我国内燃机发电设备行业现状与发展趋势

我国内燃机发电设备行业现状与发展趋势

于艇

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 山东济南  250102

摘要：内燃机节能技术一直以来都是内燃机学科的热门研究领域。降低内燃机排量可以有效降低内燃机的燃油消耗率，但是小排量内燃机的低动力性又难以满足高负荷工况，因此，目前小排量内燃机大多数都需要安装进气增压器来扩展其工况范围。

关键词：内燃发电机发电设备现状趋势

内燃机发电设备是以内燃机为动力的发电设备,随着国民经济的飞速发展,其应用范围越来越广泛。在无电或缺电地区可用作主电站(如广东省柴、重油发电占全省装机容量的1/4以上),大型内燃机电站(1000kW以上)可用作消除城市用电高峰负荷;在一些重要部门(如邮电、高层建筑、矿山、金融机构、商场、医院等)可以其作为备用应急电源;在军事上,随着我军装备现代化的发展,其应用范围也急剧扩大,成为各军兵种、各武器系统中(如导弹、高炮、通信、舰船、电子对抗等)不可缺少的重要装备;在满足特种用电(如海洋石油钻井平台、沙漠石油勘探、大型露天矿开采用移动电站)方面,内燃机电站也有其不可替代的地位。另,外对废气(如煤气、瓦斯)的回收利用,内燃机电站也发挥了特有的优势。

1现状与需求

1.1现状

近年来,特别是“七五”和“八五”期间,我国的内燃机电站生产行业得到长足的发展,已初具规模,且产品质量有了大幅度的提高,缩短了与国外先进水平的差距。内燃机电站单机功率300W～9500kW间各功率档次基本具全;电能输出种类上直流电站、交流工频电站、中频电站、双频电站并存;移动方式上固定式发电机组、拖车电站、汽车电站、船舶电站、列车电站、方舱电站相继开发问世;其它特种电站均已研制成功,如特种燃料(如煤气、瓦斯、沼气)电站,复合燃料电站,特殊用途电站(如精密电站、自动化电站),特殊自然条件电站(如高寒区、钻井平台、沙漠石油勘探等)。从生产行业看,现阶段我国实际从事内燃机发电设备生产厂家已超过200家(1993年底已取得内燃发电机组生产许可证的单位有160余家),实际年产量已超过4GW,产值约40亿。为国民经济发展作出了重要贡献。

从目前总体技术状况看,我国内燃机发电设备行业已有50%产品达到发达国家80年代初中期水平,其中少数产品已达到80年末期代产品水平,但是还有相当数量产品为70年代末期水平,一部分产品差距更大。总体水平与发达国家相比约落后15年。“八五”期间,本行业加大了技术引进与吸收消化工作,引进柴油机制造技术的有30多个厂家,100多个品种,基本上比较齐全,对于提高我国柴油机产品水平发挥了重要作用;引进电机与控制系统生产技术的企业也相继开发出相当数量的产品。但就总体而言,引进产品的市场占有份额还较小,成本较高,国产化率较低,质量不很稳定,特别是国产配套零、部件屡屡出现质量问题。各厂家应在大量生产以降低成本的同时,进一步改进、提高、创新以提高产品质量。

1.2需求

近年来我国电力工业已有了飞速发展(已连续6年实现装机容量在15GW以上),但就目前而言仍有20%的缺口,随着国民经济的高速发展,生产、生活用电均会以较大幅度增长,电力紧张状况仍将存在;另由于我国电网还不够普及,电网外地区生产、生活用电,也需采取措施加以解决,柴、重油发电因其具有建厂周期短、管理使用方便、投资少(平均每kW建厂投资柴、重油电站最低,其次为火力发电、水力发电、燃气轮机发电、原子能发电)、运行成本较低(略高于水力发电和火力发电,低于燃气轮机发电和原子能发电)的特点,所以解决电力紧张状况较为行之有效的方法是发展柴、重油发电,特别是福建、江苏、浙江、天津等沿海地区。因此,大型内燃发电机组市场前景广阔,但目前我国大型内燃发电机组市场基本被国外产品所占据,国内虽有厂家生产,但批量很小,应引起有关部门和有关单位足够重视。

