沼气发动机技术条件.doc

沼气发动机技术条件1 范围 本标准规定了沼气发动机（以下简称沼气机）的型式与基本参数和技术要求等内容。 本标准适用于我厂生产的12V型沼气机,作为其设计、制造和交货验收的技术依据。有特殊要求的产品，可在本标准的基础上另作补充规定。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准中的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 191 包装储运图示标志GB 4556 往复式内燃机 防火GB/T 6388 运输包装收发货标志GB 9969.1 工业产品使用说明书 总则SY/T 5641 石油天然气工业用190系列天然气发动机Q/CNPC-JC 30013 油漆涂覆通用技术条件Q/JC 33042 天然气发动机有效功率和天然气消耗率的换算方法Q/CNPC-JC 33052 沼气发动机出厂试验规范Q/CNPC-JC 38018 往复式内燃机安全标志Q/CNPC-JC 38019 往复式内燃机安全要求Q/CNPC-JC 38021 内燃机维护操作指示标志3 型式与基本参数3.1 沼气机结构型式如下： a) 冲程数：四冲程； b) 冷却方式：强制水冷； c) 润滑方式：压力润滑和飞溅润滑； d) 起动方式：压缩空气起动或电起动； e) 气缸布置形式：V形 60夹角(12缸V形)； f) 燃烧室型式：盆型； g) 进气方式：增压、中冷、机械内混式; h) 点火方式：火花塞点火。注: “内混式”是指气体燃料与空气的混合是在气缸盖进气道“内部”进行。3.2 沼气机的主要技术参数见表1。表1序号 项 目基 本 参 数1气缸直径mm1902气缸数及布置形式12V3活塞行程 mm2104标定转速 r/min15005标定功率12h功率 kW660持续功率kW6006气缸编号 输 1 2 3 4 5 6 出 端 7 8 9 10 11 127点火提前角（静态）(上止点前)3818发火次序1851037611294129配气相位进气门开启(上止点前)进气门关闭(下止点后)排气门开启(下止点前)排气门关闭(上止点后)48754758738710气门间隙 mm（冷态时）进气门排气门0.430.050.480.0511活塞平均速度m/s10.512平均有效压力MPa0.7413最高爆发压力MPa6.414总排量 L71.4515压缩比12:116空燃比101117旋转方向逆时针(面向功率输出端视)18外形尺寸LBH mm 单机配套机26701588236641201870254419净质量 kg 单机配套机530081003.3 标定工况3.3.1 标定功率沼气机标定功率为单机12功率。有要求时，也可标定持续功率，且应在有关技术文件中说明。3.3.2 标定转速 沼气机标定转速为1500 r/min。3.3.3 标准基准状况为了确定沼气机的功率和热耗率，应采用下列标准基准状况。总气压： Pr=100 kPa空气温度：Tr=298 K（tr=25 ）相对湿度：r=30%增压中冷介质温度：Tcr=298 K（tcr=25 ）注：在温度为298 K，相对湿度为30%时，相应的水蒸汽分压为1kPa，因此相应的干气压为99 kPa。3.3.4 标准沼气状况 沼气压力: Pqr=101.3 kPa沼气温度: Tqr=0 3.3.5 沼气质量指标 a）低热值为2025 MJ/m3； b）甲烷（CH4）含量50%80%；c） 二氧化碳（CO2）含量20%40% ；d） 氮气（N2）含量05%；e） 氢气（H2）含量不高于1%；f） 氧气（O2）含量不高于0.4%;g) 硫化氢(H2S)含量不大于0.1%3%。 注：沼气体积的标准参比条件是101.3 kPa；20。3.3.6 机油牌号: 15W/40CD（GB 11122-1997）,若有特殊要求可另行规定。4 技术要求4.1 基本要求4.1.1 沼气机应按经规定程序批准的产品图样和技术文件制造，并符合本标准的规定。