GB∕T 36658-2018
基本信息
标准号:
GB∕T 36658-2018
中文名称:船用柴油天然气双燃料发动机技术条件
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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柴油
天然气
发动机
技术
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标准简介
GB∕T 36658-2018 船用柴油天然气双燃料发动机技术条件
GB∕T36658-2018
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS47.020.20
中华人民共和国国家标准
GB/T36658—2018
船用柴油天然气双燃料发动机技术条件Technical specification of marine diesel-natural gas dual fuel engine2018-09-17发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-04-01实施
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TC137)提出并归口。GB/T36658—2018
本标准起草单位:中国船舶重工集团公司第七一一研究所、中国船舶工业综合技术经济研究院、中国石油集团济柴动力有限公司、潍柴重机股份有限公司、哈尔滨工程大学。本标准主要起草人:李翔、孙猛,张东科、刘然、陶文辉、马龙,范建新、梁刚、孙成磊、宋杰、宋恩哲1
1范围
船用柴油天然气双燃料发动机技术条件GB/T36658—2018
本标准规定了船用柴油天然气双燃料发动机(以下简称发动机)的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等。
本标准适用于以纯柴油和双燃料两种模式运行的四冲程发动机的设计、制造和验收2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件GB/T191包装储运图示标志
GB/T725内燃机产品名称和型号编制规则GB/T3475一2008船用柴油机调速系统技术要求和试验方法GB/T5741船用柴油机排气烟度测量方法GB/T6072.1一2008往复式内燃机性能第1部分:功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求
GB/T6388运输包装收发货标志
GB/T 8190.1
往复式内燃机排放测量第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量GB/T8190.4往复式内燃机排放测量第4部分:不同用途发动机的稳态试验循环GB8840一2009船用柴油机排气烟度限值GB/T9911船用柴油机辐射的空气噪声测量方法工业产品使用说明书总则
GB/T 9969
GB 11871—2009
船用柴油机辐射的空气噪声限值GB/T13306标牌
GB15097船舶发动机排气污染物排放限值和测量方法(中国第一、二阶段)GB/T20651.1
往复式内燃机安全第1部分:压燃式发动机GB/T20651.2往复式内燃机安全第2部分:点燃式发动机CB/T3154船用柴油机振动测量方法CB/T3253一2013船用柴油机技术条件CB/T3254.1船用柴油机台架试验第1部分:标准基准状况及功率燃油消耗和机油消耗的标定
CB/T3254.2—2013船用柴油机台架试验验第2部分:试验方法
CB/T3853船用柴油机轴系振动测量方法天然气燃料动力船舶规范中国船级社钢质海船人级规范(2017)中国船级社防止船舶污染国际公约国际海事组织1
GB/T36658—2018
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
柴油天然气双燃料发动机diesel-naturalgasdualfuelengine具有柴油和天然气两套燃料供给系统,可单独燃用柴油且可同时燃用柴油和天然气两种燃料的发动机。
替代率substitution rate
发动机在相同工况条件下,纯柴油模式运行的柴油消耗率与双燃料模式运行的柴油消耗率的差值占纯柴油模式下柴油消耗率的百分比。3.3
纯柴油模式
diesel mode
发动机仅以柴油为燃料的运行模式。3.4
双燃料模式
dualfuelmode
同时燃用柴油和天然气两种燃料的运行模式。3.5
热耗率specificheatconsumption发动机每单位功率和单位时间内消耗的热量。注:单位为千焦每千瓦时[kJ/(kW·h)3.6免费标准bzxz.net
双壁管doublewallpipe
由内管和外管组成的,用于向发动机供应天然气的管路。3.7
高压气体燃料发动机highpressuregasadmissionengine天然气喷射压力大于1MPa的发动机。3.8
低压气体燃料发动机lowpressuregasadmissionengine天然气喷射压力小于或等于1MPa的发动机。3.9
天然气单点进气singlepointgasadmission发动机上天然气的进气位置为多缸共用且仅有一处。一般在增压器的压气机前,或者在增压器后至进气支管之前。
天然气多点进气multi-pointgasadmission发动机上天然气的进气位置为每缸一个且独立控制。一般在各缸的进气支管上。3.11
掺烧双燃料发动机mixedburningdualfuelengine柴油和天然气按一定比例混合燃烧的发动机。注:通常用替代率来表示混合的程度2