一些重要部位(如邮电、金融机构、存放易燃易爆场所、矿山、商场、高层建筑等),按各主管部门规定也应配备应急发电机组;城市为消除用电高峰,亦应备有消峰机组;野外作业、民航机场、石油勘探、军事装备以及废气能源的回收,特殊条件用电等均需大量内燃发电机组。总之我国的市场潜力仍很大,1984～1994年间,我国共进口内燃发电机组89486台,共23亿美元,仅1994年就进口30828部,共8.32亿美元。而我国内燃机电站生产行业年产值才将近40亿元,还低于此数字。从国际市场上看,柴油发电机组销售量近几年均以较高的(约20%～30%)速度逐年增加,单机容量也逐年提高。因柴油发电机组的可靠性、耐久性、实用性、经济性等指标不断提高,在世界一些地区已由备用电源发展成主电源(如中东地区)。我国虽然在此方面作出一些努力,但出口量还很少(如1994年出口8564部,共0.39亿美元)。因此国际市场潜力很大,生产企业(特别是引进技术比较成熟且已批量生产的企业)应把占领国际市场作为重要目标。

2国内外科技发展趋势

2.1逐步提高可靠性耐久性指标

无故障使用期、平均故障间隔期、第一次大修期等指标应不断提高,发动机向大修前无中等或较大故障方向努力。发电机也向无维修、少维修、无故障方向努力。

2.2逐步提高经济性指标

柴油机、发电机及控制系统的产量应向着批量和大批量方向发展,以降低成本和保证质量。燃油消耗率应逐步降低,减少维修保养次数和时间,减少原材料消耗。

2.3逐步降低对环境的污染

噪声应逐步降低,排放指标、无线电干扰要求也应逐步提高,并逐步推广隔振技术。

2.4结构更加先进合理

向着体积小、质量轻、紧凑美观、适用等方向发展,如外罩制成流线型,增加了整体美感并便于安装维修,单轴承发电机组得到进一步推广应用。

3本行业近期发展方向

3.1生产发展方向

首先应继续做好产品更新换代工作,使高水平的名牌产品尽早地大批量投放市场;其次应大力发展大型机组的生产,以满足市场需求并有一定批量的出口;再次应重视小型机组的研制,提高性能指标,迅速扭转其落后局面。同时要促进原材料、配套件基础工业的发展,解决国产产品可靠性差的问题。另外要发展热电联供机组,以充分利用热能,提高经济性。

3.2科技发展方向

继续提高现有产品可靠性指标,加强技术引进产品和老产品的技术改造,特别是内燃机方面现存在问题较多,成为影响机组可靠性的决定性因素。同时要继续引进名优产品生产技术,使产品接近世界先进水平。进一步提高制造水平,包括设计水平、制造工艺水平以及管理水平,同时改进工艺装备,使产品质量全面上台阶。开展基础技术研究,主要是可靠性、经济性、环境适应性以及产品工艺性的研究,加强技术经济开发、预测以及行业管理的研究,机电一体化、数字控制化的研究,对技术引进机型改进创的新研究。

3.3组织结构的调整

提倡专业化生产,促进横向联合,使企业集团化,组成科研、生产联合体。

4结论

常规形式的内燃机节能技术经过长时间的发展，已经到了精雕细琢的阶段，只能小幅度优化内燃机工作效率。为了让内燃机热效率有较大幅度的提升，出现了很多非常规形式的内燃机节能技术，这些技术与传统内燃机工作过程有较大差异，为高效内燃机技术的发展提供了很多新思路。

参考文献(References)

[1]BritishPetroleum(BP)Company.BPstatisticalreviewofworldenergy[R].2012.http://bp.com/statisticalreview.

[2]USDepartmentOfEnergy.AdvancedcombustionengineR&D:Goals,strategies,andtopaccomplishments[R].