卡特彼勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組使用手冊

卡特彼勒

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組引見信昌機(jī)器動力系統(tǒng)部創(chuàng)建于1863年，總部位于美國依利諾斯州是世界上最大的土方工程機(jī)械和建筑機(jī)械的消費(fèi)商是全球最大〔千瓦計〕的往復(fù)式發(fā)動機(jī)消費(fèi)商是全球高質(zhì)量柴油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)組的首席供應(yīng)商近年的年銷售額超越300億美金，世界500強(qiáng)企業(yè)之一全球擁有70，000多名員工，200多家代理商，1700個代理分支機(jī)構(gòu)，21個零件配送中心在全球23個國家擁有115個工廠；總計有300多種產(chǎn)品銷往200多個國家和地域CAT發(fā)動機(jī)的消費(fèi)才干和耐用性久經(jīng)考驗(yàn)ACERT技術(shù)發(fā)動機(jī)可以滿足歐II，美國環(huán)境維護(hù)署〔EPA〕，國際海事組織〔IMO〕等組織嚴(yán)厲的排放要求柴油發(fā)電機(jī)組是行業(yè)內(nèi)獨(dú)一從發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)及一切部件均由卡特彼勒公司一家廠家一致設(shè)計、質(zhì)量控制、測試及保用，是目前全球最優(yōu)的發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品之一產(chǎn)品的設(shè)計和消費(fèi)符合ISO9001和QS9000質(zhì)量認(rèn)證，滿足或優(yōu)越于以下規(guī)范和規(guī)范：美國規(guī)范：AS9、AS2789、ABGSMTM3英國規(guī)范：BS4999、BS5000、BS5514西德工業(yè)化規(guī)范：DIN6271、DIN6280、EGSA101P、JEM9、IEC34/1國際規(guī)范化組織規(guī)范：ISO3046/1,ISO/DIS8528、美國全國電氣制造商協(xié)會規(guī)范：NEMA、MG1-22一.卡特彼勒公司引見卡特彼勒公司引見卡特彼勒燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的歷史卡特彼勒1947年開場研制消費(fèi)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，有超越60年的開展歷史?，F(xiàn)有G3600、G3500、G3400、G3300系列40多種機(jī)型產(chǎn)品，功率范圍覆蓋80kw-3000kw。超越33000臺燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)在世界各地穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。利用了多項(xiàng)成熟可靠的技術(shù)，使產(chǎn)品堅(jiān)持了技術(shù)先進(jìn)性和可靠性二.信昌機(jī)器工程簡介〔1〕1928年成立于上海1946年公司遷至香港1962年被卡特彼勒委任為在香港及澳門地域的總代理1972年成為森那美集團(tuán)〔SimedarbyGroup〕附屬機(jī)構(gòu)1982年被卡特彼勒委任為廣東、廣西及海南省總代理；同年在廣州設(shè)立辦事處1994年經(jīng)過ISO9000質(zhì)量管理認(rèn)證1995年遷往元朗現(xiàn)址〔占地16751平方米〕1997年在廣東省順德市成立順德信昌機(jī)器工程，現(xiàn)稱為佛山市順德區(qū)信昌機(jī)器工程，廠房占地面積15075平方米1999年被卡特彼勒委任為福建、江西及湖南省總代理；同年在廈門成立廈門森那美信昌機(jī)器工程二.信昌機(jī)器工程簡介〔2〕2001年信昌機(jī)器在廣州市設(shè)立零件保稅倉2002年信昌機(jī)器經(jīng)過OHSAS18001職業(yè)平安安康認(rèn)證2002年被卡特彼勒委任為新疆地域總代理；至此，信昌機(jī)器效力區(qū)域包括廣東、廣西、福建、江西、湖南、海南、新疆和香港，澳門兩特別行政區(qū)一區(qū)域超越260萬平方公里2005年3月佛山市順德區(qū)信昌機(jī)器工程經(jīng)過ISO9001質(zhì)量管理和OHSAS18001職業(yè)平安安康認(rèn)證〔挪威船級社-DNV〕2005年經(jīng)過F&IU平安管理系統(tǒng)評審2006年成立廈門信昌重機(jī)設(shè)備成立廈門信昌重機(jī)設(shè)備東莞分公司我們將憑倚中國最資深的卡特彼勒獨(dú)立代理商身份，努力成為您購買動力設(shè)備產(chǎn)品及效力支持的首選及優(yōu)勢供應(yīng)商二.信昌機(jī)器工程簡介〔3〕信昌機(jī)器在中國的代理區(qū)域二.信昌機(jī)器工程簡介〔4〕

