济柴500KW燃气机组介绍
一、燃气发电机组描述
1.1 机组要求
1.1.1 燃气机组对气源的技术要求
热值：不小于5.88MJ/Nm3；灰尘：不大于15mg/m3；油类：不大于15mg/m3；
水份：不大于45mg/m3；硫化氢：不大于50mg/m3。
燃气输送管线上安装甲烷浓度报警装置和防回火安全装置。
1.1.2 燃气机组对润滑油和冷却水的要求
发动机附带完整的润滑油系统。
机油消耗率≤1.2g/kW•h；
润滑油型号等级: 美孚飞马705或15W40CD。
发动机高、低温循环需采用软化水，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，如氯化物、硫酸盐或酸等。其主要指标要求如下：
硬度 0.7～5.3me/L
氯离子含量 <150mg/L
PH值 7～8.5
1.1.3 环境要求
燃气发电机组在环境温度-40℃～+40℃，相对湿度＜90%（20℃时），海拔高度≤2000m的环境条件下能稳定、可靠、连续地运行。
在标准环境状况下（大气压力100kPa，环境温度：25℃，空气相对湿度30％）能输出额定功率。
1.2 标准和规范
1.2.1 概述
燃气机组严格贯彻有关国家标准。为确保机组的质量水平，便于调整试验和交货验收，我公司还制定了一系列内控标准。其内控标准均优于有关国家标准和规定。
1.2.2 引用的标准和规范
燃气发电机组能够满足或超过下列标准的要求。如果要求的标准多于下列所列标准，将按照最严格的执行。
GB/T 2820-1997 往复式内燃机驱动的交流发电机组
GB/T 1859-2000 内燃机噪声功率级的测定.准功率法
GB/T 6072-2000 往复式内燃机 性能
GB/T 14024-1992 内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值、传导干扰
GB 3100-1993 国际单位制及其应用
IEC 60034（IEC34-1） 旋转电机
IEC 60079 爆炸性气体环境用电气设备
ISO 3046 往复式内燃机性能
ISO 8178 往复式内燃机.废气排放测定
ISO 8528 往复式内燃机驱动的交流发电机组
JB/T9583.1－1999 气体燃料发电机组通用技术条件
Q/CNPC－JC 33058－2006 闭环电控型气体燃料发动机出厂试验规范
Q/CNPC－JC 32058－2006 闭环电控型气体燃料发动机技术条件
Q/CNPC－JC 33019－2001 天然气发电机组出厂试验规范
Q/JC 32033－89 天然气发电机组技术条件
1.2.3 符合的技术要求
我公司提供的设备符合本技术规格书的规定，并保证机组在贵方条件下的安全运行。
1.2.4 型燃气发电机组技术规格、技术参数、性能指标及关键部件
（一）燃气发动机技术参数与性能指标
发动机型号 12V190ZLM
型式 四冲程、火花塞点火、水冷、增压、空气中冷
气缸排列 V型、60°夹角
气缸数 12
气缸直径（mm） 190
活塞行程（mm） 210
活塞总排量（L） 71.5
标定转速（r/min） 1500（1000）
空载最低稳定转速（r/min） 700
标定功率（kW） 800（550）kW（12小时功率）
燃气压力(kPa) ≥3
燃气机热耗率(kJ/kW•h) ≤9500
机油消耗率(g/kW•h ) ≤1.2
排气温度(涡轮前)(℃) ≤550
出水温度(℃) ≤85
中冷器进水温度(℃) ≤45
机油温度(油底壳内℃) ≤90
主轴道机油压力(kPa) 500～800
稳定调速率(%) ≤5
机油牌号 美孚飞马705或15W40CD
冷却方式 强制水冷
润滑方式 压力润滑和飞溅润滑
曲轴转向(自飞轮端视) 逆时针
外形尺寸（长×宽×高）（mm） 2670×1588×2366
净重质量（kg） 5300
发电机组的主要技术参数
额定功率： 500kW
热耗率： ≤10000 kJ/kW•h
额定电压： 400V
额定电流： 902A
额定频率： 50Hz
额定功率因数： COSφ=0.8（滞后）
励磁方式 无刷
接线方式 星形三相四线
启动方式 直流24V电启动
操纵方式 远距离电控
联接方式 弹性联轴器
冷却方式 开式双温强制水冷
