雙燃料發動機/發電機組

（柴油/天然氣）

一、節省能耗、降低使用成本的需要

進入21世紀以來，隨著石油工業的發展、鉆井設備的不斷更新、工業用電的大幅度增加，能源緊缺以及各工業用電的限制日益突顯。據統計，全國80%省份的工廠都受到工業限電、錯開高峰用電生產的困擾。而目前大部分北方城市都有現成的天然氣，同時西氣東輸二線的開展，無疑使南方天然氣資源也變的更具規模，而作為雙燃料之一的天然氣相對柴油成本較低，只需要簡單處理即可滿足發動機的工作需要。我們公司開發雙燃料控制系統，利用天然氣資源代替大部分柴油作為動力的燃料，天然氣平均代替率超過70%以上，可有效降低機組的使用成本、獲取更大經濟效益，同時，也可以降低有害物質的排放，改善我們居住環境的質量。

二、勝動科技雙燃料發動機/發電機組的優點 　

1、可以節省大量的柴油消耗，有效降低成本。雙燃料發電機組在雙燃料工作狀態時，額定功率與純柴油工作狀態下相當，其動力性與原柴油機相同。在高負荷工況時，天然氣替代率可達到70%。

2、無天然氣時，*可以轉換到純柴油工作模式，不會影響設備的正常的運行。

3、通過降低廢氣排放量，改變大氣質量，維護自然生態平衡，改善人類的生活環境。

4、采用成熟穩定的國內發動機進行改造，機組質量穩定可靠，使用維護費用低廉。

5、機組雙燃料系統具有控制精度高,調試操作簡便、使用維護方便、費用低廉等特點。

三、雙燃料發動機的配置情況

1、結構開發

柴油/天然氣雙燃料發動機是由柴油機改制而成，柴油機原機及供油系統不做任何變動，僅增加一套供氣裝置。供氣系統主要包括燃氣供給系統、燃氣控制系統兩大部分：

1）燃氣供給系統包括：高壓減壓閥、斷氣電磁閥、低壓調壓閥、天然氣控制閥、混合器等。

該系統由天然氣供氣系統，柴油供油系統及電子控制系統三部分組成。

a. 天然氣供氣系統

天然氣供氣系統采用氣缸外進氣道預混合供氣方式，如圖所示。發電機組的天然氣供應一般而言都是低壓供氣（壓力通常為2-5bar）。減壓器將壓力降低到工作壓力（0.5bar—0.2bar），由流量調節閥控制氣體進入發動機的氣量。空氣經過空氣過濾器之后，和天然氣在混合器里開始混合，一起經過增壓器，中冷器最后到達進氣歧管，分配進入氣缸燃燒做功。

b. 柴油供油系統

將原柴油供油系統*保留，但是原來機械調速器要改為電子調速器。

c 電子控制系統

電控系統主要包括雙燃料控制器，溫度壓力轉速傳感器，一體式執行器及線束等。通過電控系統，可以實現工況判斷（啟動，怠速，額定轉速，超速等），工作模式選擇（純柴油模式，雙燃料模式）及兩種模式下的電子調速，MAP修正（天然氣氣量，柴油油量，替代率），在線匹配控制參數和故障診斷等功能。

四、柴油-CNG雙燃料系統原理說明

1、天然氣由高壓氣瓶通過高壓管路經減壓后（由20MPa 降低到0.1MPa）進入斷氣電磁閥，然后經低壓調壓閥再次減壓（0～0.5kPa）、穩壓后通過燃氣控制閥蝶門進入混合器，在混合器內天然氣與空氣按一定比例混合，混合氣經增壓中冷后進入進氣總管，最后到達各氣缸內。當發動機出現故障或發動機熄火時，電磁閥自動切斷天然氣的供給。柴油由原發動機供油系統噴入氣缸，其供給量由高壓油泵上的機械調速器或電調自動調整。由于天然氣參與做功，在相同的負荷下，調速器會自動減少柴油的供給量。混合器采用文丘里喉管混合方式，天然氣的進入量會對空氣的進入量進行一定程度的自動跟蹤，與減壓閥系統共同作用，保證發動機在各個工況獲得的空燃比，改善發動機的燃燒過程。

2、燃氣控制系統基本原理：

雙燃料發動機燃氣控制系統采用雙燃料控制器，控制器采集發動機進氣管的壓力和溫度信號，通過這兩個信號計算出發動機的負荷信號，在控制器內部存儲根據轉速和負荷信號決定的燃氣調節閥MAP圖參數，并不斷向執行器發出指令，控制天然氣的流通面積。發動機運行過程當中，燃氣調節閥的開度實時地由轉速和負荷信號決定，使發動機始終處于工作狀態。