其零件、部件和附件均应符合现行国家标准和专业（部）标准的有关规定。4.1.2 交货的每台沼气机必须进行出厂试验，并经技术检验部门检验合格后，发给出厂技术证明书。4.2 主要性能指标沼气机在标定工况下的主要性能指标见表2。表2项 日 指 标沼 气热 耗 率标 定 值 MJ/kW.h12.5偏 差+5%机 油 消 耗 率 g/kW.h 1.6调 速 率05 %(可调）转 速 波 动 率0.5%最低空载稳定转速700 r/min; 波动值10 r/min; 稳定运转5 min各缸排气温度不均匀性(相对平均值)8 % (各组涡轮前排温值相差30)烟 度 FSU 0.8噪 声 声功率级dB(A) 121排 放 g/kW.h (欧1) CO 4.5; HC 1.1; NOX 8.0清 洁 度 mg 2400振 动机械振动：B（良好）级 ;4.3 标定工况下有关温度和压力沼气机在标定工况下运转时，有关温度和压力应符合如下规定：a) 涡轮前排气温度不高于650；b） 机油压力： 1） 主油道：400800 kPa;2） 增压器：200500 kPa 。c） 高温冷却水进口温度应不低于40 ； d）冷却水出口温度不高于85 e） 中冷器进水温度不高于45 ；f） 机油温度： 1） 最低加载温度不低于40 ，标定工况时不低于60； 2）最高温度不高于95 。g） 沼气压力：100200 kPa。注：当沼气压力低于标准工况压力值时，可采用升压设备使压力达到标准范围。4.4 起动性能在环境温度不低于5时，沼气机应能顺利起动，起动时间不超过10s；当环境温度在-40+5范围内时，机油和冷却水经预热后，应能顺利起动。4.5 功率及其偏差沼气机在标准环境状况下运转时，应能发出铭牌上规定的标定功率。其偏差为5。4.6 功率和热耗率的修正当试验环境与标准环境状况不符时，功率和热耗率按 Q/JC33042 的规定方法进行修正(气耗率按标准沼气状况修正,Nm3/kWh)。4.7 安全装置4.7.1 自动停车装置 沼气机应设有自动停车装置，出现以下情况应能自动停车：a) 机油压力（滤后）：低于20020 kPa；b) 转速：高于115%1% 标定转速。4.7.2 曲轴箱防爆装置多缸沼气机进气管和曲轴箱上应设置防爆门并有防火焰装置。曲轴箱上应装有呼吸器，并通过管子随时把曲轴箱内的气体排到室外。4.8 安全、防火、防爆4.8.1 沼气机的安全要求应符合Q/CNPC-JC 38019的规定。4.8.2 沼气机的安全标志应符合Q/CNPC-JC 38018的规定。4.8.3 沼气机维护操作指示标志按Q/CNPC-JC 38021的规定。4.8.4 沼气机的防火应符合GB 4556有关规定。4.8.5 沼气机的主供沼气管道上，应安装调压装置以及可迅速关闭沼气的防爆电磁阀沼气与空气混合形成爆炸气体，其爆炸极限为4.9%16%(体积百分比)。4.9 密封性4.9.1 沼气机各密封面及各管接处，不允许漏气、漏油、漏水。4.9.2 允许按有关规定使用密封胶。4.10 油封 在正常储存条件下，自交货之日起，沼气机及其随机附件、备件、工具的油封有效期不得少于12个月。4.11 表面漆层 沼气机表面漆层应牢固、均匀、光亮，不得有起皱和剥落等缺陷。详见Q/CNPC-JC 30013。进口部件（如混合器、磁电机、高压线圈、电子调速器等）可保留原色不喷漆（用户有要求除外）。4.12 保用期使用单位在遵守制造厂编写的“产品使用说明书”规定的情况下，沼气机自交货之日起，12个月内（运转未满1000 h）如确因制造质量不良而引起损坏，并有运行记录可查时，制造厂应免费给予修理或更换。产品使用说明书的编写按GB 9969.1规定。5 试验方法沼气机的出厂试验按Q/CNPCJC 33052的规定进行。沼气机的性能试验方法参照SY/T 5641的规定进行。6 交货范围6.1 制造厂根据合同内容向用户提交沼气机。6.2 沼气机交货时, 随同产品应提供： a）随机备件：1套; b） 随机工具: 1套; c） 随机附件: 1套; d）出厂技术文件:1套（包括装箱单、出厂技术证明书、合格证和产品使用说明书各一份）。