外形尺寸 5120×2040×2780
机组质量 12500kg
发电机技术参数：
电机型号 1FC6456-6LA42
额定容量 500kVA
额定电压 400V
额定电流 902A
额定频率/转速 50Hz/1000r/min
额定功率因数 0.8(滞后)
励磁方式 无刷（内置AVR，DROOP可调）
接线方式 星形三相四线
绝缘等级 F级
防护等级 IP23
冷却方式 IC01
支撑结构 双轴承
空载电压调整范围 95～105%（二） 机组主要电气指标
稳态调整率 瞬态调整率 稳定时间 波动率
电 压 ±2.5% +20%～-15% 1.5S 0.5%
频 率 0-5% ±15% 7S 0.5%
（三） 机组主要关键部件：
（1）美国WOODWARD公司的EGS型燃气控制器
（2）德国MOTORTECH公司的IC500高能量智能化的点火模块
（3）美国WOODWARD公司电子调速系统
（4）美国STITT火花塞
（5）德国GEA公司技术圆管式高效中冷器
（6）西门子标牌1FC6发电机
（7）国内唯一发动机“国优金质奖”的新型G系列190发动机
二、燃气机组关键技术简介
为满足和适应燃气发电利用的需要，直接引进世界上最先进的燃气空燃比控制技术、电子点火技术和精细调速等新技术，并与奥地利AVL公司合作研发，使济柴燃气机组各项性能指标达到世界先进水平，概括来讲，燃气机组的优势有如下几点：
1. 采用世界最先进的燃气电控技术，充分适应燃气特点
燃气发电机组采用世界上最先进的WOODWARD-EGS空燃比控制系统、Tecjet控制阀和混合器、电子调速器等燃气进气控制系统，EGS是全电脑智能化，高精确度的燃气进气控制系统，它的信息输入系统包括速度传感器、λ传感器、功率传感器或扭矩信号传感器、两个进气压力传感器和一个进气温度传感器，这些传感器将发动机运行过程中的转速、功率（或扭矩）、尾气中氧含量等信号及时传递给EGS控制器。EGS控制器将上述信息进行综合处理，计算出发动机最佳运行所需要的燃气量，将信息传递给Tecjet控制阀，由Tecjet控制阀控制调整燃气进气量，实现控制最佳空燃比的目的。通过控制WOODWARD-ProAct执行器来控制混合气的流量，将发动机的转速控制在标定范围内。
空燃比闭环控制技术的应用，使燃气机组燃烧更合理，机组运行更加平稳、可靠，控制更加精确。目前，国内其他企业生产的燃气发电机组仍无法实现空燃比的精确闭环控制，这直接影响机组运行的经济性、动力性、安全性和排放指标。
该控制系统解决了目前国内其他机组存在的几个问题：
一是：保证了机组具有良好的启动性能。由于WOODWARD-EGS控制系统实现运行过程的闭环控制，保证在启动的瞬间控制系统就可以通过系统的调整迅速控制到合适的空燃比状态，迅速启动，通过一名操作人员就可以实现机组的启动，且不需要反复调整，一次成功。并设有自启动按扭，如需要自启动，只需按下该预设启动按扭就可实现下列过程：预供油——启动——怠速运行——额定转速运行——并网——自动加负荷——稳定发电。该过程全部自动完成。其他厂家生产机组在启动过程中必须人为干涉空气进气量，并通过手动不断调整燃气进气量来调整、寻找合适的点火空燃比。该过程耗费时间长（启动过程一般在20～30分钟），并且必须由两人以上操作才能实现。在此过程中有大量的混合气体在未燃烧的情况下进入排气管中，出现排气管内放炮、爆炸等不安全问题连续发生。
二是：实现稀薄燃烧，杜绝进气管回火，提高效率，降低热负荷。WOODWARD控制系统通过甲烷传感器和氧传感器分别采集甲烷浓度信号和废气中氧含量，适时高精度调整空燃比，保证机组最佳工作状态时的高空气燃气比，保证稀薄燃烧。该控制系统解决了普通外混合机组存在的回火放炮现象，提高了焦炉煤气机组的安全性，闭环控制使焦炉煤气机组在任何工况下，空燃比始终维持在设定范围内，在此空燃比下，混合气未经过活塞压缩即使点火也不会发生燃烧，所以即使发生进气管回火，也不会出现燃烧、放炮现象。更不会发生因进气管回火而烧毁进气蝶阀、中冷器等事故。
采用WOODWARD-EGS系统的有效控制，可使燃气发电机组的发电效率高达36%以上（机组热耗率≤10000 kJ/kW•h）。
而国内的其他设备只能通过燃烧温度对空燃比进行粗略控制，无法实现真正意义的稀薄燃烧，导致发电效率比WOODWARD控制系统所控制机组低2～5%。并且排气温度高5～10%。同时进气管经常发生回火燃烧、放炮等不安全问题。