pilotinjectiondual fuel engine微喷引燃双燃料发动机
依靠柴油微量喷射来引燃天然气的发动机。注:引燃量的热耗率一般低于标定工况下热耗率的5%。4技术要求
结构与设计
4.1.1标记
发动机的型号标记规则符合GB/T725的规定。4.1.2
主要技术规格和参数
制造厂的发动机技术规格一般包括下列主要技术参数:a)
型号;
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型式(指冲程数、进气方式,冷却方式、是否带增压器和中冷器、左机或右机等);气缸数及排列型式;
气缸直径,mm;
活塞行程,mm;
排量,L;
标定功率,kw;
标定转速,r/min;
活塞平均速度,m/s;
压缩比:
平均有效压力,MPa;
最高燃烧压力,MPa;
最低空载稳定转速,r/min;
最低工作稳定转速,r/min;
双燃料模式标定工况热耗率,kJ/(kW·h);纯柴油模式标定工况燃油消耗率,g/(kW·h):最大替代率,%;
机油消耗率.g/(kW.h):
机油牌号;
排气温度,℃;
起动方式:
旋转方向:
发火顺序;
外形尺寸(长×宽×高),mm;净质量,kg。
防爆与防护
发动机的防爆和防护要求应符合《天然气燃料动力船舶规范》的规定,以及GB/T20651.1和GB/T20651.2的规定
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4.1.4环境适应性
当船舶横倾15°纵倾5°和横摇22.5°、纵摇7.5°时,发动机应能正常运转4.2外观
4.2.1发动机整体应层次分明、布置整洁、表面光洁、管系平直、附件稳固,防污封口完整,易碎易损部分应有保护装置。
4.2.2发动机表面漆层牢固、均匀,不应有起皱和剥落等缺陷4.2.3燃气管路应按规定标识清晰。4.3性能
4.3.1起动性能
发动机的起动性能符合CB/T3253一2013中4.3的规定。4.3.2标定功率和热耗率
4.3.2.1天然气质量指标
为了标定发动机的标定功率及热耗率,所用天然气应满足如下要求:a)天然气应经处理,达到无液态成分;b)甲烷值不低于80其中甲烷值的计算参见附录A中的公式:c)低热值不低于36MJ/m2;
天然气体积的标准参比条件是101.3kPa,20℃。4.3.2.2标定功率
发动机铭牌上的标定功率应按GB/T6072.1一2008中第12章的规定进行表示,并应分别标出纯柴油模式和双燃料模式下的标定功率。发动机在标准基准状况及满足4.3.2.1规定的燃料品质下运行时,应分别标定柴油模式和双燃料模式下的功率,且在双燃料模式下发出的标定功率不低于纯柴油模式下标定功率的80%。当试验环境状况与标准基准状况有差异时,其功率和燃料消耗率以及热耗率应按CB/T3254.1及GB/T6072.1—2008中附录B规定方法进行修正。4.3.2.3热耗率
发动机在双燃料模式下,标定功率的热耗率不应大于9470kJ/(kW·h),其最大偏差不应超过标定值的3%。燃料消耗量的测量要求参见附录B,热耗率的计算公式如式(1)所示。Gt
式中:
发动机热耗率,单位为千焦每千瓦小时[kJ/(kW·h)];燃料消耗流量,单位为千克每小时(kg/h);P
发动机标定功率,单位为千瓦(kW);H,—燃料的低热值,单位为千焦每千克(kJ/kg)。4.3.3各缸工作均匀性
发动机在标定工况下纯柴油模式运转时,各缸工作均勾性按CB/T3253一2013中4.4的规定执行。GB/T36658—2018
平均有效压力小于1.8MPa的发动机在标定工况下双燃料模式运转时,各缸工作均匀性按CB/T3253-2013中4.4的规定执行。平均有效压力大于或等于1.8MPa的发动机在标定工况下双燃料模式运转时,各气缸的工作参数与所有气缸的平均值的偏差按照表1所示的规定执行。表1各缸工作参数与偏差
各缸工作参数
压缩压力
最高燃烧压力
排气温度
调速性能
纯柴油模式下,发动机调速系统的精度等级,以及不同精度等级下的调速性能指标、转速波动率、不灵敏度、非直线度等,按照GB/T3475的规定执行。双燃料模式下,发动机的调速性能见表2。突加的加载负荷由设计确定。
表2调速性能
稳态特性
稳态调速率
工作特性
环境状况
4.3.5.1.1
稳态转速波动率
动态特性
瞬时调速率
转速稳定时间
要求提供一般精度稳定频率及电压的发电机组,并联运行的电力推进或多机单桨的发动机
一般直接传动的高速发动机主机及其他用途的发动机
-般直接传动的中速发动机主机
及其他用途的发动机
为了确定发动机的功率和燃料消耗率,应采用下列标准基准状况:大气总压:Px=100kPa;
空气温度:Tx=298K(25℃);
相对湿度:Φ=30%;
空气冷却器进水温度:Tx=298K(25℃)。d)
4.3.5.1.2对于装在无限航区船舶主辅发动机应采用下列环境状况:a
大气总压:Px=100kPa
环境温度:Tx=318K(45℃);
相对湿度:@x=60%;
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d)空气冷却器进水温度:Tx=305K(32℃)。4.3.5.2制造厂应按产品使用特性需要,进行必要的特性试验并提供相应的特性曲线,具体应符合CB/T3253—2013中4.6的规定。
4.3.6最低空载稳定转速
发动机在最低空载稳定转速下应符合CB/T3253一2013中4.7的规定。4.3.7最低工作稳定转速
发动机在最低工作稳定转速下应符合CB/T3253一2013中4.8的规定4.3.8电控系统功能
发动机的电控系统功能要求应符合CB/T3253一2013中4.9的规定,以及《钢质海船人级规范(2017)》中第3分册第九章附录2中2.2的规定。4.3.9安全保护
