300型生物质气体发动机，以废料稻壳、秸秆、木粉、木屑等为原料，经气体发生炉燃烧气化，产生可燃的动力燃料，驱动发动机工作。这种以稻壳、秸秆、木粉、木屑等代替昂贵而又紧张的石油资源的开发利用，有较好的综合经济效益，同时又可消除大量稻壳、秸秆对环境的污染。可作为陆用发电机组和一般动力用，适合于农村和燃料资源丰富地区的工厂使用。
该发动机具有性能稳定、运行可靠、结构简单、操作方便等优点。通过独特的设计改进，使整机性能得到充分发挥，在实际应用中与国内同类产品相比具有明显优势：
1、功率大。机组功率可达到450kW，是目前国内市场上最大功率的2倍多，可满足大规模电站的成套需求。
2、可靠性高。该机组原型机为国内技术成熟的300中速柴油机（最大功率1103 kW/600r/min），改造为气体机功率最高值能达到450 kW/600r/min，相应机械负荷远小于柴油机指标，故可靠性较高。
3、物料消耗省。一台8300生物质气体发动机在400kW负荷时，与两台200kW机组在负荷（190＋190）kW时相比，节省物料约5％，降低了发电成本，表现了良好的经济性。
4、气缸排气温度较低，同现有国产其它200kW机组相比，排温低60～90℃，已达到国际先进水平，大大降低了发动机的热负荷，延长了气阀等部件的使用寿命，整机可靠性得到进一步提升。
二、生物质气化装置简介
1、工作原理
生物质原料进入气化炉后，炉内的化学过程主要包括燃烧反应、热分解反应和还原反应。部分原料与氧气燃烧，提供热分解所需的热量，大部分生物质在缺氧条件下发生热分解反应，析出挥发份和焦碳，挥发份在高温反应区内停留发生二次反应，使焦油进一步裂解为气体，同时气体和焦碳之间，气体和气体之间进一步发生还原反应。最后，气相的焦油和气体携带部分细颗粒焦碳、灰尘进入燃气净化装置，部分焦碳通过除尘器后回流进入气化炉参加反应。气相焦油通过冷凝、水洗除去，净化后的燃气达到内燃机的要求。
2 、运行参数和气体成分
本装置用空气做气化介质，生物质气化后的可燃气中包括N2、O2、H2、CO2、CO、CH4和CnHm等成分，气体热值在4600－6300kJ/Nm3之间。
气体成分和热值如下表所示：
820℃条件下的气体成分和热值
炉内温度 |
气体成分 |
气体热值 |
℃ |
CO2 |
CO |
CH4 |
CnHm |
H2 |
N2 |
O2 |
kJ/Nm3 |
820 |
16.3 |
16.5 |
6.71 |
1.3 |
4.17 |
54.02 |
1.0 |
5700 |
3 、工作流程图
生物质循环流化床气化发电装置主要由进料机构，燃气发生装置，燃气净化装置，燃气发电机组，控制装置及废水处理设备六部分组成，其流程如下图所示：
发动机及发电机组规格
表一：50Hz
|
项 目 |
规 格 数 据 |
发
动
机 |
型号 |
8300DM |
8300DM-1 |
6300DM |
6300DM-1 |
型式 |
直列、四冲程、火花塞点火 |
气缸数 |
8 |
6 |
气缸直径 (mm) |
300 |
活塞总排量 (L) |
215 |
161 |
活塞行程 (mm) |
380 |
380 |
额定转速 (r/min) |
500 |
600 |
500 |
600 |
额定功率 (kW) |
440 |
495 |
330 |
385 |
活塞平均速度 (m/s) |
6.33 |
7.6 |
6.33 |
7.6 |
额定负荷燃气消耗量 (m3/h) （热值4180！～6480KJ/m3） |
1070～1510 |
1200～1700 |
800～1130 |
930～1321 |
平均有效压力 (MPa) |
0.491 |
0.461 |
0.491 |
0.461 |
压缩比 |
9:1 |
旋转方向（自飞轮端视） |
顺时针 |
发火顺序（从自由端起） |
1-5-7-3-8-4-2-6 |
1-5-3-6-2-4 |
启动方式 |
压缩空气 |
