北美算力需求爆发,数据中心用电激增,但电网扩容滞后、缺电问题严重,燃气轮机订单已排至2030年,供需缺口显著。
天然气发电机组因交付周期短、成本低、效率高,已成为自备电源主流方案,未来有望保持高增长态势。
海外头部厂商瓦锡兰、卡特彼勒、康明斯等产能吃紧,近期国内中速机组开启赴美验证,后续有望导入。

内燃机是往复活塞式动力机械的统称,通过燃料在气缸内燃烧推动活塞往复运动,进而将燃料化学能转化为机械能。
作为现代工业的核心动力源,内燃机广泛应用于汽车、发电、船舶、工程机械等领域。
(1)按燃料类型分类:柴油机、汽油机、燃气机。
(2)工作原理:四冲程循环,进气→压缩→做功→排气。
燃气内燃机以气体燃料为能源,主要特点包括排放清洁、高效率(热效率42%~48%)、燃料灵活(兼容天然气、沼气等)、运行稳定。
3.1 按转速分类
(1)高速机(>1200rpm):用于小型备电、车用发动机。
(2)中速机(300-1200rpm):用于数据中心、微电网主供电。
(3)低速机(<300rpm):用于大型船舶、发电站。
3.2 与柴油发电机组、燃气轮机比较
(1)柴油发电机组:同样属于往复活塞式内燃机,热效率40%,主要作为应急备用电源。
(2)燃气轮机:属于旋转式热力发动机,单循环效率43%,联合循环(燃机+余热锅炉+蒸汽轮机)可达60%,主要用于大型电站。
3.3 组成结构
(1)机体:由气缸体、气缸盖组成;作为支撑骨架,承受燃烧压力。
(2)曲柄连杆机构:由曲轴、连杆、活塞组成;将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动,传递动力。
(3)配气机构:由气门组(进排气门、气门弹簧)、传动组(凸轮轴、摇臂、推杆)组成;控制进排气门,确保燃烧效率。
(4)燃料供给系统:由燃气喷嘴、混合器、调压器组成;将天然气与空气按比例混合。
(5)点火系统:由火花塞、点火线圈、点火控制器组成;天然气需火花塞点火,不像柴油压燃。
(6)辅助系统:冷却系统、润滑系统、排气系统等。
3.4 发电机组供应格局
天然气发电机组由燃气内燃机、发电机、控制系统组成,数据中心一般采用中速机组,可用于主供电或离网微电网。
(1)整机配套:潍柴动力、潍柴重机、中国动力、动力新科(上海菱重)、玉柴国际。