双燃料发动机系统设计方案.ppt

石油济柴双燃料发动机系统设计方案简介济南柴油机股份有限公司2004.9,济柴发动机发展概况,天然气发动机功率覆盖范围（kW）,1000rpm1200rpm1300rpm1500rpm,1000rpm1200rpm1300rpm1500rpm,济柴发动机发展概况,柴油发动机功率覆盖范围（kW）,,市场状况,军舰,机车,电站,渔船,石油,,双燃料发动机作为钻井动力的可行性,取决于以下四个方面1.经济性每眼井可节约成本250多万元2.可靠性主重要件采用相应柴油机的零部件，调速、燃气控制等直接影响发动机性能的零部件从国外进口3.耐久性4.动力性最关键,双燃料发动机作为钻井动力的可行性,4.1钻井工况对动力的需求总功率要足够合理实现多台并车对起、下钻动负荷的适应能力操作方便,4.2如何能够适应较大的动载惯量储能大（类同于柴油机）有理想的外特性（扭矩储备）能按推进特性工作（900-1300r/min）适宜的调速系统，在负荷突加时柴油的调速系统能够立即发出指令由燃油、燃气供给、增压、燃烧室等组成燃烧质量尽量高的燃烧系统气源要有足够的流通管径和稳压容积,双燃料发动机作为钻井动力的可行性,4.3为适应起、下钻动载需作以下工作在试验中掌握发动机工作在双燃料和单柴油时的性能在台架试验中摸清发动机在各功率段对突加动载的适应性，确定柴油用量增大的最小转速降低幅度进一步优化柴油－天然气双燃料系统元件、控制系统、油气切换控制系统和燃烧系统,双燃料发动机作为钻井动力的可行性,双燃料发动机的工作条件,天然气品质甲烷含量≥76压力150～250kPa（调压阀后）＜400kPa（调压阀前）热值≥36,000kJ/m3杂质含量＜30mg/m3（粒度＜5μm）硫含量＜480mg/m3,硫化氢＜20mg/m3无液态成分,发动机用天然气的具体要求,正常工况下双燃料发动机的燃料构成为天然气占70，柴油占30。天然气为主要燃料，柴油仅起引燃作用，但发动机转速发生突变时能自动增加柴油的用量，而且能实现单柴油正常工作。,双燃料发动机的工作条件,发动机在下列条件下输出额定功率，并能以额定方式连续工作12h1大气压力P0100kPa2环境温度T025℃3空气相对湿度Q0304天然气品质按φ/JC32041规定,双燃料发动机的工作条件,双燃料发动机系统设计方案,双燃料发动机系统设计方案,技术参数型号A12V190ZLS型式四冲程、增压、中冷、水冷气缸数与排列12缸V型缸径行程mm190215总排量L73.15压缩比12.51暂定，需做实验优化确定,标定转速r/min1500标定功率kW1100平均有效压力MPa1.22增压比2.2热耗率MJ/kWh≤11机油消耗率g/kWh≤1稳定调速率≤0～5可调,双燃料发动机系统设计方案,最低稳定转速r/min700涡轮前排温℃25000,双燃料发动机系统设计方案,双燃料发动机系统设计方案,A12V190ZLT型天然气机,A12V190ZL型柴油机,工作原理图,燃烧室,进气管,调压阀,调速蝶阀,混合器,空气,空气过滤器,中冷器,增压器,天然气执行器,球阀,零压阀,,,,,,,,,,滤清器,,高压油管,柴油执行器,柴油,,,单体泵,,喷油器,,电磁保护阀,气源,,,,,,油水分离装置,,发动机油压低报警、停车发动机超速报警、停车发动机中冷水温度高报警机房天然气漏气报警发动机冷却水温度高报警发动机机油温度高报警发电机过电流保护发电机逆功率保护发电机欠电压保护机组防爆保护,安全保护装置,双燃料发动机系统设计方案,双燃料发动机系统设计方案,单机主视图,双燃料发动机系统设计方案,单机后视图,双燃料发动机系统设计方案,单机俯视图,,双燃料发动机系统设计方案,单机端面视图,,双燃料发动机系统设计方案,气路及控制,双燃料发动机系统设计方案,燃油及控制,,,双燃料发动机系统设计方案,发电机组,双燃料发动机系统设计方案,发电机组现场安装示意图,双燃料发动机系统设计方案,变矩器机组,双燃料发动机系统设计方案,变矩器机组现场安装示意图,,双燃料发动机系统设计方案,变矩器与柴油机联合特性曲线,三维有限元计算温度场分析采用横拉螺栓四点支撑安装龙门高度提高到300mm机体刚度、强度大大提高,双燃料发动机系统设计方案,主重要件机体,三维有限元计算疲劳强度与扭振分析优质合金钢锻造氮化处理自由端100标定扭矩输出,双燃料发动机系统设计方案,主重要件曲轴,,,双燃料发动机系统设计方案,主重要件活塞、连杆,三维有限元计算盆式内腔结构大直径弱旋流气道结构先进可靠，整体刚性好,双燃料发动机系统设计方案,主重要件气缸盖,新线形凸轮轴、单体喷油泵、低惯量喷油器、“T”型结构喷油嘴，提高了油管压力，改善了雾化特性。,双燃料发动机系统设计方案,主重要件燃油系统,油冷器中冷器采用GEA技术的板翘式油冷器和圆管串片式中冷器，冷却效率提高20。,双燃料发动机系统设计方案,主重要件冷却系统,双燃料发动机系统设计方案,国外引进件,调压阀,安全阀,双燃料发动机系统设计方案,国外引进件,零压阀,燃气滤清器,双燃料发动机系统设计方案,国外引进件,蝶阀,混合器,双燃料发动机系统设计方案,3000系列柴油机用户现场,双燃料发动机系统设计方案,3000系列柴油机用户现场,