最大爆发压力 （MPa） |
≤5.5 |
排气温度 (℃) |
≤600 |
燃气气源压力（kPa） |
2.5 |
机油消耗率（g/kW.h） |
<2.0 |
发
电
机 |
型号 |
TF400-12/1180 |
TF450-10/1180 |
TF300-12/1180 |
TF350-10/1180 |
额定功率 kW |
400 |
450 |
300 |
350 |
电压 V |
400 |
400 |
400 |
400 |
电流 A |
722 |
812 |
541 |
631 |
频率 Hz |
50 |
额定功率因数 COSΦ |
0.8（滞后） |
励磁方式 |
无刷 |
相数及接法 |
三相四线 |
发
电
机
组 |
型号 |
400GFM |
450GFM |
300GFM |
350GFM |
|
电压稳态调整率% |
±2.5 |
电压瞬态调整率% |
±20 |
电压稳定时间 S |
≤5 |
电压波动率 % |
≤1 |
频率稳态调整率% |
≤5（0～5可调） |
频率瞬态调整率% |
-20～+12 |
频率稳定时间 S |
≤10 |
频率波动率 % |
≤1.5 |
外形尺寸（长×宽×高）mm |
6400×1820×3000 |
5800×1820×3000 |
重量（kg） |
16000 |
14000 |
表二：60Hz
|
项 目 |
规 格 数 据 |
发
动
机 |
型号 |
8300DM-2 |
8300DM-1 |
6300DM-2 |
6300DM-1 |
型式 |
直列、四冲程、火花塞点火 |
气缸数 |
8 |
6 |
气缸直径 (mm) |
300 |
活塞总排量 (L) |
215 |
161 |
活塞行程 (mm) |
380 |
380 |
额定转速 (r/min) |
514 |
600 |
514 |
600 |
额定功率 (kW) |
|
|
|
|
活塞平均速度 (m/s) |
6.51 |
7.6 |
6.51 |
7.6 |
额定负荷燃气消耗量 (m3/h) （热值4180！～6480KJ/m3） |
1070～1510 |
1200～1700 |
800～
1130 |
930～1321 |
平均有效压力 (MPa) |
0.479 |
0.461 |
0.479 |
0.461 |
压缩比 |
9:1 |
旋转方向（自飞轮端视） |
顺时针 |
发火顺序（从自由端起） |
1-5-7-3-8-4-2-6 |
1-5-3-6-2-4 |
启动方式 |
压缩空气 |
最大爆发压力 （MPa） |
≤5.5 |
排气温度 (℃) |
≤600 |
燃气气源压力（kPa） |
2.5 |
机油消耗率（g/kW.h） |
<2.0 |
发
电
机 |
型号 |
TF400-14/1180 |
TF450-12/1180 |
TF300-14/1180 |
TF350-12/1180 |
额定功率 kW |
400 |
450 |
300 |
350 |
电压 V |
450 |
450 |
450 |
450 |
电流 A |
642 |
722 |
481 |
561 |
频率 Hz |
60 |
额定功率因数 COSΦ |
0.8（滞后） |
励磁方式 |
无刷 |
相数及接法 |
三相四线 |
发
电
机
组 |
型号 |
400GFM |
450GFM |
300GFM |
350GFM |
电压稳态调整率% |
±2.5 |
电压瞬态调整率% |
±20 |
电压稳定时间 S |
≤5 |
电压波动率 % |
≤1 |
频率稳态调整率% |
≤5（0～5可调） |
频率瞬态调整率% |
-20～+12 |
频率稳定时间 S |
≤10 |
频率波动率 % |
≤1.5 |
外形尺寸（长×宽×高）mm |
6400×1820×3000 |
5800×1820×3000 |
重量（kg） |
16000 |
14000 |
|
