《燃气分布式能源站固定式内燃机发电机组性能试验规程》

ICS点击此处添加ICS号

点击此处添加中国标准文献分类号

NB

中华人民共和国能源行业标准

XX/TXXXXX—XXXX

燃气分布式能源站固定式内燃机发电机组

性能试验规程

Performancetestcodeforstationaryinternalcombustionenginegeneratoringas

distributedenergystation

点击此处添加与国际标准一致性程度的标识

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

XX/TXXXXX—XXXX

目  次

前  言..............................................................错误！未定义书签。

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4指导原则............................................................................2

5仪器及测量方法......................................................................4

6计算方法............................................................................6

7试验报告............................................................................8

附录A（资料性附录）固定式内燃机发电机组热力性能试验数据记录表...........................................11

附录B（资料性附录）固定式内燃机发电机组噪音试验数据记录表...................................................12

附录C（资料性附录）固定式内燃机发电机组烟气排放试验数据记录表...........................................13

I

XX/TXXXXX—XXXX

燃气分布式能源站固定式内燃机发电机组性能试验规程

1范围

本文件规定了燃气分布式能源站固定式内燃机发电机组性能试验的技术要求。

本文件适用于燃烧气体燃料的固定式内燃机发电机组，液体燃料类型机组可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2624.2用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分∶孔板

GB/T6072.1往复内燃机性能第1部分：功率、燃料消耗率和机油消耗的标定及试验

方法通用发动机的附加要求

GB/T20136内燃机电站通用试验方法

GB/T21404内燃机发动机功率的确定和测量方法一般要求

GB/T2820.10往复式内燃机驱动的交流发电机组第10部分噪声的测量(包面法)

