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如果压力仍然不足,则应检修整个输油管路中是否流动阻力过度:直接用一个油桶在输油泵前供油,这样可以确定是否是原厂所配的从油箱到输油泵的供油管路及柴油粗滤清器造成的阻力过大。
单体泵柴油发电机动力无劲的损坏排除方法与其他类型的柴油发电机有所不一样,具有一定的特殊性和独创性。下面以道依茨BFM1013单体泵柴油发电机为例,简要说明如下:
(1)速度测量。用转速表检修较高空转转速。根据柴油发电机的配置不同,较高空转转速应比额定速度高6%-8%;计算公式:较高空转转速=额定速度xl.07转/分;如果较高空转转速不够,则检查高速限位螺钉是否设置不足并酌情调整。
(3)检修低压油路系统。低压油路压力不足会直接致使供电不足及喷油泵穴蚀。对于0.5MPa的燃油系统,空载时低压油路的较低燃油压力为:1、柴油发电机转速为1500-1899转/分时,大于0.42MPa;2、柴油发电机速度为1900-2300转/分时,大于0.50MPa;③柴油发电机速度高于2300转/分时,大于0.53MPa。
低压油路的压力测量点应在细滤器的出油口后(即曲轴箱的进油口处)。如果这一位置没有测定空间,可在回油阔前(即曲轴箱的出口处)测定。
注意:在额定速度下,在曲轴箱的出口处测得的压力应比油底壳进油口处的压力低0.01MPa左右。
以下各项都可能是导致低压油路压力不足的起因:1、燃油粗滤清器或精过滤器是否堵塞;2、回油溢流阀是否损坏;3、从油箱到输油泵的输油管路中是否流动阻力过度;4、输油泵是否能供应足够的供油压力;5、回油溢流阀至燃油箱的回油管路中是否流动阻力过量,如果此阻力过大则回油量不足且燃油温度会升高(燃油温度不应超过80℃)。在确保过滤器没有堵塞的情形下,如果燃油预压不足,应检修或更替回油溢流阀。
如果压力仍然不足,则应检查整个输油管路中是否流动阻力过量:直接用一个油桶在输油泵前供油,这样可以确定是否是原产所配的从油箱到输油泵的供油管路及柴油粗过滤器造成的阻力过度。输油泵前的油管内径不能小于12mm,且在高怠速时输油泵入口处的燃油压力应大于-0.O5MPa,满足欧II排放的柴油发电机应大于-0.035MPa。
如果仍然压力不足,则应检测回油量:将回油管的回油端从油箱拆下直接插到一个空桶中,检测柴油发电机lmin内空载高速时的回油量,应在8L以上。
(4)检测满负载时的增压空气压力及排气温度。只有当转速由较高空转速度降低到额定转速时,柴油发电机的输出动力才能达到满负荷。满负荷时进气歧管中的增压压力至少应达到0.13MPa,排烟温度(在增压器后lOOmm的测量点)应有450℃~480℃。检测增压压力举措分为静态检测和动态测定。静态检测值:0.O5MPa;动态测定值:0.13-0.15MPa。如果供油量充足而增压压力仍不足,应检验排气背压,应不超过4.9kPa。
(5)检修排烟制动辅助装置。如果机组(柴油发电机)装配有排烟制动辅助系统,此时,应检修排烟制动阀内部阀片位置状态。如果接近半关闭状态,会导致柴油发电机排气不畅,进而影响增压器的转速而引起进气不足,较终致使柴油发电机动力不足。
柴油发电机房的安装间距和布置条件
摘要:柴油发电机组是应急电源中的主要方式,在消防安全和企业生产过程中有着举足轻重的作用,柴油发电机组的好坏将直接影响整个后备电力的工作状态。本文对柴油发电机组的设计、安装中几个常见的问题如柴油发电机组选择、容量选择、通风冷却系统、储供油系统、及排烟消音系统在设计和安装中应注意和遵循的原则进行了阐述。 一、机房位置的选择及大小要求柴油发电机组作为应急电源,尽量靠近配电室的总配电柜,以便接线方便;为防噪音、震动污染应尽量远离工作区和生活区,避开主要出口通道;应考虑运输、安装、检修方便;应考虑储油、运油方便;应考虑水、烟污染问题等。1、基本的机房布置条件发电机房基本设施应具有混凝土基础、进风百叶窗、排风、百叶窗、排烟口、排烟消声器、排烟弯头、防震及膨胀排气接管、吊码弹簧等,而油箱进、排风机、电池、控制屏、配电柜和空气开关等辅助设备也应设在机房或机房附近。2、设备安装间距一般发电机组机房都建在地下室或地面一层,一般放在水泥混凝土基础上,如图1所示。如机房单建则机房应有两堵外墙,机房大小应根据机组数量及机组的大小来确定,机组间距及机组距舱壁的距离应满足下表要求:表1 发电机组外廓与舱壁的净距(m)容量(kw)项目64以下75~150200~400500~800机组操作面a1.61.71.82.2机组背面b1.51.61.72.0柴油机端c1.01.01.21.5机组间距d1.72.02.32.6发电机端e1.61.82.02.4机房净高h3.53.54.0~4.34.3~5.03、决定安装地点时的考虑下因素(1)机房支撑结构适合机组及附件的安装;(2)必须有效地隔振、减振、减少振动的传播以防止连接系统的疲劳断裂;(3)机房应干净、干燥,而且不会被水淹没;(4)机房面积应足够大,以方便对机组进行维护、保养;(5)保证机房足够的通风面积,应通风良好;(6)排气必须用管道引出并远离进风口,排气管中必须使用大半径、阻力小的弯头;(7)应可以随时供应足够的燃料以维持运行;(8)燃料的主供给应尽可能接近机组;如果主燃料箱埋入地下,可能要采用辅助油泵和日用油箱将主燃料箱中的燃料转入日用油箱中。图1 固定式柴油发电机组安装示意图二、柴油发电机组容量的选择柴油发电机组容量的选择除了要考虑柴油发电机组所带负荷的大小外,还应考虑到大功率电动机或电动机组启动对发电机电网所造成的冲击等因素。根据所带负荷的大小确定发电机组容量的计算公式,即按稳态供电负荷计算,公式为:S=α×PΣ /(ηΣ×cosφ)(KVA).................(公式1)式中:PΣ——供电总负荷;ηΣ——计算效率;α——负荷率0.8~1.0;cosφ——发电机功率因数。采用上述公式计算是确定发电机组容量的基本方法,如所带负荷中无大功率电机,无启动冲击电流,采用该方法即可确定发电机组容量,如电网中还有较大功率电机,有启动冲击电流,则还需要校验母线允许电压降及发电机端瞬时电压降及电机启动本身需要。按母线允许的瞬时电压降计算,公式如下:S=Pn×K×C×Xd{(1/△E) -1}.................(公式2)式中:Pn——大功率电机组容量;K——电动机启动电流倍数;C——按启动方式确定的系数,全压启动;C=1,Y——△启动0.67,自藕降压0.25~0.64;Xd——发电机暂态电抗0.25;△E——母线允许瞬时压降,有电梯0.2,无电梯0.25~0.3。发电机端电压瞬时压降一般不大于20%,启动瞬时发电机端电压:Uc=Ed'×Xq /(Ed+Xq).................(公式3)式中:Ed'——发电机暂态电动势,空载时Ed'=1.05U以标幺值表示为1.05。Xq——发电机端子外电路计算电抗,以标幺值计。另外还需校验电动机启动时,本身能顺利启动所需条件,公式为:S={(PΣ-PM) /ηΣ+PKCcosφM}/cosφ.................