三是：WOODWARD-EGS控制系统抗干扰能力强，保证在运行过程中不会因外界干扰而导致控制系统失灵。国内控制系统抗干扰能力较弱，在运行过程中容易因点火系统高压电力干扰，造成控制失灵，导致控制系统系统误动作或停止动作，无法实现空燃比自动控制，机组工作状态不稳定。
2.可适应浓度不断变化的燃气发电，WOODWARD控制系统具有燃气浓度适应范围设定功能，通过浓度范围的有效设定，保证在浓度变化的情况下混合气一直处在最佳空燃比状态。保证输出功率稳定，连续。
3.点火系统包括数字点火模块、高压线圈、高压线、火花塞等，全部采用进口名牌产品。本机采用德国MOTORTECH公司的IC500高能量智能化的点火系统。其优点如下：在发动机运行过程中点火提前角和点火能量都可随意调整，并且各缸的点火提前角可单独调整。点火能量分三个等级，可根据燃气的组分对点火能量进行调整，以实现最佳点火状态。最高等级点火能量可高达5万伏，实现高能量点火，使实现稀薄燃烧成为可能。点火系统具备超速保护功能。在点火控制器中设置机组运行最高转速，当发动机一旦出现超速运转，达到设定超速转速时，点火控制器自动停止工作，火花塞不点火，从而迫使发动机停车，起到超速保护的作用。此点火系统具有自身故障的自动检测及报警功能，一旦某缸火花塞不点火或某一段线路出现短路或接触不良等故障，系统可以及时检测到并进行报警，便于机组的维护和运行。传统的美国ALTRONIC公司生产的磁电机点火装置不具有上述功能，并且只有一个点火等级，导致火花塞寿命相对较短。
4.不需要对燃气进行二次加压，燃气压力≥3kP即可，低压力燃气输送安全性能好。并且取消了二次增压系统等辅助设备，降低了故障率，降低运行费用和设备自耗电。
5.控制技术成熟,目前国际知名品牌如卡特彼勒、道依兹、颜巴赫等燃气机组等多采用WOODWARD控制技术或类似控制系统。
6.燃气机主重要零部件采用国家唯一“金奖”品牌的190发动机零部件，济柴拥有的世界最先进的高精良的设备保证了零部件具有加工精度高、性能可靠等特点，确保了焦炉煤气机组的可靠性和耐久性。
1.1 机组要求
1.1.1 燃气机组对气源的技术要求
热值：不小于5.88MJ/Nm3；灰尘：不大于15mg/m3；油类：不大于15mg/m3；
水份：不大于45mg/m3；硫化氢：不大于50mg/m3。
燃气输送管线上安装甲烷浓度报警装置和防回火安全装置。
1.1.2 燃气机组对润滑油和冷却水的要求
发动机附带完整的润滑油系统。
机油消耗率≤1.2g/kW•h；
润滑油型号等级: 美孚飞马705或15W40CD。
发动机高、低温循环需采用软化水，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，如氯化物、硫酸盐或酸等。其主要指标要求如下：
硬度 0.7～5.3me/L
氯离子含量 <150mg/L
PH值 7～8.5
1.1.3 环境要求
燃气发电机组在环境温度-40℃～+40℃，相对湿度＜90%（20℃时），海拔高度≤2000m的环境条件下能稳定、可靠、连续地运行。
在标准环境状况下（大气压力100kPa，环境温度：25℃，空气相对湿度30％）能输出额定功率。
1.2 标准和规范
1.2.1 概述
燃气机组严格贯彻有关国家标准。为确保机组的质量水平，便于调整试验和交货验收，我公司还制定了一系列内控标准。其内控标准均优于有关国家标准和规定。
1.2.2 引用的标准和规范
燃气发电机组能够满足或超过下列标准的要求。如果要求的标准多于下列所列标准，将按照最严格的执行。
GB/T 2820-1997 往复式内燃机驱动的交流发电机组
GB/T 1859-2000 内燃机噪声功率级的测定.准功率法
GB/T 6072-2000 往复式内燃机 性能
GB/T 14024-1992 内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值、传导干扰
GB 3100-1993 国际单位制及其应用
IEC 60034（IEC34-1） 旋转电机
IEC 60079 爆炸性气体环境用电气设备
ISO 3046 往复式内燃机性能
ISO 8178 往复式内燃机.废气排放测定
