃。 2. 項目研究內容 本項目主要開發9300燃氣發動機及發電機組,通過增加缸數,提高總排量,強化技術指標來提升機組功率和性能,提高機組動力性、經濟性、安全性、排放性指標的技術參數。具體研究內容如下： （1）開展機組智能化管理系統研究,突破現有的人為控制帶來的各種不便,實現機組穩定運行,并網更加便捷 （2）開展發動機的進氣充量、壓縮比研究及配氣正時研究,使缸內燃燒更加充分,排放更加清潔,提升了功率儲備,使機組的經濟效益完美呈現。 （3）開展氣缸蓋、內混進氣系統和防爆進氣裝置研究,解決高氫類燃氣的回火、放炮問題,使得9300燃氣發電機組能夠十分安全地燃用含氫量在60%以下的燃氣。 （4）開展燃氣預處理技術研究,確保機組能夠滿負荷連續運行、高效發電,而且方便機組的維護,延長了維護保養周期。 3. 項目的創新點 （1）內混式分氣道進氣系統設計,設計連通混合器、進氣管和氣缸蓋的燃氣與空氣的獨立進氣通道,該進氣機構的設計關鍵在保證燃氣與空氣的氣缸外完全隔絕,直至燃燒室內混合燃燒,有效解決氫氣含量較高的燃氣的安全利用問題。 （2）雙層套管結構混合器設計,其結構包括混合器外管、混合器內管、空氣電動蝶閥、燃氣電動蝶閥等部分。工作時,通過空氣、燃氣蝶閥實現對進氣量的分別控制,并且在混合器中保證燃氣與空氣沿各自的通道進入進氣管。 （3）雙層結構進氣管設計,實現燃氣、空氣進氣要求的同時,需要同時滿足與混合器、氣缸蓋組成燃氣與空氣的獨立進氣通道,避免燃氣、空氣流通過程中出現混合現象。 （4）采用基于PLC的智能空燃比控制系統,匹配了先進的電子調速技術,實現以排氣溫度、功率為依據的空燃比自動調節,實現機組在燃氣波動情況下的穩定連續運行。 （5）冷卻系統與潤滑系統高度集成實現模塊化,獨立于機組,方便工程安裝與操作維護。 4. 存在的問題 點火模塊是9300大功率燃氣發電機組上的關鍵配套設備,其性能的優劣直接影響著機組工作的可靠性和安全性。但是9300大功率燃氣發電機組其奇數缸的特點,在國內尚屬首例,這也造成了配套設備--點火系統稀缺。機組選用的美國進口的CPU 95點火模塊價格極高,約占整機成本的3%左右,并且該點火模塊在國內沒有生產基地,只能依靠進口,對9300大功率燃氣發電機組的供貨期產生了很大限制。 5. 社會經濟效益 該機組的開發,提升燃氣發電產品功率檔次,滿足了國內燃氣發電市場對大功率產品的需求,打造國內燃氣發電機組領先的系統工程,對于國內燃氣發電的綜合利用,具有重要的意義。該產品的產業化,符合我國大力倡導的綠色能源經濟、循環經濟、可持續發展經濟的理念,其憑借良好的安全效益、環保效益和經濟效益,開發利用的市場前景十分廣闊。