GB/T28686燃气轮机热力性能试验

DL/T2206分布式电源燃气发电性能测试规程

3术语和定义

3.1固定式内燃机stationaryinternalcombustionengines

用于冷热电三联供、热电联产等分布式能源供应系统中的一种往复式运动机械，将燃料

与空气注入一个或多个气缸内燃烧做功，将燃料的化学能转化为机械功而输出轴功率的机械

装置。

3.2气体燃料gasfuel

气态的燃料，包括天然气、沼气、城市煤气、高炉煤气、焦炉煤气、液化气等。

3.3性能试验performancetest

在试验约定的工况条件下，试验人员使用仪器、仪表现场连续测量和采集数据并以此进

行相关设备或系统性能参数计算的试验。

［来源：DL/T2206-2021，3.7，有修改］

3.4试验边界testboundary

试验范围定义的、必须测定试验范围内的质量流和能量流的热力学控制空间，根据不同

的试验要求，可以使用不同的边界。

［来源：GB/T28686-2012，3.1.22］

3.5排烟热量exhaustheat

1

XX/TXXXXX—XXXX

在试验边界定义的范围内，单位时间内从固定式内燃机排出烟气的能量。

3.6冷却水热量coolingwaterheat

单位时间内用于冷却固定式内燃机组水带出热量，包括缸套水热量和中冷水热量。

3.7发电效率generatingefficiency

在试验条件下，内燃机发电机组发电量与消耗燃气热量的比值。

3.8热效率thermalefficiency

在试验条件下，内燃发电机组排出热量与消耗燃气热量的比值，排出热量包括排烟热量

和冷却水热量。

4指导原则

4.1试验大纲

4.1.1试验计划

试验开始前，试验承担方应向委托方提供试验计划，试验计划应由委托方批准。试验计

划的内容至少应包括：试验目的、试验对象、试验边界的划分、试验的组织和人员分工、试

验准备、试验步骤、试验仪表型式与精度要求、内燃机发电机组性能保证值参考条件、试验

数据的采集和资料的保管等。

试验计划应由委托方组织相关各方，包括但不限于试验承担方、内燃机发电机组设备厂

家等对试验计划及试验方案进行讨论，并就试验时间、试验各方责任、重要性能参数计算方

法、偏离参考工况修正方法达成一致并签字认可。

4.1.2试验边界

通用试验边界如图1所示。

图1固定式内燃机发电机组通用试验边界

2

XX/TXXXXX—XXXX

其中①进行燃气取样，燃气流量、燃气入口温度及入口压力测量；②进行内燃机发电机

组发电功率测量；③及④进行中冷水出/进口水温、流量测量；⑤及⑥进行缸套水出/进口水

温、流量测量；⑦进行排烟温度、NOx排放测量；⑧进行空气进口温度测量。

4.1.3试验项目

内燃机机组在试验工况下宜进行以下项目试验：

a)发电效率；

b)热耗率；

c)热效率；

d)噪音；

e)NOx、CO排放。

4.2试验准备

4.2.1仪表校验

试验前应对使用仪表的精度、校准及永久或临时安装的仪表位置进行检查。

试验中所用使用的所有仪表都应满足第5章有关试验测量仪表的要求。试验时所用的仪

器、仪表应在检定或校准的合格有效期内。

4.2.2仪表安装

仪器、仪表的安装及使用应符合试验要求及仪器、仪表的使用要求。

试验所需的接管和管段诸如温度套管、流量计管段和临时试验仪表的安装等，宜在设备

制造与安装施工阶段统一考虑。仪表的安装数量和位置应符合试验要求，所有临时安装的仪

表都应能够方便接近、容易隔离。

内燃机发电机组的发电功率由现场的发电机出口PT/CT端直接测量。冷却水流量测量设

备应安装在满管段，并避开阀门、弯管段等会影响测量准确度的位置。温度测量设备应安装

在相应管段或温度套管内，温度计套管应深入管道直径（当量）的1/3～2/3处并采取可靠措

施固定。应在发动机规定点或位置处测量环境压力、环境温度及湿度。应在排气歧管出口法

兰下游至少3倍管径距离处和涡轮增压器（如有）下游处测量排气背压。

因现场条件所限无法安装试验仪器仪表且基于机组运行安全考虑无法更换现场仪表，需

临时使用设备厂家仪表时，应对现场仪表的检定证书进行查阅以符合试验的要求。此外，试

验前相关方应就临时使用设备厂家仪表达成一致意见。

4.2.3系统隔离

性能测试前，应按照系统隔离清单进行隔离。如测试各方对隔离的流量有疑问，则在测

试前做好测量这些流量的准备。

4.2.4预备性试验