ISO 8528 往复式内燃机驱动的交流发电机组
JB/T9583.1－1999 气体燃料发电机组通用技术条件
Q/CNPC－JC 33058－2006 闭环电控型气体燃料发动机出厂试验规范
Q/CNPC－JC 32058－2006 闭环电控型气体燃料发动机技术条件
Q/CNPC－JC 33019－2001 天然气发电机组出厂试验规范
Q/JC 32033－89 天然气发电机组技术条件
1.2.3 符合的技术要求
我公司提供的设备符合本技术规格书的规定，并保证机组在贵方条件下的安全运行。
1.2.4 型燃气发电机组技术规格、技术参数、性能指标及关键部件
（一）燃气发动机技术参数与性能指标
发动机型号 12V190ZLM
型式 四冲程、火花塞点火、水冷、增压、空气中冷
气缸排列 V型、60°夹角
气缸数 12
气缸直径（mm） 190
活塞行程（mm） 210
活塞总排量（L） 71.5
标定转速（r/min） 1500（1000）
空载最低稳定转速（r/min） 700
标定功率（kW） 800（550）kW（12小时功率）
燃气压力(kPa) ≥3
燃气机热耗率(kJ/kW•h) ≤9500
机油消耗率(g/kW•h ) ≤1.2
排气温度(涡轮前)(℃) ≤550
出水温度(℃) ≤85
中冷器进水温度(℃) ≤45
机油温度(油底壳内℃) ≤90
主轴道机油压力(kPa) 500～800
稳定调速率(%) ≤5
机油牌号 美孚飞马705或15W40CD
冷却方式 强制水冷
润滑方式 压力润滑和飞溅润滑
曲轴转向(自飞轮端视) 逆时针
外形尺寸（长×宽×高）（mm） 2670×1588×2366
净重质量（kg） 5300
发电机组的主要技术参数
额定功率： 500kW
热耗率： ≤10000 kJ/kW•h
额定电压： 400V
额定电流： 902A
额定频率： 50Hz
额定功率因数： COSφ=0.8（滞后）
励磁方式 无刷
接线方式 星形三相四线
启动方式 直流24V电启动
操纵方式 远距离电控
联接方式 弹性联轴器
冷却方式 开式双温强制水冷
外形尺寸 5120×2040×2780
机组质量 12500kg
发电机技术参数：
电机型号 1FC6456-6LA42
额定容量 500kVA
额定电压 400V
额定电流 902A
额定频率/转速 50Hz/1000r/min
额定功率因数 0.8(滞后)
励磁方式 无刷（内置AVR，DROOP可调）
接线方式 星形三相四线
绝缘等级 F级
防护等级 IP23
冷却方式 IC01
支撑结构 双轴承
空载电压调整范围 95～105%（二） 机组主要电气指标
稳态调整率 瞬态调整率 稳定时间 波动率
电 压 ±2.5% +20%～-15% 1.5S 0.5%
频 率 0-5% ±15% 7S 0.5%
（三） 机组主要关键部件：
（1）美国WOODWARD公司的EGS型燃气控制器
（2）德国MOTORTECH公司的IC500高能量智能化的点火模块
（3）美国WOODWARD公司电子调速系统
（4）美国STITT火花塞
（5）德国GEA公司技术圆管式高效中冷器
（6）西门子标牌1FC6发电机
（7）国内唯一发动机“国优金质奖”的新型G系列190发动机
二、燃气机组关键技术简介
为满足和适应燃气发电利用的需要，直接引进世界上最先进的燃气空燃比控制技术、电子点火技术和精细调速等新技术，并与奥地利AVL公司合作研发，使济柴燃气机组各项性能指标达到世界先进水平，概括来讲，燃气机组的优势有如下几点：
1. 采用世界最先进的燃气电控技术，充分适应燃气特点
燃气发电机组采用世界上最先进的WOODWARD-EGS空燃比控制系统、Tecjet控制阀和混合器、电子调速器等燃气进气控制系统，EGS是全电脑智能化，高精确度的燃气进气控制系统，它的信息输入系统包括速度传感器、λ传感器、功率传感器或扭矩信号传感器、两个进气压力传感器和一个进气温度传感器，这些传感器将发动机运行过程中的转速、功率（或扭矩）、尾气中氧含量等信号及时传递给EGS控制器。EGS控制器将上述信息进行综合处理，计算出发动机最佳运行所需要的燃气量，将信息传递给Tecjet控制阀，由Tecjet控制阀控制调整燃气进气量，实现控制最佳空燃比的目的。通过控制WOODWARD-ProAct执行器来控制混合气的流量，将发动机的转速控制在标定范围内。
