瓦斯气 炼厂尾气发电机组开发研制报告开题报告.docx
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瓦斯气炼厂尾气发电机组开发研制报告开题报告
编号:
重点科技攻关项目
开题报告
项目名称:
煤矿瓦斯气、炼厂尾气发电机组开发研制
课题名称:
煤矿瓦斯气、炼厂尾气发电机组开发研制
负责单位:
(盖章)石油管理局动力机械厂
起止年限:
2000年8月~2001年12月
一、项目来源和目的意义:
近年来,随着国内经济形式的发展,对经济效益、能源利用及环境保护认识的进一步加深,石油、煤炭、交通等行业对燃气发动机的需求也在稳步增长,同时对燃气发动机的种类和功率也提出了更多的要求。
我厂自1985年就开始开发研制燃气发动机,并已形成系列产品,是目前国内设计、制造、销售燃气发动机的最大厂家,在国内燃气发动机市场占有举足轻重的地位,现生产的燃气发动机功率范围为4~450kW,但是仅适用于燃气成分变化不大的可燃气体(如天然气,液化石油气),范围较窄,不能满足现有形势的发展。
通过多年的市场调研,我厂根据市场需求,在充分论证的基础上,决定开发研制煤矿瓦斯气、炼厂尾气发电机组,填补我国在瓦斯气、炼厂尾气等可燃气体利用上的空白,避免上述气体白白排掉,不但造成浪费,而且形成环境污染。
此机型研制成功后还可应用于其他可燃气体,如沼气,垃圾处理气等,进一步满足油田、石化厂、煤矿等单位对电站的需求,更加合理、充分地利用我国的各种可燃气体资源。
可以预计:
煤矿瓦斯气、炼厂尾气发电机组的研制将具有较高的经济效益和社会效益。
二、国内外现状及发展趋势:
经过充分调研,煤矿开采过程中的伴随瓦斯气和石化厂中的炼化尾气利用潜力巨大。
煤矿中的伴随瓦斯气由抽风机抽出矿井,白白排放到空气中,造成空气污染。
利用瓦斯气进行做功发电,既节约了能源,又降低了污染,市场前景看好。
但是瓦斯气(主要成分为甲烷和空气)中甲烷含量不稳定,经常在30%~80%(体积比)之间变化。
由于其成分在不断变化,混合气的空燃比也随时发生变化,普通燃气发动机所使用的等真空度式混合器又不能自动调节空燃比,必然导致发动机转速和输出功率变化较大,甚至点火不连续而停机,用户难以使用。
针对这种情况,我厂准备开发研制变混合比的混合器,能够将空燃比保持在相对稳定的状态,发动机始终平稳运行。
炼化尾气中的主要成分是氢气,其最大火焰传播速度远远大于天然气。
若采用预混合的方式,进气管中充满可燃气体,易产生放炮现象。
山西一家企业曾经让国内某单位改造了一台燃用炼化尾气的发电机组,采用的就是普通预混合的混合器。
结果运行不长时间就发生了放炮,进气管被炸毁,造成机器报废。
我厂做了大量的试验,采用电控喷射技术,在结构上和控制时刻上,将空气的吸入和燃气的喷入完全分开,使它们到达燃烧室后才能充分混合,成功地解决了炼化尾气放炮的问题。
全国大大小小的煤矿和石化厂数以千计,市场需求量是巨大的。
我厂产品规模将不断扩大,尤其是煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组的市场前景非常广阔,将成为我厂新的经济增长点。
三、主要研究试验内容、技术关键及技术指标:
在进行各种理论计算、试验的基础上,借鉴和采用国外的先进技术,通过对现有190系列燃气发动机性能的对比分析,提出煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组的总体方案,据此完成工作图纸的设计绘制工作,技术关键包括:
1、电喷控制部分的电路设计,进气部分的机械设计;
2、可调比例的混合器计算和设计;
3、对进气比例的现场调试。
样机试制完成后,使性能技术指标达到:
1、发电机组功率:
350KW;
2、可靠性、耐久性:
整机大修期20000h;
3、发电机组活塞、汽缸盖、连杆等零部件无故障使用达到10000h。
四、技术经济效益分析及预测:
通过对190系列燃气发动机进行分析,结合国际燃气发动机的发展水平,经专家组评论认为:
开发研制满足要求的煤矿瓦斯气、炼厂尾气发电机组,在技术上和生产制造上都是可行的。
根据我厂有关部门收集的需求意向及市场调研情况,目前瓦斯气的开发与利用已进入应用阶段。
在我国东北、西南、华北、安徽、西北的煤矿均有富气矿,同时,其勘探开发工作也已经展开,尤其是山西的瓦斯气储量大、渗透性好,气体品质高,现在阳泉、晋城等地区都有大量气源被排空,急需加以研究利用。
我厂从95年进入该地区,已取得了甲方的认同,开发瓦斯气发电机组就是用户主动提出的。
另外,石化厂(包括焦碳厂)的炼化尾气现在也只能白白烧掉,既浪费了能源,又产生了环境污染。
他们迫切需要燃用炼化尾气的发电机组,解决污染问题。
除上述情况外,目前城市垃圾处理正在我国受到关注,用垃圾处理气进行发电是国际上通行的方式之一。