在开始正式性能试验之前应进行充分的预试验，期间应对所有试验仪表的状态进行检查

并进行测试验证，确保试验仪表的正常使用，并留有时间对初步试验结果进行计算分析，以

审核数据的数量和质量，揭示存在的问题，最终进行调整。

预备性试验的试验条件、试验内容和试验要求应与正式试验相同；如预备性试验能满足

正式试验全部要求，经各相关方确认，可作为正式试验的一个工况。

3

XX/TXXXXX—XXXX

4.3试验实施

4.3.1开始条件

确认燃气分布式能源站内燃机发电机组试验期间具有满足试验工况要求下的电负荷。在

进行一些试验前，内燃机发电机组应在特定负荷和转速下运行足够厂时间，以确保内燃机发

电机组达到设备厂家规定的稳定工况。

设备厂家确认稳定运行状态下应使发动机的转速、功率，进排气压力，冷却水和润滑油

的压力和温度等参数均在表1所规定的允许偏差范围内。

数据采集仪器已经开始计入数据，试验人员就位可开展测试并记录数据。

试验承担方、委托方及设备厂家对试验工况应一致认可并签订工况确认书。

表1试验工况下运行参数允许偏差

序号参数定义单位允许偏差

1环境压力发动机进气口附近大气压力值kPa±0.5%

2环境温度发动机在规定点或位置处的环境大气温度值℃±2℃

3环境湿度发动机在规定点或位置处的环境大气湿度值%±1%

4进气温度在发动机或增压器进口处的空气温度℃±2℃

5燃气进气温度在燃气系统中某已规定位置处的燃气温度℃±5℃

6燃气消耗量发动机每单位时间内所消耗的燃气质量kg/h±3%

7发动机转速在一定时间内曲轴旋转的转数r/min±2%

8涡轮增压器转速在一定时间内涡轮增压器轴旋转的转数r/min±2%

9有功功率发电机出口有功功率kW±3%

10进气压力发动机或增压器进口处的算术平均绝对压力kPa±1%

11增压压力增压器后的算术平均增压空气压力kPa±2%

12排气背压涡轮后排气管中排气压力的算术平均值kPa±5%

排气管或涡轮增

13在排气歧管中或涡轮后的排气平均温度℃±15℃

压后排气温度

14润滑油压力在润滑油系统规定位置处的润滑油压力kPa±5%

15润滑油温度在润滑油系统规定位置处的润滑油温度℃±2℃

16冷却水流量单位时间内流过发动机冷却系统的冷却介质质量kg/h±10%

17缸套水温度缸套水冷却水系统进、出口温度℃±2℃

18中冷水温度中冷水冷却水系统进、出口温度℃±2℃

4.3.2试验持续时间及读数频率

试验持续时间从试验承担单位现场负责人宣布时开始计时持续一个小时，试验读数期间

不得对内燃机发电机组进行任何调整，试验期间对参数和变量的记录频率最小要求如下：

a)冷却水进出口温度、烟气温度测量读数每1min记录一组数；

b)发电功率、燃气流量、燃气入口压力及温度、烟气NOx排放、空气进口温度读数每

5min记录一组数；

c)冷却水流量每20min记录一组数；

d)噪音测量每20min记录一组数据；

4

XX/TXXXXX—XXXX

e)燃气采样应在试验开始时、试验中、结束时进行三次采样；

f)环境温度、湿度、大气压力在试验开始时及结束时分别记录一组数据。

4.3.3停止条件

试验承担单位项目负责人在试验过程中确认运行工况及采集数据符合要求后可停止试

验，如果试验要求未完成，可延长或者终止该试验。

4.4试验记录

4.4.1试验读数

具备条件情况下，宜采用数据采集系统记录试验数据。试验过程中，委托方、设备厂家

可采用旁站方式对试验过程进行监督。试验监督后，试验相关三方应同时具有三份一样的原

始数据记录，记录包括未经修改的图表、电子文件等。

对试验结果有重大影响的数据宜有第二试验员进行确认。采用燃气计量间燃气流量计数

据时，宜将累积流量以及瞬时流量同时记录。

4.4.2结果的有效性

在试验过程中、结束后以及后续分析计算中，出现矛盾影响数据有效性，试验各方应努

力达成协议调整或消除矛盾，未能达成一致则该组试验无效。

5仪器及测量方法

5.1测量仪器的整体要求

测试仪表精度应符合如下要求：

一类参数满足一级精度要求，二类参数满足二级精度要求。一类参数的测量应使用专用

仪器进行；二类参数的测量可采用运行表计，运行表计精度等级及安装标准应满足GB17167、

GB/T19022的规定。

试验用常用仪表及准确度要求应满足下表的规定。

表2测量的主要仪表及准确度要求

类别仪表准确度