(公式4)式中:P——电动机容量;cosφM——电动机启动功率因数,取0.4;K——电动机启动电流倍数;C——按启动方式确定系数,全压启动C=1,Y-△启动0.67,自藕降压0.25~0.64。通过以上公式,取较大者来确定发电机组容量。另外在海拔较高地区还要对发电机容量进行修正,每台机组输出功率按下式计算:P={Ne[C-(1-C₁)]-Np}×ηF.................(公式5)式中:P——机组的实际输出功率;Ne——机组的标定功率;Np——机组风扇消耗的功率;ηF——发电机的效率;C——大气状况率修正系数,根据大气状况按《内燃机台架性能试验方法》的可调油量法功率的修正公式计算;C₁——进排风阻力影响修正系数,地面取1.0。三、柴油发电机房的通风冷却系统柴油发电机组运行时,机组及排烟管道等部件都向机房内散发热量,使机房温度升高,同时还会散发一些有毒气体,机组运行还需要足够的新鲜空气,故机房需进行通风降温。1、采用机械通风系统柴油发电机房通常使用机械通风系统,包括排风设备和进风设备。排风设备可采用排风扇或排风机,进风设备可采用新风机或空调系统。根据发电机房的具体情况和布局,选择合适的通风设备,并合理设置其位置和数量。2、确保良好的空气流通发电机房内产生大量热量和废气,因此必须确保良好的空气流通,及时将热空气和废气排出。排风设备应位于发电机房的高处,以便更好地排除热量和废气。进风设备应位于发电机房的低处,以便更好地引进新鲜空气。3、良好的空气过滤系统为了保证发电机房内的空气质量,通风系统应配备有效的空气过滤装置,以过滤大颗粒物和有害气体。空气过滤器的选择应考虑发电机房的使用环境和工作条件,定期清洁和更换过滤器以保持其良好的过滤效果。4、防水和防尘设计考虑到发电机房的使用环境,通风系统应具备防水和防尘的功能。排风设备和进风设备的设计应确保其能够有效阻止雨水和灰尘进入房内,避免其对发电机设备的损坏和影响。5、安全措施和紧急处理通风设计中必须考虑到发电机房的安全和紧急情况。应配置紧急开关或紧急按钮,以便在发生火灾或其他紧急情况时及时切断通风系统的电源。同时,通风系统应有备用电源,以确保在停电情况下仍能正常运行。6、噪声控制柴油发电机工作时会产生噪声,因此通风设计中还需考虑噪声控制。排风扇或排风机应选择低噪声型号,同时还需采取隔音措施,如加装隔音罩或隔音板,以减少噪声对周围环境和工作人员的影响。7、定期维护和清洁通风系统是发电机房正常运行的重要环节,应定期进行维护和清洁。包括清理排风扇或排风机的叶片和过滤器,检查电源线路和控制系统的连接和运行情况等。定期的维护和清洁可以保证通风系统的正常工作和长久的使用寿命。柴油发电机房通风设计需要考虑空气流通、空气过滤、防水和防尘、安全和紧急处理、噪声控制以及定期维护和清洁等因素。只有合理设计和维护通风系统,才能保证发电机房设备的正常运行,并确保操作人员的健康安全。四、供油储油系统柴油发电机组运行需供应大量柴油,必须储备一定的油量,对小型机组只需设油箱,对大一点的机组应设置储油间,如再大的机组还应在室外专设储油设施。柴油机储油量按下式计算:V=G×t×K/1000AR(6)式中:G——机组每小时耗油量,G=geNe/1000,geNe分别为机组耗油率及标定功率;t——机组运行时间,(3~8小时);K——安全系数,一般取1.1~1.2;A——容积系数,一般取0.9;R——燃油密度,轻柴油约为0.85。油箱安装时应注意以下几点,油箱(罐)较高油面不能比机组底座高出2.5m,否则应在中间加日用油箱;出油位要比油箱底高50mm,以免将沉淀物吸入机组;油箱底应加额外的盛油盘将溢出的油收集;油箱顶必须带检视口,以便检修;送油管应为黑铁管,不能用镀锌管,以免产生化学反应,损害机组;回油管油路到油箱必须保持在2.5m高度以下。五、排烟消音系统排烟系统应尽可能布置的短平,但应满足当地规划、环保部门的规定,尽量少用弯头及长径型的弯头。热排烟因高速流动,使流线变得异常不稳定,若其流向急转变化,将使排烟系统的背压加大,阻碍排烟效果,从而导致发电机组的功率损失,因此应尽可能的降低背压。当条件要求增加排烟系统的长度大于9m时,则排烟管径应加大。从发动机排烟总管排出的第一段管道必须包含一段柔性软管或波纹管,排烟管的第二段应被支撑住,以容许柔性管走动时,不致于将承重施加于发电机的总管上。排烟管壁厚应大于3mm。当排烟管需要穿过墙壁时,应当配置套管或壁外套板,否则墙壁将会因过度受热而出现裂缝,并有可能造成火灾。排烟口应远离建筑物进气栏或门窗,设计成防雨型,在靠近发动机的长排烟管处配置疏水点或泄水收集盘。排烟管道上应设置排烟消音器,根据场所的不同选用不同的消音器,对噪音控制要求不高场所;管道顶端用共震或吸收式消音器,对控制噪音要求较高场所用住宅消音器,有易爆气体场所用火花制动器式消音器。对于小型机组,当地环保部门允许时,烟气可直接排入大气,对较大机组,当地环保部门一般不允许烟气直接排入大气,还应设置消烟池。消烟池尺寸由机组大小决定,一般3~20m³。 总结:总述,柴油发电机组的设计是一个多专业、多部门密切配合才能完成的工作,电气专业设计过程中,要了解机组本身特性,了解当地环保、供电等部门的一些规定,要考虑各专业之间的配合,便于施工、运行管理及维护等。柴油发电机房排烟管和通风系统的深化设计
摘要:康明斯公司在本文中结合具体工程实例,从电气、智能化、通风、建筑、动力和消防等六个专业的角度,介绍了柴油发电机房及其环保系统的深化设计和验收要求。通过康明斯公司工程部技术工程师的深化设计,在保证实现系统使用功能的同时,满足了环保要求,也节约了工程成本。 一、工程概况 本文以华南国际皮革皮具原辅料物流区二期为例,占地面积43,776.7㎡,总建筑面积为38.26万㎡,地上六层,地下两层。其中地下一层至地上五层为皮革原辅料的展示及仓储物流区,一、二层设大展位,地下一层为大展位和中展位结合;六层为大展位及部分员工配套食堂;地下二层为设备库房和停车库。地下一层至地上五层每层设A-H八个区作为一个大型物流中心,用电负荷大。工程设置了两台1200kW柴油发电机组作为消防应急用电源,分别安装在地下二层F区和G区的柴油发电机房内。本工程的柴油发电机房的平面图见图1。高层建筑要求供电具有较高的可靠性,一般采用两路电源供电,柴油发电机组作为应急电源使用。对无法提供两路电源的建筑,柴油发电机组同时还作为备用电源使用。在工程完工后,柴油发电机组不仅要通过电气验收,整个系统还需要通过政府环保部门的专项验收。为保证柴油发电机房及其环保系统能及时验收,本文对该系统进行了深化设计。图1 柴油发电机房平面布置图二、柴发电气系统设计1、发电机房内电气设备的布置发电机在机房内的布置,除散热水箱一端外,其余三面距墙不少于1m。在不设控制室的发电机房,控制屏和配电屏布置在发电机端或发电机侧,在屏前距发电机端不小于2m处设置操作维护通道;屏前与发电机侧的距离不应小于1.5m。设置机房控制室时,在控制室与机房之间的隔墙上设观察窗。柴油发电机组通过设备侧面空气开关输出电力。空气开关至配电屏的电缆须相序正确,载流量满足要求。