7 标志、包装、运输、贮存7.1 标志7.1.1 沼气机铭牌上至少应标明:a） 制造厂名称、商标; b）型号； c）标定功率； d）标定转速； e）净质量； f）出厂编号； g）出厂日期。7.1.2 沼气机应在飞轮或输出端的机体部位或飞轮壳上标出旋转方向, 同时在飞轮上或适当位置标出第一缸上止点位置。7.1.3 安全警示标志应置于明显部位。7.2 包装7.2.1 沼气机包装应牢固、安全，装箱前整个沼气机用塑料罩衣罩好。包装箱外至少应标明:a） 制造厂名称及地址； b）沼气机型号； c）出厂编号、出厂日期；d） 包装箱体积（长宽高）； e）总质量； f）发往地址及收货单位； g）起重位置。7.2.2 包装箱的包装储运标志应符合GB191的规定。7.2.3 包装箱的收发货标志应符合GB/T 6388的规定。7.3 运输沼气机的铁路、公路和水路运输应符合有关规定。7.4 贮存 沼气机应贮存在通风、干燥、无腐蚀性物质的仓库内，若在露天存放时，应有必要的防护措施，防止沼气机腐蚀、损坏。瓦斯发电机组的排放量限值应符合如下要求： a）一氧化碳（CO）不高于 5.45g/kWh；b）非甲烷碳氢化合物（NMHC）不高于0.78 g/kWh；c）甲烷（CH4）不高于1.6g/kWh；d）氮氧化物（NOx）不高于5.0g/kWh。济柴1000千瓦低浓度瓦斯发电机组技术特点郑洪义136064162021、设计先进H16V发动机是济柴与奥地利AVL（世界著名发动机设计公司）公司合作设计。适用于低压、低热值燃气，具有高智能化、热耗低、可靠性高、低排放、长寿命的特点，可满足国内外市场对1000kW以上大功率高性能燃气发动机的需求。2、增压器选用ABB增压器ABB增压器具有效率高、可靠性强、寿命长等特点。3、机油滤选用悬装滤芯。悬装滤芯的特点是：更换方便、更换时不用停机。4、控制系统先进。控制系统采用世界上最先进的WOODWARD燃气控制系统、燃气控制阀和混合器、电子调速器等瓦斯进气控制系统。该系统功能强大、调节能力强、可适时记录发动机各项参数。5、高能量智能化点火系统。点火系统采用德国MOTORTECH公司的IC500智能化的点火模块。点火提前角和点火能量都可随意调整，各缸的点火提前角可单独调整。点火电压为5万伏，高能量点火，使实现稀薄燃烧成为可能。6、高效率中冷器。采用新型耐硫型高效中冷器，在保证高散热效率的同时，提高了机组对燃气中硫化氢的适应性，满足了空气流量的增加对中冷器的性能要求。济柴燃气机组使用条件郑洪义、机组运行环境及运行功率1、机组适用环境。海拔高度：2000m（高于2000m对功率需进行修正）。机组不带油水预热装置，适用的环境温度:555；机组带油水预热装置，适用的环境温度:-4555。空气相对湿度: 90。2、标准环境状况环境大气压力： 100kPa；环境温度： 25；空气相对湿度：30。3、标定功率标定功率是在标定环境状况下，发动机在标定转速下的有效功率。4、12h功率12h功率是发动机允许连续运转12小时的标定功率。5、持续功率持续功率是指发动机允许长期连续运行的功率(12h功率的90)。6、额定功率发电机组的额定功率是按标准环境状况下的12h功率。7、机组长期运行功率机组长期运行功率按持续功率既额定功率的90运行,若环境与标准环境状况不符，发动机功率应根据国标予以换算修正,机组按修正后的功率长期运行。二、机房设施与要求1、机房要求（1）厂房结构应按一级防火等级结构。（2）按照防爆要求，室内应设有强制通风系统，考虑到燃气成分中不同的比重，要求厂房上下部位设通风口，通向室外的门窗一律向外开。（3）操作室与机房隔开，要求通风良好，噪音不高于80分贝。（4）机房的电器一律采用防爆器材，杜绝明火源。（5）机房与操纵室应设置天然气浓度报警装置及消防器材。（6）机房应设有避雷装置。2、机房通风要求（1）机房所需通风量开式机组、半开式机组、分体式水箱机组（风扇水箱不在机房内）500KW配热交换器机组每台的通风量54000Kg/h；700KW配热交换器机组每台通风量75600Kg/h。