4.3.9.1气缸盖安全阀(如安装)缸径不小于230mm的发动机的每个气缸盖上应装有安全阀或者防止超压的装置,其最大开启压力不得超过1.4倍的最高燃烧压力。安全阀排气口的位置应不使排出的气体造成危害。对于没有安装气缸安全阀的发动机,应装设可靠的超压报警装置。4.3.9.2气体探测及报警
发动机上方应安装气体探测装置,当可燃气体浓度达到爆炸下限的20%时,给予“声光”报警,并能自动切断气体燃料的供应,且断开所有非防爆设备。如发动机气体燃料供应管路采用双壁管,则在内外层管之间应安装固定式气体探测器,报警限值可设定在30%LEL,且应设置有效的抽吸式机械通风系统,其通风能力应为每小时至少换气30次。4.3.9.3爆震自动监测调整功能
发动机宜具备自动监测爆震并做出相应调整控制以消除爆震的功能。4.3.9.4燃料的供应与切断
气体燃料供应的时间不应早于点火时间。气体燃料供应的切断不应迟于柴油供应的切断。气体燃料供应的切断应不依赖于柴油供应的切断。切断点火源时,应确保提前或同时切断每个气缸或整台发动机的气体燃料供应。当气体燃料供应切断时,发动机应能仅使用燃油保持连续正常运转。4.3.9.5起动和停车
如适用,当发动机在双燃料模式下起动失败或停车后,应采取措施扫除排气管内可能存在的可燃气体。
4.3.10耐久性
发动机的耐久性要求应符合CB/T3253一2013中4.13的规定,在每一个循环工况中,应根据工厂的设计包含双燃料模式。
4.3.11连续运转特性
发动机的连续运转特性要求应符合CB/T3253一2013中4.14的规定4.3.12机械振动
GB/T36658—2018
发动机在标定工况下运行时,机械振动应符合CB/T3253一2013中4.15的规定。4.3.13轴系振动
根据发动机的用途,其曲轴轴系扭转振动应符合CB/T3253一2013中4.16的规定。4.3.14噪声
发动机在标定工况下运转时,其噪声限值应符合GB11871一2009中第3章的规定4.3.15排气烟度
发动机在标定工况下运转时,排气烟度应符合GB8840一2009中4.2的规定4.3.16排放限值
适用时,发动机的排放污染物限值应符合《防止船舶污染国际公约》附则VI第3章第13条有关氮氧化物的修订草案的排放要求,以及GB15097的规定。4.3.17停缸
发动机在纯柴油模式下的停缸性能要求应符合CB/T3253一2013中4.22的规定。4.3.18停增压器性能
发动机在纯柴油模式下的停增压器性能要求应符合CB/T3253一2013中4.23的规定4.3.19排气背压
在3kPa(300mmH,O)排气背压下发动机主要性能参数应达到设计指标。4.3.20自动切换功能
双燃料发动机在任何负荷工况下都能从双燃料模式快速转换到纯柴油模式,在一定的功率范围内能从纯柴油模式转换到双燃料模式,并保持转速和输出功率稳定。5试验方法
外观检查
目测检查发动机外观。
起动试验
发动机在纯柴油模式下,按照CB/T3254.2一2013中5.1的规定执行。5.3各缸均匀性试验
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,按照CB/T3254.2一2013中5.2的规定执行。7
GB/T36658—2018
调速特性试验
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,按照GB/T3475一2008中4.3和4.4的规定执行。5.5速度特性试验
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,固定燃料供给控制机构,逐步增加负荷,降低转速,测定发动机的主要性能参数随转速变化的规律。参照CB/T3254.2一2013中5.5的规定执行。5.6负荷特性试验
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下进行负荷特性试验。试验方法参照CB/T3254.2一2013中5.4的规定执行。
5.7推进特性试验
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下进行推进特性试验。试验方法参照CB/T3254.2一2013中5.7的规定执行。
5.8最低空载稳定转速试验
发动机在纯柴油模式下,按照CB/T3254.2一2013中5.8的规定执行5.9最低工作稳定转速试验
发动机在纯柴油模式下,按照CB/T3254.2一2013中5.9的规定执行。5.10电控系统功能性试验
发动机按照CB/T3254.2—2013中5.12的规定,以及《钢质海船人级规范(2017)》中第3分册第九章附录2中3.2.5的规定执行。
5.11安全保护装置试验
发动机按照CB/T3254.2一2013中5.13的规定,以及《天然气燃料动力船舶规范》中的规定执行。5.12耐久试验
发动机按照CB/T3254.2—2013中5.14的规定执行。5.13连续运转试验
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,按照CB/T3254.2一2013中5.15的规定执行,5.14机械振动测定
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,按照CB/T3154的规定执行。5.15轴系扭转振动测定
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,按照CB/T3853的规定执行。5.16噪声测定
发动机分别在双燃料和纯柴油两种模式下,按照GB/T9911的规定执行。8
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