温度测量热电偶温度计、热电阻温度计内燃机冷却水温、排烟温度：0.1℃

流量测量涡街流量计、超声波流量计等燃气流量、冷却水水流量：1.0%

功率测量指示仪表、电能质量分析仪指示仪表：0.5级；电能：1.0级

噪声测量声级计I型及以上

NOx排放烟气分析仪5ppm

5.2温度测量

5.2.1温度测量装置

5

XX/TXXXXX—XXXX

温度测量可采用热电偶温度计、电阻温度计等仪器。中冷水、缸套水、燃气温度、空气

温度等较低温流体宜采用铂电阻温度计测量；烟气温度等高温流体宜采用热电偶测量；环境

温度宜采用温湿度仪测量。

5.2.2冷却水温度测量技术要求

a)采用插入式温度套管，安装在直管段并远离弯头、阀门处；

b)温度元件插入套管后宜采用弹簧拉紧，以保证元件顶部与套管底部紧密接触。

5.2.3烟气温度测量技术要求

a)排烟温度测点应设在烟道截面上工质温度比较均匀的位置且接近内燃机组侧，如内

燃机组配有涡轮增压器应分两侧布置测点，测量截面应选在直管段并远离弯头、膨

胀节、变径、挡板处；

b)截面积较大的管道应采用网格法测量。截面积较小的管道，同一截面内布设测点数

量不应少于2个；

c)做好温度测量元件与测孔内壁间空隙的密封，宜采用耐火材料密封。排烟温度较高，

安装与拆卸温度测量元件时应注意防止烫伤。

5.3流量测量

5.3.1流量测量装置

a)中冷水、缸套水等工质流量宜采用孔板装置测量，现场不满足条件的也可采用超声

波流量计测量；

b)燃气流量可采用容积式流量计、涡流式流量计、也可采用孔板等流量计进行测量；

c)本文件宜按照DLT-2206通过基于动力设备能量平衡进行计算确定内燃机的排烟流

量，不宜采用现场实际测量。

5.3.2冷却水流量测量技术要求

孔板装置应尽可能布置在远离任何干扰的直管段上，宜采用在孔板引压管上安装三通和

隔离阀的方式预留差压测点。

5.3.3燃气消耗量测量技术要求

各内燃机发电机组燃气消耗量应单独测量，测量装置应安装燃气管道上燃烧器前的燃气

直管道处。

进行燃气流量测量应注意防火防爆要求，禁止穿化纤衣服、携带打火机、电子通信设备

等进入燃气区域。

5.4功率测量

5.4.1功率测量装置

功率测量的仪器有有功功率表、电能质量分析仪等。

5.4.2功率测量技术要求

内燃机发电机组功率测量应按照GB/T21404及GB/T6072.1的要求进行。

6

XX/TXXXXX—XXXX

功率测量仪表引线的布置不应产生电感应或其他类似原因而影响表计读数。把从仪表接

出的各组导线编成辫子形状，其长度至少1m，可消除电感应影响。

5.5燃气取样及化验

燃气取样点应尽可能接近试验边界，应在燃气流量计量装置上游，并且采样位置应尽可

能在处于边界以外的会改变气体燃料成分的设备（如过滤器、滤网、调节器等）的下游，从

而使燃料样品能够代表通过流量装置的气体燃料。宜采用钢瓶进行采样，也可采用燃气取样

袋进行，采样前应排空取样装置内的空气。测试时间内取三次样，每次取两个样品，其中一

个样品送有资质的检测机构进行分析，另一样品保留做复查备用。测试分析的燃气特性值应

取送检的三个样品特性的平均值。

5.6噪音测量

内燃机发电机组噪音测量按照GB/T2820.10、GB/T20136规定的方法进行，采用平均A

计权声压级并采用包面法方法测量噪音，参考面平行六面体与被测面之间距离应为1m，如果

没有条件实现，至少应为0.5m。

测点应沿着测量表面等距离布置，并应完全包含噪声区域测点数取决于发电机组的尺寸

和噪声场的均匀性，常规测点布置如图2所示。

图2常规测点布置数量和位置

测点面上的测点，如果因缺少空间或其他原因不能使用，则可以沿其测量面移动，并使

其距离原测点位置的距离尽可能小，并在记录测点布置图上标明变化了的测点位置。

每个测点的测量时间应不少于10s。

5.7烟气成分测量

烟气成分测点应开设在烟道截面上工质流速比较均匀的位置，烟气取样管端部应插至烟

道直径（当量）的/3～2/3处。

采用烟气分析仪对内燃机发电机组排放烟气进行测量，测量项目主要包括三原子气体

RO2（即CO2+SO2）含量、氧气（O2）含量、一氧化碳（CO）含量、氮氧化物（NOx）含量。

6计算方法

6.1发电效率

7

XX/TXXXXX—XXXX

内燃机发电机组发电效率按照下式计算：

Qe3600

e100%

vfQar,net

式中：ηe为内燃机发电机组发电效率，%；