发电机至发电机配电屏之间的电缆采用沿电缆桥架或者地沟敷设方式,电缆(电线)的连接须采用软连接;当采用母线连接时,应采用母线软连接,避免接头因发电机振动而松动,也有效减弱发电机噪声通过高、低压连接电缆、母线传播至大楼的屋架结构。发电机配电屏与市电配电屏之间采用电缆或母线连接。电气设备在房间内的布置应合理美观。2、发电机房和储油间的照明和动力配电机房内照明、通风及发电机辅助设备用电的设计采用独立的电气控制系统。其中机房动力、照明采用双电源设计,并预留380V的市电引入。储油间和发电机房按防爆区考虑,选用隔爆型电气设备。发电机间和值班室照度为150lx,控制室照度为200lx,储油间照度为50lx。3、发电机控制柜和变配电系统的联动控制双电源自动切换开关(Automatic Transfer Switch,简称ATS)是市电和备用电源之间相互切换设备,当市电故障时,自动起动发电机组,并将预定的重要负荷切换至发电机组馈电;当市电恢复时,切断发电机组供电,自动将负荷切换至市电馈电。发电机组冷却5min后自动停机,恢复至备用状态。ATS具有连续带负荷运行、电源故障侦测、启动备用电源、负荷切换、正常供电恢复的感测、负荷切换回正常供电等功能。本工程发电机与高低压配电系统的关联图见图2。深化设计中,需预留发电机控制柜和市电配电屏之间的联动线路。通常采用一根kVV-10×1.5控制电缆,连接发电机控制柜和变配电系统的Modbus,远程启动或并机系统的信号。4、接地系统柴油发电机房接地包括:工作接地(发电机的中性点的接地)、保护接地(电气设备不带电的金属外壳的接地)、防静电接地(为防止在加油时静电火花引起的火灾,对主油箱、辅助油箱、燃油系统的设备及管道的接地)。在法兰连接处进行跨接接地,防止静电累积。发电机房的接地系统与电气其他接地系统采用共用接地装置,接地电阻不大于1Ω。通常,在发电机房、油箱间和控制室室内四周墙壁地上300mm处设置40mm×4mm接地扁钢。安装接地扁钢支架时,注意与吸音墙壁的施工配合,预留吸音材料的安装位置。图2 柴油发电机与市电配电柜关联图三、柴发机房排烟散热设计机房的通风须满足三个方面的需求,即带走发电机组产生的热量、提供燃烧所需要的充足的空气以及为满足操作人员的舒适度所需的空气流动。为防止空气短路,机房不能在同侧开设排风口和进风口。进风口开设在较低位,排风口开在较高位。进风口和排风口设置百叶窗。1、排烟系统柴油发电机组的排烟系统,将气缸里的废气经消音、消烟处理后直接排入柴油机的热风道,随热风一起排放,或单独设置排烟管道向室外的低空排放。经过处理后的烟气,其烟气环境指标必须满足政府环保部门的规定。排烟口的设置可依据柴油发电机运行时间的长短,采取烟气严格处理后低空排放以及内置排烟道至屋顶两种方法。设置在裙楼屋顶的排烟口采用将烟气处理后再行排放的方法。发动机的烟气处理设备一般采用水喷淋箱,其利用水雾和烟尘的相互吸附作用的原理,达到处理烟气的目的。排烟管有水平架空敷设和地沟内敷设两种敷设方式,高层建筑中常采取水平架空敷设。排烟管应单独设置,并减少弯头数量。机房设置在地下层时,在靠地下室外墙处将热风和排烟管道(或者排烟道))伸至室外。排烟温度在350~550℃,排烟管通常采用玻璃纤维棉进行保温隔热处理以防止烫伤和减少辐射热。排烟管道应架空设在柴油机房的机组上部,且离地大于2.2m。2、新风系统柴油发电机房的通风将直接影响柴油机发电机组的良好运行。位于地下室的机房,须补充足够的新风,保证柴油机在运行时,机房的换气量大于或等于柴油机燃烧所需新风量与维持机房室温所需新风量之和。维持室温所需新风量的计算公式为:C=0.078PT式中:C—需要的新风量,m³/s;P—柴油机额定功率,kW;T—机房温升,℃。柴油机燃烧所需新风量按照发电机组生产厂家随机所附资料。若无规定时,可按每分钟每千瓦制动功率0.1m³计算,其中柴油机制动功率以发电机主发电功率千瓦数的1.1倍取值。3、排风系统为防止柴油机散热器热量通过室内后再间接排放,机组的排风采用热风管道有组织地进行。热风管道与柴油机散热器采用软接头联结。热风管道应平直、弯头少、转弯半径大且内部平滑,出风口接近并正对散热器。在机组的两端设置进风口与出风口,防止气流短路,进而影响散热效果。机房的出风口、进风口的面积按下式计算:S1≥1.5×S;S2≥1.8×S式中:S—柴油机散热面积,m㎡;S1—出风口面积,m㎡;S2—进风口面积,m㎡。四、柴发机房隔声减震设计1、减震设计发电机组的基座设计须满足支撑发电机组的全部运行重量,包括附属设备和机带液体(冷却液、油和燃料)的重量;必须保证发动机、发电机和附属设备等设备的位置稳固;必须隔离发电机组的振动,防止影响周围结构。(1)基座一般采用混凝土基座,其强度须支撑机组的运行重量,以及外加25%的动负荷。并联运行的发电机必须承受2倍的运行重量。基座的外围尺寸一般为:超过发电机组边缘300mm,混凝土基座高度400~600mm(高出地面100~150mm)。混凝土基础厚度的计算公式为:B=2M/L×W×d式中:M—机组质量,kg;d—混凝土密度,2300kg/m³;L—基础长度,m;W—基础宽度,m。(2)在高层建筑中,当机组安装在楼板上时,采用重混凝土基础,以减轻楼板承重。地脚螺丝采取预埋和用电钻打孔两种安装方式。(3)发电机底座和基础之间采取发电机组基座专用橡胶弹簧减振器或减震垫等减震措施。2、隔声降噪设计柴油发电机的噪声从产生的原因和部位上可分为排气噪声、机械噪声、燃烧噪声、冷却风扇和排风噪声、进风噪声和发电机噪声等。柴油发电机房的噪声治理示意图见图3。一般采用隔声降噪方案如下:(1)发电机房四周墙壁和吊顶的隔声降噪措施。为减少室内的反射混响声,在四周墙壁和天花板上设置吸音板,吸音板内部填充多孔性吸音材料,板壁采用开孔率为10%~20%的微穿孔铝板。通过复合阻性吸声的方法,使室内的声波经铝合金孔板衰减,然后被精细玻璃纤维棉吸收。吊顶距天花顶板300mm,吸声吊顶做法为:以角钢做吊架,三角龙骨做骨架,吊顶采用穿孔铝扣板,在吊顶和天花板之间固定填充双层玻璃布包裹的超细玻璃棉。吸声墙面做法为:以角钢做支架,三角龙骨作为穿孔铝扣板的龙骨,在墙壁和和穿孔铝扣板之间固定填充双层玻璃布包裹的超细玻璃棉,同时玻璃棉的防火性能须满足规范要求。(2)排烟噪声是机组总噪声中较强烈的一种噪声,采用消音器达到减少噪声的目的。排烟系统一般在原有一级消音器的基础上安装特制二级消音器,以保证机组排烟噪声的控制效果。二级消音器同时设置在吊顶内,采用减震吊架安装。排烟管长度不超过10m,否则须加大管径,减少发电机组排气背压,从而改善发电机组的噪声及背压。(3)隔声门。一般在防火门的内部贴一层隔音棉,在防火门的下端加一门槛并在防火门四周用密封胶条进行密封,减小噪声从门传出,提高防火门的隔音效果。另一种方法是,采用厚度δ≥1.2mm的双层钢板,内置超细玻璃吸声棉(容重为20kg/m³)的成品隔声门。(4)进风和排风一般利用进、排风消音间降噪。在消音间的内墙铺设隔音片(或者特殊加工),在室内进风通道墙体内口及四周进行吸音处理,配置室内吸音门隔断机械噪声传播通道,达到消声效果。进风井和排风井通常采用阻抗式消声装置。在安装专用消声设备及配件时,角钢支架采用“之”字形,并且支架之间用扁钢连接。