内蒙古科技重大专项 “掺氢天然气内燃机关键技术研发及示范应用” 项目顺利完成结题验收

近日，内蒙古自治区科技重大专项“掺氢天然气（HCNG）内燃机关键技术研发及示范应用”项目顺利完成结题验收。

“掺氢天然气内燃机关键技术研发及示范应用”项目牵头单位是内蒙古东源科技有限公司，清华大学、西安交通大学、广西玉柴机器股份有限公司、河南柴油机重工有限责任公司、江苏毅合捷汽车科技股份有限公司、北京氢洁能源科技有限公司、北京启迪清洁能源科技有限公司、北京华业阳光新能源有限公司为项目参研单位。

项目团队完成了高压下掺氢（5%-100%）天然气燃料可燃极限、层流/湍流燃烧速度及着火延迟期的测量及数据分析研究，完成掺氢天然气燃料特性数据库构建，建立了HCNG化学反应动力学模型；HCNG化学反应动力学模型预测可燃极限、着火延迟期、层流火焰速度数据和文献对比误差不大于5%。构建了适用于HCNG内燃机燃烧系统研发的HCNG燃料化学反应动力学机理；结合HCNG发动机燃烧模型，构建了能够精确预测 NOx 排放的数值仿真模型；HCNG内燃机工作过程数值仿真获得的缸内压力示功图与实验测量值峰值误差小于2%；构建了HCNG发动机缸内着火和湍流火焰加速传播爆震预测模型，实现了发动机缸内湍流燃烧模拟和爆震准确预测。

项目团队研制的高温高压湍流定容燃烧弹平台

项目团队率先完成了功能完备、性能先进的掺氢天然气（HCNG）内燃机试验平台研制，该试验平台HCNG燃料的掺氢比范围为0%~100%，填补了国内空白。项目团队完成了掺氢天然气内燃机燃烧系统、进排气系统、增压系统、电控系统等关键系统及零部件研发。

项目团队研制的掺氢天然气（HCNG）内燃机试验平台

项目团队研制了两款发电用掺氢天然气内燃机，有效功率分别为500 kW和1500kW，最高有效热效率大于42%，满足NB/T 42112- 2017《往复式内燃燃气发电机组污染物排放限值》第二阶段排放限值要求；掺氢天然气内燃机发电机组成功实现示范应用。

项目团队研制的发电用掺氢天然气内燃机

项目团队完成了商用车用掺氢天然气（HCNG）内燃机样机研制，HCNG内燃机最大净功率为284 KW，最高有效热效率为40.6 %，排放满足国六限值要求。

项目团队研制的车用掺氢天然气内燃机

项目团队申请发明专利50余项，发表高水平学术论文100余篇，完成5项国标、团标制定。项目团队研发的掺氢天然气内燃机关键技术，被黄震院士、郭孔辉院士、黄维和院士、马玉山院士等多位院士鉴定评价为：“总体技术达到国际先进水平，其中掺氢燃气内燃机燃烧理论研究和技术居国际领先水平”，获得北京市科学技术奖一等奖。

2024年6月，国家发改委将“终端天然气掺氢（HCNG）示范项目”列为《天然气利用管理办法》优先类支持项目，为我国天然气掺氢（HCNG）内燃机技术创新和新产品研制提供了重要政策支撑。内蒙古自治区科技重大专项“掺氢天然气内燃机关键技术研发及示范应用” 项目顺利完成结题验收，为我国掺氢天然气内燃机关键技术自主创新和商业应用奠定了坚实基础。