信昌機(jī)器組織構(gòu)造圖三、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)技術(shù)特點(diǎn)1、發(fā)電效率高：發(fā)電效率在33%——41%左右，假設(shè)采用熱電冷聯(lián)供效率可到達(dá)80%以上2、對氣源要求低：對氣源進(jìn)氣壓力〔中、低壓〕、進(jìn)氣溫度要求低，熱值范圍廣。三、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)技術(shù)特點(diǎn)3、運(yùn)用功率范圍廣大功率范圍覆蓋80kw-3480kw，可以單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)也可以多臺機(jī)組并機(jī)、并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，建站靈敏。4、環(huán)境溫度、海拔高度順應(yīng)范圍廣。在環(huán)境溫度40℃，海拔500米條件下，機(jī)組額定功率不折損，可以100%輸出。三、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)技術(shù)特點(diǎn)5、投資本錢低，投資回收期快相對于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，其他燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備如燃?xì)廨啓C(jī)、微輪機(jī)、燃料電池等，投資本錢要比燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)高得多。6、平安可靠：機(jī)組具有發(fā)動機(jī)維護(hù)和電力維護(hù)等多種維護(hù)措施。三、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)技術(shù)特點(diǎn)7、機(jī)組操作方便，啟動停車迅速，維護(hù)簡單。

機(jī)組可機(jī)旁操作或在中央集中控制室操作;啟動需時0-30S,停機(jī)需時0-5MIN。8、構(gòu)造緊湊，分量輕體積小，安裝運(yùn)輸方便。三、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)技術(shù)特點(diǎn)9、技術(shù)先進(jìn)、成熟，性能穩(wěn)定多年的消費(fèi)研發(fā)閱歷，超越33000臺的CAT燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)效力于世界各地，歷經(jīng)市場驗(yàn)證的穩(wěn)定性能，值得客戶信任。10、主要部件與柴油發(fā)電機(jī)一樣,但熱負(fù)荷低,故運(yùn)用壽命更長，可達(dá)20年以上。四、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)與其他發(fā)電設(shè)備的比較燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)微型燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃料電池容量（kW）20-500030-10001000-5000010-2000發(fā)電效率(%)

22-4018-2722-3630-63綜合效率(%)70-9050-7050-7060-80燃料燃?xì)馊細(xì)馓烊粴馊細(xì)鈫訒r間10s60s6min---1hr3hrs—2days燃料供應(yīng)壓力低壓或中壓中壓中壓中低壓噪音中高中中低檢修時間(kh)24-605-4030-5010-40整機(jī)成本低高高高運(yùn)行方式孤島運(yùn)行或并網(wǎng)運(yùn)行孤島運(yùn)行需加配黑啟動尺寸L5463*W1736*H1862（G3516770kw）L9100*W2400*H2900(C800800kw)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度及其影響25°C，高于40°C時每升高10°C功率下降4%15°C，每升高1°C功率下降1%,35°C時功率折損約15%以上電力本錢比較先進(jìn)往復(fù)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)貧氧熄滅稀薄熄滅柴油機(jī)/SCR小型透平微透平高級透平燃料電池高級燃料電池風(fēng)力五、陸豐13-2工程燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組工程根底知識