柴油发电机与消声设备的连接采用专用减震软节。为防鼠、防异物进入,在进风口和排风口加设百叶窗。图3 柴油发电机房噪声治理示意图五、柴发机房安全设计1、气体灭火系统设计柴油发电机房的储油间、输油管道和发电机本体容易引起火灾。导致火灾的原因包括发电机组超温、油路泄漏引起的固体表面火灾;供电线路、配电设备短路引起的电气火灾;以及供油管道、储油容器损坏,造成燃料泄漏;另外,由其他明火引燃的非水溶性可燃液体(柴油)也容易发生火灾,其中储油间火灾危险性较大。根据GB 50016-2014《建筑设计防火规范》,柴油发电机房可以采用自喷—泡沫联用灭火系统、水喷雾系统和气体灭火系统等灭火系统。气体灭火系统安全有效,且对电气设备损害较小,通常较多采用七氟丙烷气体灭火系统。2、燃油的存放设计机房内一般设置3~8h的日用油箱,其容积的计算公式为:V=GνAt式中:V—日用油箱容积,m³;G—柴油机燃油消耗量,kg/h(由样本查出);A—燃油重度,kg/m³,轻柴油为810~860kg/m³;ν—油箱充满系数,一般取0.90;t—供油时间,一般取3~8h。柴油是丙类液体,日用油箱间属于“中间罐”,按规范日用油箱间罐容积不应大于1m³,一台机组设置一个储油间。储油间的油箱应密闭,且应设置通向室外的带阻火器的呼吸阀的通气管。油箱的下部须设置防止油品流散的设施,一般采用集油坑等。储油间的示意图见图7。在机组两侧设置深度为0.5~0.8m的地沟敷设油管和水管。油管采用黑铁管,送油管直径较小为25mm,其中800kW以上发电机油管采用35mm。送油管及回油管需分开敷设,以防止热燃油回流。燃油吸管应在敷设油箱较低点不少于50mm处,并远离排污阀。回油管到油箱的高度必须保持在2.5m以下;油箱的较低点须设置排污阀,油箱较高点须设置通气孔。为防止机组震动影响,油管和机组之间应使用软管连接。3、机房的建筑专业设计(1)发电机间设置两个出入口,其中一个出口满足运输机组的需要,否则应预留吊装孔。储油间与发电机间应独立分隔,墙体采用防火墙,防火墙必须开门时,设置能自行关闭的甲级防火门。设置机房控制室时,在控制室与机房之间的隔墙上设置观察窗。(2)为有效防止噪声的泄漏,机房外墙一般采用240墙体,墙两面抹灰。机房地面可采用压光水泥地面、水磨石地面以及地砖地面。为防止机组运行和检修时可能出现漏油、漏水等现象,对地基表面进行防渗油和渗水的处理,并设置排水措施。(3)在安装或检修时,利用吊钩挂手动葫芦吊活塞、连杆、曲轴所需要的高度,一般不低于4.5m,机房的底部与机组的顶部的净空不少于2m。(4)发电机房和油箱间的耐火等级为一级,火灾危险性类别为丙类;控制室的耐火等级为一级,火灾危险性类别为戊类;柴油发电机房应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.50h的楼板与其他部位隔开。 总结:(1)在本工程中,柴油发电机及其环保系统深化设计由专业的公司负责,对政府环保部门的专项验收也由该公司承担,有效地预防了由不同的专业公司施工,造成的大量返工和整改现象,避免了柴油发电机房及其环保系统专项验收的延迟。(2)柴油发电机组的整机验收、发电机组与ATS转换柜连接电缆试验、发电机房接地和防雷保护、发电机(电球)测试、ATS双电源转换柜试验按照GB、DL相应规范和标准执行。(3)经过治理后,噪声完全达到GB 3096-2008《声环境质量标准》Ⅱ类标准:噪声60dB(A)(昼间)的标准。(4)烟气经处理后,达到广东省地方标准DB44/27-2001《大气污染物排放限值》一级标准(按各地要求执行),其烟气黑度不得超过林格曼1级,并经政府环保部门验收合格。柴油发电机单相接地过电压的产生及危害
摘要:对于给重要负荷供电所设的应急自备柴油发电机组接地型式的选择,设计、安装往往有所忽略而未给予足够重视。康明斯公司工程师亲历并处理了一个应急自备柴油发电机组因疏漏而未接地的工程案例,通过这次应急自备柴油发电机组改造工程,分析探讨了单相间歇性电弧接地及由其产生的系统内部过电压问题。一、工程案例某金融大楼投入使用多年,原设计配有一台300kW应急柴油发电机组,接地型式采用TN-S系统,电源中性点就地直接接地,与机壳等其它接地采用联合接地,发电机组配套自带4极ATSE双电源自动转换开关,采用五芯电缆引至低压配电系统应急母线段。正常运行多年后,因所带负荷增加,原设备需进行更新。设备更换时,因原柴油发电机房设于地下层,设备搬运不便等原因,业主自行购入一台500kW车载式柴油发电机组,设于建筑物外附近地面,并自行进行了相应的供配电改造。改造中,原应急母线段不变,只是将引入线截面、引入路径作相应调整,另将原发电机组配套自带的ATSE双电源自动转换开关自行更换为4极手动单刀双掷开关,设置于应急母线段输入端。由于新购置的是车载式柴油发电机组,业主方不知该如何做电源接地,故对柴油发电机组接地未作任何处理。1、存在问题改造完成后,在市电电源失电转由自备发电机组对应急母线段供电的试运行中,出现如下问题:(1)手动启动后不久,发电机组自带的多功能控制器(具有负载分配控制、调速控制、EFC燃料控制等综合控制功能)面板控制电源线与发电机组电源接头处持续电弧放电,发出耀眼火光,但控制器及发电机组仍维持正常运行。此电弧放电现象在开机后很快出现至停机一直持续存在(较多时整夜试车运行此现象均存在)。停机后查看电弧出现处,部分导线接头处绝缘有轻微破坏烧损现象,但导线基本未受损。(2)输入电压不正常数据中心机房UPS输入端输入电压不正常,监控装置长时间发输入相电压超高报警信号,但输出并未受影响,仍一直保持正常工作输出。(3)时有绝缘击穿现象在发电机组投入运行约半小时以至更长时间后,电梯机房电梯控制线路板有时会出现绝缘击穿或保护熔断器熔断现象,但此现象并非每次开机均会出现。2、解决方案业主方就此向康明斯公司工程师咨询并要求提供解决方案。康明斯公司工程师现场察看后认为以上出现的问题均与柴油发电机组电源中性点未接地有关。故提出如下改造方案:将500kW发电机组电源中性点直接接地,发电机组的电源中性点接地、保护接地、控制器电子设备接地等采用联合接地,并与大楼内各类接地共用同一接地装置,利用大楼建筑基础钢筋作接地体。发电机组电源中性点接地由发电机组电源端子箱内N端子采用BV-500V导线穿硬塑管保护引至附近大楼预留接地点直接引下。完成以上改造后,发电机组在试运行及以后的运行中均一切正常,系统再未出现上述问题。因控制器接头处导线绝缘部分受损,为保证运行可靠,试运行完成后又重新进行了接线处理。康明斯公司工程师之所以选择将柴油发电机组电源中性点接地,当时主要认为:由于系统中性点不接地,在三相负荷不平衡时,电源中性点电位飘移,进而造成负载端相电压偏移。图1 发电机房接地装置安装方法二、单相间歇性电弧接地过电压的产生及危害1、单相间歇性电弧接地过电压的产生通过查阅有关资料,康明斯公司工程师认为,本案例中因发电机组电源中性点未接地所出现的电弧放电现象,类似于电网中性点不接地系统的“间歇电弧过电压”,应属不接地系统特有的单相接地间歇性电弧过电压现象。