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双燃料发动机试验情况
1、动力性
1500r/min双燃料工作状态与纯柴油工作状态负荷特性曲线对比(油耗以及替代率)
双燃料工作状态与纯柴油工作状态在不同转速、中高负荷下的油耗曲线对比
在纯柴油工作状态下,柴油机75%额定功率为600kW/ 1500r/min,试验工况下最大扭矩达到4200N·m/1000r/min;在双燃料工作状态时,最大功率能达到660kW/1350r/min,最大扭矩达到5040N·m/1150r/min。动力性方面,双燃料发动机在动力性上与原柴油机水平相当。作为钻井机械动力,工况和负荷变化大,与柴油机相比,双燃料发动机具有更优的低速扭矩性能,使发动机的动力输出性能和配套钻井机械的加速性能得到提高。在60%~70%替代率条件下,双燃料发动机可获得较高的动力性能。
2、经济性
双燃料发动机作为钻井机械动力,工况和负荷变化大,要求在宽广的负荷范围内保持较低的燃料消耗率,对天然气供给系统也要求在宽广的的范围内保持基本一致的替代率。
1500r/min双燃料工作状态与纯柴油工作状态负荷特性曲线对比(油耗及替代率)
双燃料工作状态与纯柴油工作状态在不同转速、中高负荷下的油耗曲线对比
在额定功率时,柴油机的最低油耗为209.8g/kW·h,而双燃料发动机最低油耗达到了60.6g/kW·h。
从试验的整个转速范围来看,经济油耗区较宽广,燃油消耗率在70g/kW·h以下的转速覆盖了整个工作转速范围内,即1100~1500r/min。
从试验的功率范围来看,在400kW以上负荷,整个试验转速的油耗率均低于75g/kW.h,表明该机在中高负荷有良好的经济性,适用于不同转速、不同功率的钻机动力要求。在中高速大负荷工况下,双燃料发动机的柴油替代率可达到70%~75%,替代1L柴油仅用天然气1.15m3,这对于改善发动机的燃烧过程、延长发动机的寿命、降低柴油消耗、降低废气排放等有着显著的社会和经济效益。
3、安全可靠性
1)采用进口控制器,控制可靠、精确,使系统实时处于最优状态;
2)采用特有的爆震实时监测技术,当有爆震发生时,自动切断燃气供应,迅速转换到全柴油工作模式;
3)当发动机出现燃气供应故障时,电磁阀会自动切断天然气的供给。发动机自动切换到纯柴油工作状态;
4)在同等负荷下,双燃料模式比纯柴油模式下的缸温普遍要低20~30℃,而排温基本相同,柴油机原有配置的散热水箱即可达到冷却效果