第一節(jié)系統(tǒng)構(gòu)造闡明油田伴生氣發(fā)電工程的總體系統(tǒng)構(gòu)造分為以下幾部分：1)儲氣罐2)氣體的前處置設(shè)備3)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組配電并網(wǎng)及監(jiān)控系統(tǒng)溴化鋰空調(diào)〔假設(shè)做熱電聯(lián)產(chǎn)時才需求〕1)儲氣罐作用1:提供穩(wěn)定的氣體供應(yīng),緩沖短時間停氣時,機(jī)組停機(jī)的影響作用2:在產(chǎn)氣量很小時,可儲存到足夠的氣量時,再運(yùn)轉(zhuǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組.:注:儲氣罐由用戶自行提供,我司可提供技術(shù)支持2)氣體的前處置設(shè)備目的：去除燃?xì)庵械挠泻﹄s質(zhì)，控制燃?xì)赓|(zhì)量，使燃?xì)獾竭_(dá)運(yùn)用要求。注：前處置設(shè)備由專業(yè)前處置廠家提供CATG3500系列燃?xì)鈾C(jī)要求燃?xì)鉂M足以下條件：1〕硫化氫的含量<57mg/MJ2〕氯離子的含量<19mg/MJ3〕油份的含量<1.19mg/MJ4〕顆粒物的含量<0.8mg/MJ@<2um5〕硅化物的含量<0.56mg/MJ6〕氨氣的含量<2.81mg/MJ7〕溫度10——60℃8〕水分不能含水分9〕相對濕度<80%10〕壓力241——276KPa11〕高于露點(diǎn)溫度2--3℃，信昌建議為高于露點(diǎn)8--10℃12〕燃?xì)膺M(jìn)氣壓力動搖范圍+/-6.9KPA..燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組選型需求確定的要素1〕燃?xì)獾某煞痔匦?〕緊縮比3〕發(fā)電機(jī)組功率和最低延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷4〕現(xiàn)場運(yùn)用環(huán)境5〕機(jī)組詳細(xì)配置要求6)客戶運(yùn)用要求機(jī)組選型前先了解幾個重要名詞1)甲烷數(shù)2)緊縮比3)爆震4)熱值1)甲烷數(shù)甲烷數(shù)：丈量燃料對非控制熄滅〔爆震〕的抵抗才干,是衡量氣體性能的目的在上世紀(jì)60年代以前不斷運(yùn)用辛烷值來衡量燃?xì)獾男阅?，但由于辛烷值不能很好的反映氣體的抗爆震才干。60年代后開場運(yùn)用甲烷數(shù)來衡量燃?xì)獾男阅堋?/p>

1)甲烷數(shù)，MethaneNumber,簡稱〔MN)

甲烷含量不等于甲烷數(shù),高甲烷含量不一定甲烷數(shù)高閱歷方式是對氣體進(jìn)展采樣，和甲烷和氫氣比較(甲烷=100,氫氣=0)高甲烷值闡明抗爆震才干強(qiáng)緩慢熄滅的氣體(低熱值氣體),甲烷值會超越100卡特彼勒燃?xì)鈾C(jī)不能運(yùn)用甲烷數(shù)小于30的氣體2)緊縮比不同的氣體可以運(yùn)用不同的極限緊縮比。下表列出了各個氣體的極限緊縮比。低甲烷數(shù)氣體運(yùn)用高緊縮比發(fā)動機(jī)將產(chǎn)生嚴(yán)重爆震,以致不能運(yùn)用。

低緊縮比適宜低甲烷值氣體更大的甲烷數(shù)范圍高緊縮比適宜高甲烷值氣體更好的效率LowHigh甲烷數(shù)與緊縮比的對應(yīng)關(guān)系什么是爆震？

正常熄滅過程點(diǎn)火中心火焰前端“尾氣〞爆震壓力急速升高氣缸內(nèi)壓力氣缸壓力極限燃?xì)獍l(fā)動機(jī)負(fù)載氣缸壓力氣缸內(nèi)壓力氣缸壓力極限燃?xì)獍l(fā)動機(jī)氣缸壓力爆震爆震呵斥的影響Endgasuncontrolled“explosions〞(detonation)erodepistonsurfacePistonfragmentsweldedtopistonsurfaceSkirtareascuffedfromerodedpistonmaterialPistonbowlnoteffectedbydetonationExcessiveheatandpressuredamageringinringland什么叫熱值？燃料“含有〞能量的丈量高熱值(HHV)–燃料中總的熱值低熱值(LHV)–燃料中有用的熱值HHV=LHV+〔水〕汽化所需求的熱值CH4+2O2=2H2O+CO2WaterVaporSteam熱值有什么用？熄滅過程中，燃料和一定量氧氣熄滅釋放出總熱量燃?xì)夤疽愿邿嶂?HHV)銷售燃料(總熱值)燃?xì)獍l(fā)動機(jī)從低熱值產(chǎn)生出動力…燃?xì)獍l(fā)動機(jī)采用燃料的低熱值低熱值用于發(fā)動機(jī)的性能，比如燃料耗費(fèi)量和功率第二節(jié)陸豐13-2平臺

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的選型1、燃?xì)獾某煞痔匦匀剂蠚怏w間成分差別很大，了解燃料氣體的特點(diǎn)是燃?xì)獍l(fā)動機(jī)運(yùn)用勝利的關(guān)鍵要素，為確保發(fā)動機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)