中性点不接地系统发生单相接地故障时,通过故障点的单相接地故障电流Ja为另两非故障相对地电容电流的向量和,当Ia超过一定数值时,接地电弧不易自行熄灭,常形成熄灭和重燃交替的间歇性电弧。因而导致电磁能的强烈振荡,使故障相、非故障相和中性点都产生过电压。2、单相间歇性电弧接地过电压的危害(1)间歇性电弧接地故障,不断地产生放弧、熄弧和重燃,持续存在易引发火灾。(2)长期单相短路,周而复始地击穿绝缘,可使事故扩大,由故障相波及健全相,进而使危害不大的单相短路扩展成危害较大的相间短路,引发系统停电事故。(3)从前述可知,间歇性电弧接地过电压幅值并不高,对于一般用电设备,导线大都能够承受此类过电压,如本案例中UPS虽发输入相电压超高报警信号,仍能保持正常工作;但此类过电压长期持续,对系统内装设的绝缘较弱的设备(如本案例中的电梯控制面板)的绝缘薄弱处会造成损害,影响系统中设备的安全运行。三、本案例发生单相接地过电压成因探讨1、故障发生位置康明斯公司工程师查看了发电机多功能控制器电路图,其电路构成较为复杂,主要功能构成包括负荷分配控制、自动同步控制、调速控制及EFC燃料控制等。各控制器取样接线大都取自各相间电压互感器(共2只)及各相电流互感器(共3只),均属二次线路,即使上述各控制器中某功能控制器发生接地故障,对一次系统的影响也不大。直接与一次系统有接线关系的只有负荷分配控制器及含电压互感器的控制器。故发生单相间歇性电弧接地的位置应该在负荷分配控制器一次侧或含电压互感器的控制器一次侧接入端,且发生在负荷分配控制器的可能远较电压互感器为大。2、故障的成因上述直接与一次系统有接线关系的各控制器,一次侧接线端可能存在接线松动、接触不良,形成长时间电弧性接地导致过电压;上述控制器电路中均含有大量LC元器件,在发电机组启动时,由这些元器件组成电路的系统电压发生瞬态较大变动时,易产生较为激烈的过渡过程,或直接在一次电路中形成,或由二次侧通过电压互感器向一次侧传递,造成一次侧接线薄弱处瞬时接地;并随工频电压周期变化,电路过渡过程亦随工频周期性变化,形成单相间歇性电弧接地,造成肉眼可见的长时间耀眼火光的电弧放电现象。某控制器一次侧长时间间歇性电弧接地,造成系统健全相产生约3倍于正常相电压的过电压,使中心机房UPS发超高压报警信号,并使电梯控制器线路板长时间承受超过其耐压值的过电压而击穿烧毁。需要说明的是,如果初始过渡过程足够强烈或长期电弧放电造成接线端导线绝缘水久性破坏,电弧性接地则可能发展成永久性接地。此时,故障相不再出现明显电弧放电,而非故障相过电压则长期存在于系统中。 总结:由于对系统接地的重视不够,如:在施工图设计说明中交代采用TN-S系统,相关施工图却未交代电源中性点接地的具体做法、中性点接地线的选择及施工方式等,实际施工时因图中未有具体标示而未作电源中性点接地;由于应急电源系统真正投入使用的时间很少,系统中即使存在问题一般也不易察觉而作为隐患存在,而应急电源供电的用电设备,均为所在建筑的重要负荷,潜伏在系统中的隐患一旦发作将会产生严重后果。总之,设计人员在进行电气设计时对应急电源接地型式选择及做法应予以足够重视。数据中心应用
数据中心应用伴随着越来越多高标准、高电力需求的数据中心项目的建设,作为备用电源的柴油发电机组容量要求越来越大,需要多台大功率柴油发电机组单机或并网才能满足负载需求,由于机组数量的增加需要建设独立的机房且与实际使用负载间距离也越来越远,多台低压柴油发电机组并联运行存在传输缺陷,为了能够更加安全、可靠地运行,采用高压机组无疑是较佳的选择。大功率柴油机、大容量高压发电机以及发电机控制技术的发展和完善,使高电压柴油发电机组的优势逐步显现,市场需求旺盛,成为解决大容量、较远距离传输、高智能、高可靠性备用电源的主要技术方案。∎ 项目概述北京某数据中心项目建筑面积约为13 473.4 m2,地上两层,地下两层,地上建筑面积约为8 599.74 m2,地下建筑面积约为4 873.66 m2,建筑高度12 m,建筑层高:地上5.7 m和4.7 m,地下6.6 m和4.0 m。项目建筑功能定位主要为IDC数据机房,楼内具备必要的办公用房和配套设施,以及建筑基本使用功能的电力、空调、电梯机房等配套功能用房,项目建成后具备装机和办公条件。∎ 柴油发电机组的配备整个数据中心配电系统按照全部为一级负荷中特别重要的负荷方式建设,在满足两个独立电源供电(一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏)外,还另配置柴油发电机组作为备用电源。柴油发电机作为通信局站及数据中心的后备电源,主要为UPS系统及空调负荷供电。UPS、空调的变频电机均为非线性负载,会产生大量谐波电流。由于柴油发电机的内阻比电网的等效内阻大得多,因此谐波电流对于发电机电枢绕组电势波形有不利影响,造成发电机输出电压畸变、电流谐振及频率振荡,从而降低柴油发电机的带载能力,尤其是非线性负载较大而发电机组容量又较小时,这种危害就更加明显。在后期工程选择UPS设备时,应选择IGBT整流UPS,降低系统谐波水平。同时还应通过动环监控系统与变配电设备统筹考虑,实现负载顺序加载、负载顺序减载、UPS功率缓启动与分时启动、加减载动态调整。∎ 数据中心的运行分析本工程柴油发电机组采用10 kV油机,使用并机运行方式,动力楼内配置的油机并机系统按终期配置,所有机组发电均送上10 kV油机母线段后集中送往10 kV高压配电系统进线端进行切换,由机组自身控制系统根据负荷量的大小调整机组启停。为保证油机投入可靠,每套并机系统需要配置1套自动化控制系统,具备与主电源自动切换、轻载自动停机、系统遥控及状态监视功能。由于重要负荷在低压侧均为主备变压器带载,自动切换,故只有当两路10 kV市电均停电、备用油机自动启动后方可切换负荷。当市电停电后,柴油发电机组尚未启动之前,此段时间由电池室蓄电池组来保证向通信负荷供电。在市电恢复后,自动切换到市电供电,同时柴油发电机组控制器检测到市电恢复时发出停机信号。为满足通信设备对供电系统不间断要求,本工程配置10 kV大容量通信专用自动化柴油发电机组作为备用电源,其容量按满足全部负荷配置。本工程在北区室外设置8台额定容量不小于1 800 kW的室外10 kV柴油发电机组,构成1套8台“7 + 1”并机系统,分别接入高压Ⅰ段、Ⅱ段母线。本工程配置的油机配套设备均包含柴油发电机组自带的控制屏、启动电池、电池充电整流器、油机水套加热器和油机并机控制系统。单台油机箱体内除柴油发电机组本体外还包括:配套交流配电箱1台、控制箱1台、接地柜1台、蓄电池和充电整流器1套。室外油机降噪需满足GB 3096 - 2008《声环境质量标准》要求。本工程在地下一层安装油机并机系统控制柜1套,直流操作电源1套。斯坦福发电机检查方法和故障查询表