我厂现在正与青岛、深圳等地洽谈合作事宜。
因而,煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组的开发将使我厂取得主动权。
随着能源与环保问题日益受到人们的重视,特别是随着体制改革的进一步深入,煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组将会作为节能、环保的大型动力机械,得到更广泛的推广,应用前景更为广阔。
煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组将主要用于配套燃气发电机组和压缩机组,预计单台机组售价65万元,按年产销100台套计算,可实现产值6500万元;外加相应零配件销售,经济效益相当可观。
五、开题条件:
动力机械厂现有职工近人,各类技术人员近名,始建于年,主要从事系列柴油机大修,自年开始自行研制天然气发动机。
年初,从济南柴油机厂分离出来后,逐步从以大修发动机为主向开发制造发动机为主转变。
不仅开发制造天然气发动机,而且自行研制了190系列四缸、六缸陆用、船用柴油机,同时也制造PZ12V190B型柴油机。
因此,动力机械厂在发动机研制开发,尤其是在天然气发动机设计制造方面已经积累了比较丰富的实践经验。
多年来,在出产品的同时培养了一批有理想、有道德、有文化、有纪律的中青年知识分子,同时也造就了一批懂发动机的熟练技术工人。
在技术协作方面,动力机械厂与天津大学、吉林工业大学等科研院所保持着亲密的合作关系,在天然气发动机燃烧机理和燃气汽车开发方面进行了不同程度的合作。
新机制运行以后,产品开发技术能力进一步增强,技术工作形成了以技术科为核心,以内燃机研究所、工艺装备研究所、电气研究所、技术引进办公室和新产品试制中心为中轴,辐射全厂各生产分厂和车间的技术管理体系。
这种格局的形成标志着在厂内部技术工作中引入了竞争机制。
这种机制的运行,使我厂老产品技术含量和质量不断提高,新产品的开发层出不穷。
近年来,为了提高燃气发动机的高新技术含量,我们充分研究了国外各种燃气机,争取将国外成熟的技术引进到我厂现有机型上,这为开发煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组作了充分的技术准备。
该煤矿瓦斯气、炼化尾气发电机组是在12V190T发电机组的基础上进行开发研制,增加了其技术含量。
我厂目前需要解决的主要开课条件是:
1、完善必需的试验设备和仪器仪表;
2、增加必要的加工设备;
3、添置必需的检测设备和仪器仪表。
4、改造出厂试验台架。
六、计划进度安排:
1、年度计划内容与考核目标:
年度
计划内容
考核目标
2000年8月~2000年10月
方案调研、论证,基础准备工作等
确定研制开发方案,选择试验所需大型的周期长的设备
2000年11月~2001年3月
工作图设计,样机试制
设计出整套生产图纸和编写必需的资料,完成样机的试制
2001年
第二季度
性能试验和可靠性试验
完成性能测试、调整试验和可靠性试验
2001年
第三季度
根据试验结果完成改进设计和技术资料整理与完善
完善整套生产图纸和技术资料
2001年
第四季度
整机鉴定
完成全部鉴定所需资料并组织鉴定
2、协作单位分工与主要工作内容:
七、
经费概算:
年度2000年2000年112001年2001年总计
金额8~10月月~2000年第一季第二季
类别12月度度
经费总额10万
1、经费主要用途:
a、项目调研,方案确定等:
10万;
b、样机设计,试制加工费(包括原材料费等):
万
c、试验费用(包括各种水、电、气费用及所购必须设备、场地等):
万
d、试验改进及鉴定等费用:
50万。
2、外协经费明细:
八、主要研究人员组成:
姓名
单位
性别
年龄
职务
职称
专业
负责人
动力机械厂
男
40
厂长
高级工程师
动力机械厂
男
55
总工程师
高级工程师
主要研究人员
动力机械厂电器研究所
男
所长
高级工程师
自动化
动力机械厂技术科
男
35
科长
高级工程师
机械设计
动力机械厂技术科
男
28
工程师
机械制造
动力机械厂电器研究所
女
30
工程师
自动化
动力机械厂电器研究所
男
32
所长
工程师
自动化
动力机械厂试造中心
男
28
工程师
机械设计
动力机械厂试造中心
男
28
助理工程师
内燃机
动力机械厂试造中心
男
25
技术员
内燃机
九、查新检索情况:
一十、单位审查意见:
项目主管单位负责人(签字)
年月日
单位负责人(签字)
年月日
单位科技管理部门(签字)
年月日
一十一、管理局科技处审查意见:
(盖章)
年月日
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