Qe为发电机输出电功率，kW；

3

vf为该工况下天然气体积流量，m/h；

3

Qar,net为天然气低位发热量，kJ/m。

6.2热耗率

内燃机发电机组热耗率按照下式计算：

vQ

RHfar,net

Qe

式中：RH为内燃机发电机组热耗率，kJ/（kW·h）。

6.3热效率

内燃机发电机组热效率按下式计算。

Qr3600

r100%

vfQar,net

式中：ηr为内燃机发电机组热效率，%；

Qr为发电机组产热量，kW；

3

vf为该工况下天然气体积流量，m/h；

3

Qar,net为天然气低位发热量，kJ/m。

发电机组产热量分为中冷水带出热量、缸套水带出热量以及可利用排烟热量。按内燃机

烟气温度降至120℃计算可利用排烟热量，如设备厂家技术协议有其他要求按相应要求计

算。

对于采用电子控制系统的燃气内燃机，排烟流量可根据电控单元实测的过量空气系数和

天然气的组分，采用基于动力设备能量平衡的方法进行排烟流量的计算，具体计算方法见附

录A。

内燃机排烟热量计算方法如下：

Qgxhfg,1qfg,1fg,1

式中：hfg,1为内燃机出口烟气焓，kJ/kg；

3

qfg,1为烟气在该点的流量，m/h；

3

ρfg,1为烟气在该点的密度，kg/m。

6.4噪音

平均A计权声压级按下式计算：

8

XX/TXXXXX—XXXX

n

10.1LPAiK1A

LPA10lg10K2A

ni1

式中：n测点数，大于5；

i表示具体测点下标；

LPAi为第i个测点处A计权声压级，dB；

K1A本底噪音修正系数；K2A环境修正系数，≦7dB。

本底噪音修正系数如下表2：其中ΔL为内燃机发电机组运行时所测得的噪声声

压级与本底噪声单独作用时平均声压级之差，dB。

表3本底噪音修正系数

ΔLK1A精度等级

33.03

42.23

51.73

6.5NOx排放

内燃机NOx排放浓度应根据实测烟气的含氧量按下式折算成要求含氧量下的排放浓

度，按下式计算：

21O2折

C折C实

21O2实

3

式中：C折为折算的机组大气污染物浓度，mg/m；

3

C实为实测的机组大气污染物浓度，mg/m；

O2实为实测烟气含氧量，%；

O2折为折算烟气含氧量，%。

6.6过量空气系数

内燃机发电机组宜提供实时变化空燃比或过量空气系数，如不能提供则应根据烟气成分

计算得出过量空气系数，按下式计算：

O

2空

O2烟

O2空100O2空

100RO2烟O2烟

式中：α为过量空气系数；

O2空为空气中含氧量，%；

O2烟为烟气中含氧量，%；

RO2烟为烟气中三原子气体（SO2及CO2）百分数，%。

6.7性能修正

9

XX/TXXXXX—XXXX

燃气进口温度、进口压力、空气进口温度、内燃机排气背压等参数为性能修正重要参数，

应在试验前确定其性能修正内容。宜将试验结果从偏离参考工况的试验工况修正到参考工

况。修正系数可以代数方程、曲线或表格形式给出。修正范围应限定，超出制造商运行限制

意外的运行条件不应进行修正。

7试验报告

7.1结果报告

试验报告宜包括以下内容：

a)试验项目和目的要求；

b)设备技术参数；

c)测点布置及测量仪表说明；

d)试验过程说明

e)数据处理及计算公式；

f)试验结果及分析建议；

g)试验相关附件。

7.2时效性要求

原则上应于现场试验结束后1个月内由试验委托方提交正式试验报告给委托方，如有特

殊情况，双方可协商提交时间。

10

XX/TXXXXX—XXXX

附录A

（资料性附录）

固定式内燃机发电机组热力性能试验数据记录表

项目名称

机组型号

检测工况委托/合同编号

主要仪器设备信息

仪器编号仪器设备名称量程安装位置仪表有效期

环境条件

温度（℃）相对湿度（%）大气压力（kPa）

检测数据

□燃气流量（Nm3/h）□功率（kW）□电流（A）□电压（V）

测试时间

□□□□

平均值

注1：如果采用数据采集系统采集数据，电子数据存储名称地址：。

注2：压力小数点后保留2位，流量、温度、功率小数点后保留1位。

检测员1：检测员2：校核：

时间：时间：时间：

11

XX/TXXXXX—XXXX

附录B

（资料性附录）

固定式内燃机发电机组噪音试验数据记录表

项目名称

机组型号

检测工况委托/合同编号

主要仪器设备信息