摘要:在康明斯柴油发电机组内的众多零部件和设备总成来说,康明斯公司生产的斯坦福交流发电机占据着除发动机外的较重要位置。因此,如何在前期便准确预测发电机的故障发生类型和几率是保证后期能快速排出故障的关键。本文中列举的国内外优秀发电机维修方法为康明斯用户带来了福音,让康明斯发电机使用寿命和工作效率得到了极大的优化。 一、发电机检查方法 1、永磁机定转子检查(1)永磁机定子 永磁机定子线圈的三个抽头可采用欧姆档检测,阻值在4-6欧姆之间,而且抽头应与地绝缘,定子线圈损坏一般采用重绕线圈的方式予以检修,也可予以全部换新。(2)永磁机转子 永磁机转子在电球轴承、轴承座磨损严重时,会出现永磁机转子轴脱落的现象,此时必须将电球的轴承,轴承座予以换新(轴承座也可进行镶套检修),并更换新的永磁机转子。2、励磁机定转子检查(1)励磁机定子 励磁机定子线圈可采用欧姆档检测,阻值一般在12-30欧姆之间,而且线圈必须与地绝缘。(2)励磁机转子 励磁机转子上安装有6枚二极管,可采用万用表对二极管进行检测。二极管击穿后,发电机输出电压不正常。注意这6枚二极管有正负之分,不能装错。3、主定转子检查(1)主转子 主转子线圈在匝间绝缘不良或负载过高时会引起匝间短路现象,此时绝缘漆有局部剥落或烧黑的现象,此主转子线圈子必须予以报废或重绕。这种情况下运行,会出现低负载时电压稳定,大负载时电球无电压输出。(2)主定子 主定子线圈的电阻值在0.2-0.5欧姆之间,主转子线圈的电阻值在1.0-2.0欧姆之间,主定子的硅钢若发生击穿或烧熔的现象,建议对该电球予以报废。4、绝缘检查 普通的就机检查一般采用手持式绝缘电阻测试仪,专业发电机厂家可采用专业绝缘测试系统(。(1)在相近试验条件(温度、湿度)下,绝缘电阻值降低到历年正常值的1/3 以下时,应查明原因,设法消除。(2)各相或各分支绝缘电阻值不平衡系数不应大于2。(3)吸收比或极化指数:沥青浸漆及烘卷云母绝缘吸收比应不小于1.3或极化指数不应小于1.5;环氧粉云母绝缘吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0。5、泄漏电流测量(1) 修前试验施加2.5Un;(2)各相泄漏电流的差别不应大于较小值的100%;(3)较大泄漏电流在20μA以下者,相间差值与历次试验结果比较,不应有显著的变化;(4)泄漏电流不随时间的延长而增大。6、定子绕组交流耐压 应在停机后清除污秽前热状态下进行,分相施加电压1.5Un,1分钟通过。7、定转子气隙测量 沿水平与垂直方向取四点进行测量。(1) 用千分尺测量定转子气隙: 用千分尺测量定转子气隙非常简单,只要将千分尺放在定子和转子之间,就可以精确测量出定转子气隙的大小。(2)用钢尺测量定转子气隙: 用钢尺测量定转子气隙的精度要比用千分尺要高,它可以帮助确定定转子气隙的精确值。(3) 用电子游标测量定转子气隙: 用电子游标测量定转子气隙的精度可以达到0.01毫米,是千分尺和钢尺无法比拟的。它可以准确测量出定转子气隙的大小,因此,是电机定转子气隙测量的较佳选择。P80系列斯坦福发电机结构示意图二、故障处理 1、发电机不发电(1)检查自动电压调节器及控制器保险丝是否烧断。(2)测量F+、F-电线是否断路。(3)启动柴油机,测量PMG发电机两电线是否发电。(4)调整自动电压调节器上的电压。(5)拆下自动电压调节器上的F+,F-电线,用12DC电瓶给磁场供电。(6)转子二极管坏2、发电机带载时电压下降(1)调整自动电压调节器的STAB(稳定控制旋钮)。(2)自动电压调节器故障。(3)励磁机的二极管故障。(4)发电机超负荷运转。3、发电机空载时电压不稳定(1)调整自动电压调节器的STAB(稳定控制旋钮)。(2)自动电压调节器故障。(3)柴油机转速不稳。(4)励磁机故障。4、发动机带载时频率下降(1)柴油油管是否堵塞。(2)柴油或空气滤清器堵塞。(3)调速器需调整或其故障。(4)发动机超负荷运转。(5)发动机动力不足。5、中性线对地有异常电压(1)正常情况下,由于高次谐波影响或制造工艺等原因造成各磁极下的气隙不均、磁势不等而出现的很低电压,若电压在一至数伏,不会有危险,不必处理。(2)发电机绕组有短路或对地绝缘不良,导致电设备及发电机性能变坏,容易发热,应及时检修,以免事故扩大。(3)空载时中性线对地无电压,而有负荷时出现电压,是由于三相不平衡引起的,应调整三相负荷使其基本平衡。6、发电机端电压过高(1)与电网并列的发电机电网电压过高,应降低并列的发电机的电压。(2)励磁装置的故障引起过励磁,应及时检修励磁装置。7、定子绕组绝缘击穿、短路(1)定子绕组受潮 对于长期停用或经较长时间检修的发电机、投入运行前应测量绝缘电阻,不合格者不准投入运行。受潮发电机要进行烘干处理。(2)质量原因 绕组本身缺陷或检修工艺不当,造成绕组绝缘击穿或机械损伤。应按规定的绝缘等级选择绝缘材料,嵌装绕组及浸漆干燥等要严格按工艺要求进行。(3)绕组过热 绝缘过热后会使绝缘性能降低,有时在高温下会很快造成绝缘击穿。应加强日常的巡视检查,防止发电机各部分发生过热而损坏绕组绝缘。(4)绝缘老化 一般发电机运行15~20年以上,其绕组绝缘老化,电气性能变化,甚至使绝缘击穿。要做好发电机的检修及预防性试验,若发现绝缘不合格,应及时更换有缺陷的绕组绝缘或更换绕组,以延长发电机的使用寿命。(5)异物进入 发电机内部进入金属异物,在检修发电机后切勿将金属物件、零件或工具遗落到定子膛中;绑紧转子的绑扎线、紧固端部零件,以不致发生由于离心力作用而松脱。(6)过大电压击穿:① 线路遭受雷击,而防雷保护不完善。应完善防雷保护设施。② 误操作,如在空载时,将发电机电压升得过高。应严格按操作规程对发电机进行升压,防止误操作。③ 发电机内部过电压,包括操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等,应加强绕组绝缘预防性试验,及时发现和消除定子绕组绝缘中存在的缺陷。表1 康明斯(斯坦福)交流发电机故障查询表故障现象故障原因检查及处理方法不能发电接线错误按线路图检查、纠正剩磁消失或太低用蓄电池对绕组磁场充电,正极接X,负极接XX主发电机磁场绕组或励磁绕组断线等严重缺陷用万用表测量相应绕组电阻,若为无限大,应予接通;若电阻为零,更换或处理线圈主发电机定子或励磁机绕组断线旋转硅整流元件击穿短路,正反向均导通 用万用表测量电阻为无穷大时,应予接通无刷发电机励磁整流器板上的整流二极管V2开路或续流二极管V1短路打开出线盒,用万用表测量,V2正反向电阻均为无限大或V1正反向电阻无限小时,更换此元件 空载电压太低或太高转速太低或太高调整转速至额定转速励磁绕组局部短路励磁机励磁绕组电流很大;励磁绕组严重发热且振动大;励磁绕组直流电阻较正常值小得多。应更换线圈续流二极管V1开路打开出线盒盖,用万用表测V1正反向电阻均为无限大,应更换此元件旋转整流元件故障打开后机盖的后盖板,断开F1或F2接头,用万用表测量硅旋转元件。若正反向电阻不符合二极管特性要求时,更换损坏元件自动电压调节器上可控硅短路(电压会过高)或可控硅开路(电压会过低)以上检查均正确时,可更换可控硅元件自动电压调节器损坏、电压过低更换自动电压调节器发电机过热发电机过载减少负载至不超过铭牌额定值负载功率因数低调整负载使励磁电流不超过额定值转速太低调整转速至额定值电机通风道阻塞排除阻塞物发电机绕组有部分短路找出短路,纠正或更换线圈轴承过热轴承磨损过度更换新轴承润滑脂牌号不对或油脂有杂质或装得过多用煤油清洗后,按规定牌号更换油脂,数量为轴承室容量的1/2—1/3与原动机对接不好检查二机同轴度并予调整至符合要求发电机振动大与原动机对接不好校正对中转子动平衡不好校正动平衡原动机振动检查原动机轴弯曲校正轴主发电机励磁绕组短路找出短路点予以修复或更换绕组 总结: 交流发电机的构造很复杂,属于电气设备,其对维修人员的专业性要求非常高。由于一般用户的操作人员技术水平和专业能力有限,大部分故障是维修不了的,正确的做法是聘请专业的电气工程师来故障现场进行有效处理 。柴油机排气温度高的原因分析及其危害性