（2）机组应安装在通风良好、环境清洁，并靠近主要用电设备及配电室的机房内。机房应设置排风设施。开式机组半开式机组的机房内，必要时可设置风机强制通风，如图所示。在远离机组的地方，用风机和大管径进风管，将室外空气引入机房内。进气管的出气口应尽量低些，使引入的空气能掠过发电机组的散热部位。排风扇应装在机房内最高位置处，使高温上升气流及时排除室外。3、机房内不允许放置能产生酸、碱等腐蚀性气体的物品。机组之间安装间距应不小于0.8m，周围2m内不要安装其他设备或堆放物。三、燃气处理系统1、燃气的净化要求（包括：天然气、沼气、瓦斯、焦炉煤气）硫化氢含量200mg/Nm3； 氯氟化物含量100mg/Nm3；氨含量20 mg/Nm3； 粉尘粒度应5m，含量0.03 g/Nm3；萘 50X105/P； 焦油物 10mg/m3；燃气中无液态成分，湿度85%。燃气若达不到上述净化要求，需采取相应的净化设备。2、燃气的组成成分（1）天然气组成成分以下（成分热值约41860 KJ /Nm3）成分CH4C2H6C3H8C4H10H2SN2CO2含量（%）7610860.121（2）沼气组成成分（以下成分热值约21840KJ/Nm3）成分CH4CO2N2O2H2S其它含量（%）583 90.910.180.031.88（3）焦炉煤气组成成分（以下成分热值约18300KJ/Nm3）成分H2CH4CON2CO2O2其 它含量（%）5627653123、燃气温度燃气温度045，否则应进行加热或冷却处理。4、燃气压力发动机运行时，燃气压力需达到下列要求：（1）瓦斯气、沼气的燃气压力减压或增压后在734KPa范围（电控外混发动机）。（2）焦炉煤气、炼化尾气进气压力150250KPa。（3）天然气减压阀前压力：100KPa 400KPa。减压阀后压力：机械外混78138 KPa，电控外混734KPa。当燃气压力不能满足发动机的要求时，需采取安全的增压或减压措施，当燃气压力大于400 KPa时需采取二级减压措施。5、供气系统应设有调节用气的设施和气体计量仪表。6、在满足压力条件时，燃气主管路的流通面积不小于各支管路流通面积总和的1.2倍。四、冷却系统1、水质较差、水源缺乏，环境温度比较低的地区适合选用闭式机组。2、冷却系统按当地历年最炎热时期中3个月的平均气温，频率为10%15%的昼夜平均气象条件计算。3、循环冷却机组冷却系统使用要求。（1）冷却塔冷却塔分高低温冷却塔，500千瓦机组每台发动机的高温循环水冷却量按每小时大于50立方，低温循环水冷却量按每小时大于60立方,700千瓦机组每台发动机的高温循环水冷却量按每小时大于60立方，低温循环水冷却量按每小时大于70立方，选择冷却塔时不小于发动机冷却量总和。（2）冷却水池用户应在机房外建造高温和低温两个水池，水池应设有加水、排水及加热装置，水池的水面应比发动机的水泵进口高约0.30.5m，水池有效深度应大于2m，低温水池容量应大于20m3，高温水池容量应大于10m3，高温水池应具有快速暖机的功能,冷却水池的补水量按水容量的10考虑。冷却水池的最低有效液位，应保证冷却水泵有良好的吸入性。（3）膨胀水箱膨胀水箱的安装位置应高于沼气发动机冷却水的最高水位约500mm，每台机组高低温膨胀水箱容量按100升，多台机组共用一个膨胀水箱时可适当降低总容量。膨胀水箱的补水管要远远大于发动机的放气管,否则发动机会出现缺水现象。（4）软化水处理装置。为了保证冷却系统的有效工作，确保发动机的可靠性能，机组须加装软化水处理装置，没有自来水条件的地区需加清水箱以保证软化水处理装置正常工作。4、发动机水质要求（1） 发动机冷却水发动机冷却水应选用略呈碱性的清洁水，不得含有腐蚀性的化合物，其主要指标如下：硬度0.75.3mol/L，氯离子含量150mg/L、PH值68.5。冷却水不得直接用井水、海水、河水、泉水，因为水质过硬，含矿物质多，易形成水垢，影响冷却效果，造成柴油机过热，功率下