空燃比闭环控制技术的应用，使燃气机组燃烧更合理，机组运行更加平稳、可靠，控制更加精确。目前，国内其他企业生产的燃气发电机组仍无法实现空燃比的精确闭环控制，这直接影响机组运行的经济性、动力性、安全性和排放指标。
该控制系统解决了目前国内其他机组存在的几个问题：
一是：保证了机组具有良好的启动性能。由于WOODWARD-EGS控制系统实现运行过程的闭环控制，保证在启动的瞬间控制系统就可以通过系统的调整迅速控制到合适的空燃比状态，迅速启动，通过一名操作人员就可以实现机组的启动，且不需要反复调整，一次成功。并设有自启动按扭，如需要自启动，只需按下该预设启动按扭就可实现下列过程：预供油——启动——怠速运行——额定转速运行——并网——自动加负荷——稳定发电。该过程全部自动完成。其他厂家生产机组在启动过程中必须人为干涉空气进气量，并通过手动不断调整燃气进气量来调整、寻找合适的点火空燃比。该过程耗费时间长（启动过程一般在20～30分钟），并且必须由两人以上操作才能实现。在此过程中有大量的混合气体在未燃烧的情况下进入排气管中，出现排气管内放炮、爆炸等不安全问题连续发生。
二是：实现稀薄燃烧，杜绝进气管回火，提高效率，降低热负荷。WOODWARD控制系统通过甲烷传感器和氧传感器分别采集甲烷浓度信号和废气中氧含量，适时高精度调整空燃比，保证机组最佳工作状态时的高空气燃气比，保证稀薄燃烧。该控制系统解决了普通外混合机组存在的回火放炮现象，提高了焦炉煤气机组的安全性，闭环控制使焦炉煤气机组在任何工况下，空燃比始终维持在设定范围内，在此空燃比下，混合气未经过活塞压缩即使点火也不会发生燃烧，所以即使发生进气管回火，也不会出现燃烧、放炮现象。更不会发生因进气管回火而烧毁进气蝶阀、中冷器等事故。
采用WOODWARD-EGS系统的有效控制，可使燃气发电机组的发电效率高达36%以上（机组热耗率≤10000 kJ/kW•h）。
而国内的其他设备只能通过燃烧温度对空燃比进行粗略控制，无法实现真正意义的稀薄燃烧，导致发电效率比WOODWARD控制系统所控制机组低2～5%。并且排气温度高5～10%。同时进气管经常发生回火燃烧、放炮等不安全问题。
三是：WOODWARD-EGS控制系统抗干扰能力强，保证在运行过程中不会因外界干扰而导致控制系统失灵。国内控制系统抗干扰能力较弱，在运行过程中容易因点火系统高压电力干扰，造成控制失灵，导致控制系统系统误动作或停止动作，无法实现空燃比自动控制，机组工作状态不稳定。
2.可适应浓度不断变化的燃气发电，WOODWARD控制系统具有燃气浓度适应范围设定功能，通过浓度范围的有效设定，保证在浓度变化的情况下混合气一直处在最佳空燃比状态。保证输出功率稳定，连续。
3.点火系统包括数字点火模块、高压线圈、高压线、火花塞等，全部采用进口名牌产品。本机采用德国MOTORTECH公司的IC500高能量智能化的点火系统。其优点如下：在发动机运行过程中点火提前角和点火能量都可随意调整，并且各缸的点火提前角可单独调整。点火能量分三个等级，可根据燃气的组分对点火能量进行调整，以实现最佳点火状态。最高等级点火能量可高达5万伏，实现高能量点火，使实现稀薄燃烧成为可能。点火系统具备超速保护功能。在点火控制器中设置机组运行最高转速，当发动机一旦出现超速运转，达到设定超速转速时，点火控制器自动停止工作，火花塞不点火，从而迫使发动机停车，起到超速保护的作用。此点火系统具有自身故障的自动检测及报警功能，一旦某缸火花塞不点火或某一段线路出现短路或接触不良等故障，系统可以及时检测到并进行报警，便于机组的维护和运行。传统的美国ALTRONIC公司生产的磁电机点火装置不具有上述功能，并且只有一个点火等级，导致火花塞寿命相对较短。
4.不需要对燃气进行二次加压，燃气压力≥3kP即可，低压力燃气输送安全性能好。并且取消了二次增压系统等辅助设备，降低了故障率，降低运行费用和设备自耗电。
5.控制技术成熟,目前国际知名品牌如卡特彼勒、道依兹、颜巴赫等燃气机组等多采用WOODWARD控制技术或类似控制系统。
6.燃气机主重要零部件采用国家唯一“金奖”品牌的190发动机零部件，济柴拥有的世界最先进的高精良的设备保证了零部件具有加工精度高、性能可靠等特点，确保了焦炉煤气机组的可靠性和耐久性。