摘要:柴油机排气温度异常,归根到底就是燃烧质量不好,燃油在燃烧室燃烧过程没有按照设计的要求进行。基于柴油机良好燃烧过程的要求,我们来剖析引起排气温度高的一些原因。康明斯公司在本文中通过工作总结的经验,对柴油机排气高温原因进行了分析,并列出了解决排气高温问题的方法。 一、柴油机排气高温原因分析1、空气量不足 柴油机换气质量的好坏对柴油机的燃烧过程有着很大的影响,与排烟温度也就是热负荷的大小有直接关系,这是我们轮机管理人员的共识。在一些设备上,由于忽视了对柴油机换气系统必要的保养,使换气质量变坏,导致柴油机过量空气系数α减小,燃烧恶化,排烟温度升高,热负荷增加,可靠性下降。空气量不足导致换气质量差主要有以下几个原因。(1)气缸密封状态差导致空气量不足每一型号柴油机都有一个固定压缩比,即气体被压缩前后气缸的容积比。一般四冲程柴油机进入气缸的气体被压缩终了时压力可达到3.7-4.2Mpa、温度将上升到550-600℃,瞬间可点燃被喷进气缸的燃油。如果气缸密封状态差,压缩压力就会变小而导致压缩终点温度变低,就会使燃烧变迟而产生后燃。因此,气阀间隙调整不当;气阀卡阻;气阀漏气;活塞环因磨损严重或断裂而造成漏气等都会引起气缸密封变差的因素。(2)扫气压力不足导致气缸进气量不足增压四冲程柴油机换气过程也存在扫气过程,在进气阶段之初利用进、排气阀重叠角实现燃烧室扫气。同样,扫气压力越大换气越彻底。扫气压力不足的主要原因:增压器轴承损伤;柴油机长时间低负荷运行,增压器效率低;扫气系统有漏泄等。判断气缸内空气量是否充足,较直观是看示功图。气缸进气量不足测取的示功图和正常示功图比较有如下特点:较高燃烧压力PZ和压缩压力PC都降低;膨胀线与压缩线均降低;示功图面积减小,指示功率降低,排气温度升高。如果不能测取示功图的中高速柴油机,就用爆压表测取压缩压力和爆发压力、检查油门刻度和排烟温度,与正常值比较一下也会非常直观判断是否正常。(3)扫气温度高导致进气量不足为了保证进入柴油机气缸的空气量与喷入气缸的燃油有一个合适的比例,现代柴油机都采用增压系统。一般情况下,额定转速情况下增压器压气端出来的空气为80-200℃,这就要求对被增压器压缩的空气进行冷却来增加空气密度,以满足良好的燃烧条件。一般要求冷却后进机前的空气温度在42-45℃。通常情况下,柴油机进气温度升高1℃,排气温度升高3℃。引起扫气温度升高的主要因素:因空冷器脏堵或水泵效率下降而造成冷却能力下降;因水温升高而没有调节调温阀,或自动调温阀故障;扫气箱着火等。2、燃油系统故障(1)故障原因燃油系统发生故障而导致后燃严重,造成排温升高的因素有:① 喷油提前角太小;② 喷油器油嘴雾化不好或喷射终点有滴漏;③ 使用劣质燃油会导致所有缸排温和排气总管温度上升;④ 各缸油门不均,油门大的因超负荷而导致排温上升;⑤ 高压油泵出油阀故障;⑥ 高压油泵柱塞偶件因磨损严重而不能及时打开喷油器。高压油泵出油阀一般都带有回油止回阀,止回压力一般在1.0Mpa左右,它的作用是防汽蚀和保证准时供油,这个止回阀密封不严的话会导致油嘴针阀偶件气蚀、柴油机启动困难和后燃现象等。(2)判断方法判断柱塞偶件是否过度磨损的方法有很多,有条件情况下较好到专业厂家检查。判断偶件密封好坏比较简单方法:① 无论是组合泵还是单体泵,平时用着时候没发现有什么异常,但保养完喷油器将其压力调到正常值时,启动柴油机变得比较困难时,很可能是高压油泵偶件出现问题了。② 判断单体泵偶件密封好坏时,启动柴油机让其怠速运转,适当加大单缸供油量,当你能够听到清脆的燃烧敲缸声音证明此高压油泵偶件密封是好的。③ 用轻油启动柴油机困难,轻重混合或重油直接启动反而容易,一定是高压油泵柱塞偶件出现问题了。图1 柴油机排气温度过高故障原因框图二、柴油机排气高温的危害1、高温腐蚀目前在市场上普遍使用的劣质燃油中含有大量钒、钠和硫等元素。在燃烧过程中硫、钒和钠等元素形成氧化硫、五氧化二钒和氧化钠等(这些氧化物的化学成份取决于过量氧气和燃烧温度)。氧化物之间要发生反应,而且还要与滑油中的钙反应,形成低熔点的盐类,有硫酸钠,硫酸钙和不同成份的钒酸钠等。这些盐类混合物熔点一般为535°C左右,同时具有较强的腐蚀性。当零件温度在550°C以上时,足以使钒、钠化台物处于熔化状态,附着于零件表面。当排气阀在工作中时,由于排气高温(气阀温度可达650-800°C以上),使它以液态形成沉积在阀盘及阀座以及阀杆与阀面的过渡表面上。这时即使是非常耐腐蚀的硬质合金钢也会受到腐蚀,腐蚀结果在密封锥面上形成麻点、凹坑.凹坑相连就可能造成漏气。2、气阀裂纹或碎裂气阀是在温度循环变化条件下工作,难免会产生疲劳即热疲劳。尤其排气阀如长期在排气温度过高的条件下工作,会降低材料的热疲劳抗力,后果是阀盘边缘或阀盘根部容易产生裂纹或碎裂继而造成机损事故。三、解决柴油机排气高温的方法1、确保柴油机换气质量良好(1)保证燃烧室密封良好。工作人员应定期按照说明书要求对气阀间隙进行调整;定期按照说明书要求检查气阀和气阀导管之间的间隙;定期对旋阀器、气阀进行检查;定期对活塞、活塞环进行检查。(2)保证扫气质量。工作人员应定期对增压器进行拆检、清洗;避免柴油机长时间低负荷运行;保证柴油机进气系统密封性良好,无漏气现象;定期对空冷器进行清洗,对自动调温阀进行拆检,确保处于良好工作状态。2、确保燃油系统工作良好燃油系统是输送燃油供柴油机运行的系统。燃油系统对保证柴油机正常运行尤为重要。因此,应正确的对燃油系统进行保养对,柴油机稳定可靠的运行至关重要。工作人员应定期检查喷油提前角,确保满足说明书要求;定期对喷油器进行雾化试验;定期对各缸供油量进行检查;定期对高压油泵、喷油器、出油阀进行拆检。 总结:随着柴油机单缸功率的提高,增压器增压压力越来也高,这对增压器管理就提出了更高的要求。然而,传统上工作人员对“油”的管理较为重视,如比较重视对高压油泵、喷油器等的维护保养;而对“气”的管理还不够重视,如在增压器、空冷器、进排气道清洁程度,特别是增压器的管理上还较为疏忽。大部分轮机管理人员都认为增压器比较神秘而不敢动,越不敢拆开检查清洁,增压器就越容易犯病。个人认为只要认真阅读增压器对应的说明书,严格按照说明书的要求及步骤去拆装就不会有问题。关键是要注意说明书所要求的几个间隙值,一定要测量准确,装配螺栓时按照说明书要求的扭力值,做到这些就不会有问题了。建筑工地行业应用