氣體成分分析是選型非常必要的步驟氣體成分分析主要需求確定以下幾點(diǎn)熱值甲烷數(shù)燃料中雜質(zhì)用戶提供的燃?xì)饨M分油田氣組分

ComponentMolePercent%H2S0CO218.65N28.72C154.96C26.6C34.28iC41.97nC42.34iC50.93nC50.72C60.88將用戶氣體成分MOL值輸入到

CAT甲烷數(shù)計算程序中，可得到如下結(jié)果：LowHigh甲烷數(shù)與緊縮比的對應(yīng)關(guān)系陸豐13-2工程的氣體成分分析結(jié)果:A)甲烷數(shù)為47;B)根據(jù)甲烷數(shù)與緊縮比的關(guān)系,此工程應(yīng)選用低緊縮比(8:1)的發(fā)動機(jī)。C)低熱值為937btu/ft32、發(fā)電機(jī)組功率和最低運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷發(fā)電機(jī)組功率確實(shí)定主要思索以下幾個方面：1)供氣量的大小2)最低運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷2.1根據(jù)用戶的氣量和氣體的低熱值,計算出用戶氣體的可發(fā)電功率:年份氣量(萬M3/天)總?cè)紵芰?MJ)發(fā)電機(jī)組功率KW20110.38140068486.347220120.933427981190.27120130.77283822985.493120140.44162184563.138920150.28103208358.361120160.2177406268.770820170.1451604180.180620180.0933174115.187520190.051843063.9930620200.031105838.3958320210.02737225.5972220220.01368612.7986120230.01368612.79861根據(jù)用戶各年氣量及可發(fā)電功率表看出：最大可發(fā)電量：1190kw〔2021年〕最小可發(fā)電量：12kw〔2023年〕其中2021年-2021年〔最高1190kw,最小180kw),這7年內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電利用價值比較高。2.2最低運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷由于燃?xì)獍l(fā)動機(jī)不能在超低負(fù)載下不限時運(yùn)轉(zhuǎn)，所以必需思索用戶的最低負(fù)荷?？ㄌ乇死杖?xì)獍l(fā)動機(jī)可以在額定功率的50%-100%的范圍內(nèi)不限時運(yùn)轉(zhuǎn)。下表列出了不同發(fā)動機(jī)的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時間表低負(fù)荷使用極限時間負(fù)載率自然吸氣發(fā)動機(jī)(Hr)增壓發(fā)動機(jī)（Hr）低怠速11高怠速2410%4820%82430%1210040%2475050%50750+60%100750+70%750750+80%750+750+90%750+750+100%750+750+從發(fā)動機(jī)的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時間表可以看出：發(fā)電機(jī)組的單機(jī)功率越小越好，越能順應(yīng)氣量的宏大變化。但是發(fā)動機(jī)的功率越小其并機(jī)所需的并機(jī)系統(tǒng)就越貴,所占用的場地面積越大，思索到用戶的實(shí)踐氣量變化情況和可用場地面積,我們建議選用兩臺發(fā)電機(jī)組。陸豐13-2工程的發(fā)電機(jī)組功率的分析結(jié)果:根據(jù)陸豐13-2工程各年份氣量、可發(fā)電量、最低負(fù)載情況，氣體成分等要求，建議選用以下兩機(jī)型：發(fā)電機(jī)組型號：G3516額定功率：770KW緊縮比：8：1額定轉(zhuǎn)速：1200rpm額定電壓：480V額定頻率：60額定功率因數(shù)：0.8發(fā)電機(jī)組型號：G3508額定功率：360KW緊縮比：8：1額定轉(zhuǎn)速：1200rpm額定電壓：480V額定頻率：60額定功率因數(shù)：0.83、現(xiàn)場條件的分析1)海拔和溫度對功率的折損2)燃料成分對功率的折損3.1海拔和溫度對功率的折損發(fā)動機(jī)的功率標(biāo)定是在規(guī)范形狀下標(biāo)定的，發(fā)動機(jī)的功率會因海拔、環(huán)境溫度的變化而發(fā)生功率折損。不同的發(fā)動機(jī)對應(yīng)不同的環(huán)境其功率折損不同。G3516環(huán)境溫度及海拔高度降功系數(shù)功率表3.2燃料成分對功率的折損G3516(770kw)燃料成分降功系數(shù)表基于甲烷數(shù)〔抗爆震才干〕G3508(360kw)燃料成分降功系數(shù)表

