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发布时间:2014.05.09 新闻来源:科克官方微信(微信号:GOOGOL-POWER) 浏览次数: | ||
内容摘要:【行业动态】燃气发动机的王者之道 | ||
一台发动机在设计时必须要考虑的2个最核心的问题,一个是发动机零部件的机械强度,一个是发动机燃烧过程分析。 发动机零部件的机械强度设计决定了发动机运行的可靠性和安全性,发动机零部件的机械强度相当于一个人的骨架,骨架结实了,人的身体自然会非常的硬朗,具备能够挑起重担的基础。 发动机的燃烧过程相当于一个人的消化系统,燃料相当于食品,食品进到了人体,我们的消化过程是否良好,决定了我们身体最终能够吸收多少食物的能量。对于发动机而言,工作机理也是如此,燃料的燃烧过程和我们消化食物的过程完全一样,燃料燃烧得好,发动机的燃料消耗率就会非常低,发动机的热效率就会非常高,而且发动机的排气温度就会非常低,发动机的排气温度相当于人的体温,发动机的排气温度低了,发动机的故障率就会大幅降低。 谈起发动机的燃烧分析,我们不得不提起2个参数,一个是空燃比,一个是过量空气系数。 空燃比,指的是混合气中空气与燃料之间的质量的比例,一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示空燃比A/F(A:air-空气,F:fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。空燃比是发动机运转时的一个重要参数,它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响,对于发动机而言,从理论上说,每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数,叫做理论空燃比,各种燃料的理论空燃比是不相同的,燃气机大约为14.7,柴油大约为14.3。 空燃比大于理论值的混合气叫做稀混合气,气多油少,燃烧完全,油耗低,污染小,但功率较小。空燃比小于理论值的混合气叫做浓混合气,气少油多,功率较大,但燃烧不完全,油耗高,污染大。 根据实际供给的空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数,我们平时采用入值来作为过量空气系数的表示符号。 如果一台发动机按照理论燃烧空气的空燃比进行空气和燃料的匹配,我们会发现发动机的实际工作状态最终和发动机的最佳工作状态相差甚远。因为此时发动机的排气温度、输出功率、燃料消耗率等一系列参数和发动机的最佳工况点偏差非常之大。 根据我们多年的研究经验,一台燃气发电机组在理论空燃比值在14.7:1(即入值=1.0)的状态下工作时,机组的连续输出功率值大约在13-14kw/升排量。 如果我们将燃气发电机组的实际空燃比值提高到23.5:1(即入值=1.6)的状态下工作时,机组的连续输出功率值大约在18kw/升排量。 如果我们将燃气发电机组的实际空燃比值提高到25.8:1(即入值=1.75)的状态下工作时,机组的连续输出功率值大约在22-23kw/升排量。 一台燃气发动机的输出功率受两方面因素的制约,一个因素是发动机零件的机械强度(相当于人的骨架),一个因素是发动机的燃气燃烧状态(相当于人的消化系统)。 严格而言,发动机的标定功率有三个,一个是备用功率,一个是常用功率,一个是连续功率。对于商业电站类型连续发电的燃气机组而言,大部分厂商采用连续功率的标定方式。 发动机在连续功率的标定状态时,目前业界世界级水平的厂商都是按照发动机BMEP值来作为发动机输出功率的重要标定原则,大部分的发动机备用功率按照BMEP值在25-26bar之间,常用功率按照BMEP值在22-24bar之间,而连续功率大部分按照BMEP值在18-19bar之间。 如果发动机的功率标定时,BMEP值定义过高,虽然发动机的标定功率会大幅爬升,但也意味着发动机的可靠性会大幅降低。 目前世界上最顶级的几个燃气发动机公司,其燃气发动机的连续功率标定几乎都是在BMEP值18-19之间进行标定。这个点的标定,其实也是该发动机在柴油机连续功率状态时的机械零件强度建议标定点。换言之,如果你制造的燃气发动机匹配的发电机组连续输出功率,能够达到22-23Kw/升功率,意味着你的燃气发动机已经达到世界级的燃烧水平,你的燃气发动机只需要解决机械设计的问题,燃烧问题已经达到登峰造极的层级。 科克系列燃气发动机,采用目前全球最顶尖的德国MOTOR燃烧解决方案和全球最顶级的德国海茵兹曼调速系统,成功地达到了燃气发电机组22-23Kw/升功率的世界级水平。这个水平的实现,目前全球也是只有奥地利的GE颜巴赫、德国MWM、西班牙的高斯科尔成功地爬上了这座燃气机领域的珠穆朗玛峰! |
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