圖1.柴油/天然氣雙燃料系統基本原理圖

    如圖所示，系統是設計用于改造現有的機械調速器或電調單機工作的柴油發動機，通過增加氣體燃料供應系統，同時對柴油的油量進行控制，升級為雙燃料系統。通過燃料選擇開關，可以進行柴油或雙燃料工作模式的切換。可以從柴油模式轉換到雙燃料模式，或者從雙燃料模式轉換到柴油模式。后者是可以自動進行切換。 當工作在柴油模式時候，雙燃料控制單元關閉天然氣控制，切換到僅用柴油工作，此時，與原柴油機一樣進行工作。當工作在雙燃料模式時候，柴油被限制在某一固定油量（通常為滿負荷的20%-30%左右），剩余的動力需求用天然氣來滿足。

五、機組安全可靠性說明

1、采用全數字控制器,控制可靠、精確，使系統實時處于狀態；

2、當發動機切換到純柴油工作狀態時，電磁閥會自動切斷天然氣的供給。

3、在同等負荷下，雙燃料模式比純柴油模式下的缸溫普遍要低20～30℃，而排溫基本相同，柴油機原有配置的散熱水箱即可達到冷卻效果。

4、雙燃料發動機是在不改動原有柴油機主體部件的情況下在進氣管道增加一套雙燃料系統而成，故發動機整機的質量得到保障。

六、勝動科技的柴油/天然氣雙燃料控制系統，其能實現的基本指標為：

1、柴油替代率：60%～75%

2、動力上可保持原柴油機的水平 　

3、操作過程跟柴油機基本相同 　

4、改裝簡單、成本低、投資回收周期短 　

七、天然氣/柴油雙燃料發動機動力工作模式的經濟分析 　

發動機型號：        500KW 發動機/ 發電機組(機型為12V190)

發動機每天使用時間：        5h

發動機燃油耗情況(全柴油的情況下)：   油耗為125L/h

當地氣價情況：         3.7元/m3   油價：7.5元/L

使用雙燃料參數：天然氣的平均替代率：70%  

純柴油總費用： 125X5X7.5=4687元/天

雙燃料總費用：

柴油費：125X5X30%X7.5=1406/天；

天然氣費：125X3.7X70%X1.15X5=1861元/天，

總費用=油費+氣費=1406+1861=3267元/天

經濟性：經濟性=純油費用-雙燃料費用4687-3267=1420元/天，每天節省1420元

機組每月節省費用：1420 X 30=42600元/月(注：月營運以30天計算)

機組年節省費用：42600 X 12=511200元。

八、勝動科技雙燃料發電機組配置說明　　

1、發動機原機：，選用190、玉柴、濰柴系列等國內品牌產品作為動力。

2、發電機：采用西門子技術產品或技術的無刷全銅電機產品。

3、燃氣控制系統：采用SDOTX39雙燃料控制系統。

4、機組的動力與輸出控制系統：采用歐盟科邁控制系統產品。

九、雙燃料控制系統主要技術指標

1、SDOT9200雙燃料控制器

電源：      24VDC

轉速信號：    0.5V～120VRMS

壓力信號：    0～5VDC

溫度信號：    0～44 KΩ

替代率設置：   ＜85%

斷氣閥驅動輸出：1A/24VDC

位置信號輸出： 4～100mA

環境溫度：    -30℃～+70℃

相對濕度：    ＜95%

2、一體執行器

A、SDOT960執行器

電源：      24VDC

輸出電流:    10A持續，20A峰值，可持續2S

輸出扭矩：   8Nm

環境溫度：   -40℃～+100℃

相對濕度：   38℃時95%

B、直徑：      Φ65-Φ85

3、 混合器      Φ121Xφ80

4、 傳感器

A、轉速傳感器(C181580)

直流電阻：   約350Ω

信號頻率：100Hz～10KHz。

螺紋：Φ1815

B、壓力溫度傳感器（102750）：

壓力范圍：0～200KPa 輸出：0～5VDC

溫度范圍：-40℃～+120℃

輸出：0～44KΩ

十、雙燃料控制系統使用注意事項

1、嚴格按照使用說明書規定安裝燃氣管道及燃氣控制各裝置，防止燃氣泄露。

2、使用獨立的轉速傳感器給雙燃料裝置提供轉速信號。

3、使用外部燃氣控制開關和控制器斷氣繼電器信號串聯接法控制燃氣通斷。

十一、雙燃料發電機組機型譜（400V 50Hz 1500轉）

十一、雙燃料發電機組產品圖片