基于甲烷數(shù)〔抗爆震才干〕

G3516的發(fā)電機(jī)組功率折損的分析結(jié)果:A)環(huán)境溫度〔小于50℃〕，功率無折損B)海拔高度〔小于750米〕，功率無折損C)燃料成分〔甲烷數(shù)大于45〕，功率無折損4、冷卻系統(tǒng)的選擇機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)中分為兩個獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)：1)水套水冷卻系統(tǒng)2)中冷器冷卻系統(tǒng)4.1水套水冷卻系統(tǒng)水套水冷卻系統(tǒng)可選用熱交換器、冷卻塔、散熱水箱等方式冷卻，出于客戶對燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備一體化程度要高，方便以后搬遷運(yùn)用的思索建議客戶選擇遠(yuǎn)置閉式散熱水箱，并安裝于集裝箱頂。4.2中冷器冷卻系統(tǒng)冷卻水的進(jìn)口溫度可選54℃、43℃或32℃在廣東地域,由于年年溫度較高,我們建議選用54℃后冷卻器。5、防音式集裝箱防音式集裝箱外殼方便客戶安裝與搬遷?？梢宰龅椒酪舫潭认渫猓泵?，85db或以下〔按客戶要求〕。６、并網(wǎng)柜出于客戶對燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備一體化程度要高，方便以后搬遷運(yùn)用的思索建議將并網(wǎng)柜做到集裝箱內(nèi)，以后搬遷運(yùn)用時不需求重新接線。G3516防音集裝箱表示圖防音集裝箱實(shí)物圖防音集裝箱實(shí)物圖7、陸豐13-2燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組方案根據(jù)上述各項(xiàng)分析結(jié)果,建議選用以下方案：1〕選用一大一小兩臺Cat燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組：a)一臺CatG3516(770kw)緊縮比：8：1b)一臺CatG3508(360kw)緊縮比：8：12〕機(jī)組運(yùn)用防音型集裝箱外殼；3〕運(yùn)用遠(yuǎn)置散熱水箱，安裝于集裝箱頂部；4〕并網(wǎng)柜安裝于集裝箱內(nèi)。G3516技術(shù)參數(shù)要求燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組型號：G3516額定功率：770KW緊縮比:8:1額定轉(zhuǎn)速：1200rpm額定電壓：480V額定頻率：60額定功率因數(shù)：0.8燃?xì)夂臍饬浚?0.38MJ/bkw.hr發(fā)動機(jī)效率：34.7%外型尺寸(lxWxh):5462.8x1735.6x1861.9MM機(jī)組總質(zhì)量:約14噸中冷器溫度:54℃G3508技術(shù)參數(shù)要求燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組型號：G3508額定功率：360KW緊縮比:8:1額定轉(zhuǎn)速：1200rpm額定電壓：480V額定頻率：60額定功率因數(shù)：0.8燃?xì)夂臍饬浚?0.9MJ/bkw.hr發(fā)動機(jī)效率：34.7%外型尺寸(lxWxh):3965x1735.6x1884.7MM機(jī)組總質(zhì)量:約10噸中冷器溫度:54℃8、陸豐13-2工程選型方案小結(jié)至此,該工程的所需設(shè)備已全部確定1〕前處置設(shè)備(由專業(yè)廠家提供，我司提供技術(shù)支持)2〕燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組兩臺a)G3516(770kw)CR=8:1b)G3508(360kw)CR=8:13〕防音式集裝箱4〕并網(wǎng)柜〔安裝于集裝箱內(nèi)〕5〕遠(yuǎn)置散熱水箱〔安裝于集裝箱頂〕6〕儲氣罐(由專業(yè)廠家提供，我司提供技術(shù)支持)運(yùn)用方案年份氣量(萬M3/天)總?cè)紵芰?MJ)可發(fā)電功率（KW）投入使用的機(jī)組20110.38140068486.3472G3516(770kw)20120.933427981190.271G3516(770kw)&G3508(360kw)20130.77283822985.4931G3516(770kw)&G3508(360kw)20140.44162184563.1389G3516(770kw)20150.28103208358.3611G3508(360kw)orG3516(770kw)20160.2177406268.7708G3508(360kw)20170.1451604180.1806G3508(360kw)20180.0933174115.1875間歇使用20190.051843063.99306間歇使用20200.031105838.39583間歇使用20210.02737225.59722間歇