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1、。,。第王卷第期石油机械年。月,,今,含冲‘‘令,,‘,,阵‘,,除‘,、飞尹一奋︸技术革新,。圈,,,‘,气声把柴油机改装成天然气柴油机西南石油学院本刊特邀作者张世康,油田开发中大量使用柴油机每年消耗的柴油是很可观的一台功率利用系数为的。,,,型柴油机平均油耗率为马力小时以上每小时消耗柴油按平均每,,天工作小时每年工作夭计算每年消耗柴油以上,,,油田中有丰富的夭然气如能使用天然气动力节约柴油那末石油工业将为四化建设田开发中使用天然气发动机煤气机,做出更大贡献在油因为要求一定规模的供气系,。,,统存在一些实际困难若将柴油机改装成天然气柴油机可用天
2、然气作主要燃料也可用,。纯柴油作燃料是油田中利用天然气资源的切实可行的办法天然气柴油机消耗的柴油约为,。,原消耗量的可以节约柴油按每台型柴油机每年消耗柴油计算则,。每合天然气案油机每年不仅可节省柴油而且节约的运输费用也是很可观的一、天然气柴油机的特点,天然气柴油机是往气缸内送入天然气与空气的混合气并喷射少量柴油点火的柴油机也,称双燃料发动机主要燃料是天燃气也可用其它气体燃料国外早在四十年代就已使用双’,,。,燃料发动机国内有少量沼气柴油机在使用天然气柴油机仅做过一些试验迄今为止有,,关双燃料发动机工作过程的研究似乎没有公开发表的资料这里只根据有限
3、的实验观察谈一点有关原理的问题。从示功图上看,柴油机以天然气运转时和纯柴油运转时并无明显差别,故可认为在同样,。,,的工况下每个循环加入的热量相等但以天然气运转时大部分热量由天然气供给而小部分由柴油燃烧产生。通常点火柴油的数量可在额定油耗的的范围内,所以每循环。由天然气供给的热量相当于循环供柴油量的放热量按此计算天然气和空气的混合比,可说明天然气柴油机的混合气是很稀的混合气,,天然气柴油机点火是多火源的所以其速燃期的压力升高率应该高于柴油机但实际上,天然气柴油机的运转比柴油机柔和这可作如下解释,,天然气柴油机因为点火油量很少速燃期内燃烧的柴油远比
4、柴油机少而且在压缩过程,,中混合气中的燃料低温氧化可以缩短柴油的着火落后期而混合气的预混合燃烧则由于很,。稀而有适当的燃烧速度结果使天然气柴油机速燃期的压力升高率低于柴油机,天然气柴油机由于一的燃料是空气充足的预混合燃烧空气利用率和热效率可高石油机械第卷,,。于柴油机炭烟程度也可减轻故可适当提高功率至于柴油燃烧不完全所引起的严重结焦,。或稀释机油等等可以完全避免,。,天然气柴油机的点火油量是一定的需调节天然气供给量以适应工况变化当轻载时,,,因混合气太稀使解烧速度降低而增长后燃期因而排气温度将升高同时由于高压油泵,。在低供油量时不均匀性的影响相对
5、增大使发动机运转不稳定所以轻载时最好是纯柴油运,,,转或在进气管内增加阻流阀来限制空气流量以加浓混合气不过在使用阻流阀时要注意不能使进气管内压力过低而引起回火。二、天然气流量估计和控制阀,进行柴油机改装首先需估计天然气流量但目前询无成熟的流量计算方法不过把天,,然气柴油机作为就地利用廉价燃料的措施而不是进行产品设计研究并无必要进行精确的‘,。设计计算只要进行简单的理论计算改装完成后能进行调整就足够了。如前所述天然气柴油机箫调节天然气流量以适应工况变化估计流量的目的是确定天然。气控制阀出口的最大流通截面积或直径,,,设柴油机额定功率的油耗或常用功率
6、的油耗为燃烧后放出热量为则,,。,。,,式中柴油的低热值设点火油景为为点火油量与额定油耗,—二。,。,的百分比假定输入的总热量不变天然气的放热量为则一,。,,设天然气的低热值为则天然气流量为一乙。一,一。,天然气空气混合器的构造如图所示为了简化改装也可以不用混合器而将天然气管直接插入空气滤清下的进气管中,,,设控制阀进口压力为温度为,出口压力为温度为,口如图所示则控制阀出截面上的理论流速为一‘,‘,。。荃,卜淤,若不于二几会」入一—,,式中天然气绝热指数长岛‘—,二。“重力加速度图天然气一空气混合器示愈图—,二··天然气气体常数减压器控制阀混合器
7、,,—口,“,刁空气滤清器进气管控制阀进绝对压力—口,“控制阀出绝对压力,—口绝对温度,控制阀进—,二。“,自然进气柴油机可取水柱即保持控制阀进。口与进气管内的压差为水柱控制阀出口的实际流速可取,,弟期把朱油机改装成天然气朱油机控制阀出口的容积流量为“口,是出截面处的绝对温度因为一一,嘟代入式得认一,叼二毕么久设控制口,,阀出截面积为则。或一步恋进气管控制闷的出口直径诬万兀」。,控制阀由调速器操作为了有较好的调速性能应该便阀”,的开度与流量有线性关系假如便用锥形阀可如下进行设,、、二不计··。,。,,。⋯,将容积流量分成用这些流量。值分别确定对应
8、的阀心锥体直径如图所示阀杆的运动,以免,,阻力要尽可能小影响调速器土作因为阀内压力不高,阀杆可议不用密封件若有必要可在搁壳上角防漏盒与进