建筑工地行业应用康明斯的电力方案可完成任何苛刻的项目考验。这些方案已在要求较为苛刻的项目上经受住了反复的考验。性能稳定、操作简便、维护方便、低噪音等诸多特点满足户外工程的特殊要求。康明斯为建筑工地提供全面的电力解决方案,根据建筑工地对发电机组需求特点,提供单机、多机并联、静音型发电机组、集群电站等。应用特点1、作为主用电源使用。2、环境温度-15℃ - 40℃,海拔高度不超过1000米。3、户外或临时搭建。4、工作环境比较特殊。5、负载比较特殊。解决方案1、根据客户使用环境和现场实际情况,调整机组配置或增加外部辅助设备。如a.增加水加热器和机油加热器。b.提高水箱散热量,满足高温环境下作业。2、对于临时搭建的发电机房,保达提供简易安装单机,将排烟系统直接做支架安装在机组上,增加机底油箱,发电机组只要加柴油和链接好电缆即可供电。对于较大负载,保达考虑多机并联方案,将并联系统直接移植到机旁,无需外置增加并联柜。对于户外,保达可提供静音型发电机组或集群电站。对于需要移动的工作环境,可在静音型发电机组的基础上,增加拖车架。3、根据工作环境的特殊性。调整机组的配置。a.增加重型空气滤清器,防止风沙粉尘。b.静音型可提高防护等级,防止老鼠等小动物的破坏。c.增加油水分离器,保证燃油的质量。4、根据用户特殊负载,选择满足的用电设备实际需求。如塔吊、电梯、打桩机等。核发电厂应用
核发电厂应用目前,柴油发电机被广泛应用于大型电厂的机组保安电源系统中,当正常厂用电突然中断时,紧急保安电源能及时,安全,可靠地投用。为了保证运行中的电厂在失去正常交流电源的情况下能够安全停运,对电厂柴油发电机组提出了特殊的技术要求。工程案例:核电应急柴油发电机组一般启动时间要求在10s以内,设计一套能够快速启动并灵敏地监控柴油机启动和运行时各项参数的应急柴油发电机组监控报警系统极为关键,为应急柴油发电机组的可靠运行提供**。参考国内外应急柴油发电机仪控系统实施,从当前应急柴油发电机监控和报警的实现形式,识别当前监控和报警的弊端,通过数字化,高精度采集和计算服务器,历史服务器数据记录手段,提出应急柴油发电机组数字化监控和报警系统的解决方案,构建了应急柴油发电机组安全可靠的监控和报警系统,并成功在大亚湾第五台柴油机和三澳核电站新建柴油机中得到良好的应用。房地产行业应用
房地产行业应用 随着房地产的高速发展,电力需求量也在逐年增加。为了满足电力需求,房地产采用柴油发电机作为备用电源和建筑工地电力供应的重要设备。因此,在房地产行业中,为了保证住户的正常生活和商业运营的顺利进行,应急电源系统是必不可少的。而柴油发电机作为一种高效、可靠的电源设备,正逐渐成为房地产应急电源系统的首选。∎柴油发电机的应用领域○ 消防电源在城市中,突发电力中断的情况时有发生。然而,这种情况在某些场合下是不能容忍的,比如楼盘的消防电源,因为电力的稳定供应对于一些关键操作至关重要。在这种情况下,房地产采用柴油发电机作为应急备用电源,以确保电力的不间断供应。○ 建筑工地上的电力供应在建筑工地上,电力供应是一个重要的问题。与传统的发电方式相比,柴油发电机更加环保,且减少了噪音污染。因此,房地产采用柴油发电机作为建筑工地上的电力供应设备,以满足施工期间的电力需求。○ 住宅小区在住宅小区中,柴油发电机可以为住户提供日常用电需求,如照明、空调、电梯等。同时,还可以作为备用电源,应对突发停电情况。○ 商业综合体在商业综合体中,柴油发电机可以为商铺、写字楼等提供稳定的供电,确保商业运营的正常进行。在火灾等紧急情况下,柴油发电机还可以作为疏散照明和报警设备的主要电源。○ 大型酒店在酒店中,柴油发电机可以为客房、宴会厅、会议室等提供充足的电力,满足客人的各种需求。在突发停电情况下,柴油发电机还可以作为应急照明和空调设备的主要电源。∎柴油发电机的优势○ 可靠性高在突发电力中断的情况下,房地产需要一种可靠的备用电源设备。柴油发电机使用柴油作为燃料,相对于其它发电设备更加稳定可靠。○ 寿命长柴油发电机的使用寿命相对较长,相比其它发电设备,在使用寿命和维修周期上拥有更高的增值效益,充分节省房地产企业的维护成本。○ 高效率柴油发电机采用内燃机技术,具有较高的热效率,能够在短时间内产生大量的电能,满足应急电源的需求。○ 耐用性柴油发电机结构简单,使用寿命长,能够在恶劣环境下长时间连续工作,适应性强。相比其它发电设备,在使用寿命和维修周期上拥有更高的增值效益,充分节省房地产企业的维护成本。○ 灵活性柴油发电机可以根据实际需求选择不同的功率和类型,满足不同规模建筑的应急电源需求。 房地产的发展需要大量的电力供应,因此柴油发电机作为备用电源和电力供应设备是房地产的可能之选。总之,随着科技的发展和人们对电力需求的不断提高,柴油发电机在房地产应急电源中的应用越来越广泛。作为一款高效、可靠、灵活的电源设备,柴油发电机将在未来的房地产应急电源系统中发挥更加重要的作用。半导体工厂应用
半导体工厂应用半导体厂房相较于其他工业类厂房,主要特殊之处在于其洁净等级要求高,光刻机、等离子注入机等精密设备的电源质量和电压等级要求高。在半导体工厂中,柴油发电机可以为生产线提供稳定的供电,确保生产任务的顺利完成。在突发停电情况下,柴油发电机还可以作为应急照明和生产设备的主要电源。而其电气系统同样包括供配电系统、电气控制与保护、照明及检修插座系统、防雷接地系统、火灾自动报警及综合布线系统等,其特殊之处在于供电系统部分,半导体厂房由于设备的特殊性,断电会造成巨大的损失,所以其供电可靠性要求较一般厂房更高,因此在兼顾经济性的同时,其供电系统的复杂性与庞大程度需要投入更多的关注与思考。∎案例项目工程概况○ 案例一主要建筑内容包含一幢5层FAB厂房,一幢5层CUP厂房,一幢3层WWT厂房,一幢9层研发综合办公楼及其他配套小栋号单体建筑。项目分两期进行,其中一期又分为2个阶段投产,总规划产能为月产芯片2万片,第一阶段计划月产4千片。项目总用电设备容量超116.7 MVA,项目电压有220 kV、20 kV、10 kV、480 V、380 V、208 V多种等级,涵盖高、中、低电压等级。○ 案例二主要建筑内容包含一幢3层FAB厂房,一幢1层CUP厂房,6层综合办公楼及其他配套小栋号单体建筑,为月产1.5万片芯片制造厂房。工程总用电设备容量超126.4 MVA,项目涉及电压等级包括110 kV、10 kV、480 V、380 V、208 V。∎柴油发电机容量计算芯片厂房一旦断电会造成巨大损失,同时对电压暂降和闪断也非常敏感,所以厂房内一些特别重要负荷对供电可靠性及持续性要求很高,两个案例对于此部分负荷都采用了柴油发电机供电的方式。案例一、二的一级负荷中特别重要的负荷总容量分别为14 800 kW和21 800 kW,需要柴油发电机作为应急电源保证供电,柴油发电机组容量考虑实际使用情况依据工作电源所带全部容量或一级、二级负荷容量可得,结果如表2所示,满足总容量大于特别重要负荷所需容量。表1 柴油发电机实际使用情况统计 名称负荷总功率/kW柴发容量/kVA供油时间/h启动条件并网时间/s项目一14800160002市电断电30项目二21800225002市电断电30电机起动,软起动好还是星三角好?
星三角启动主要应用于电机容量比较小的应用场景,在电机起动时将电机接成星型接线,当电机启动成功后再将电机改接成三角型接线,启动后改为角形运转柴油发电机维修视频教程,星三角起动,属降压启动他是以牺牲容量为代价来换取减小起动电流来实现的。好处:通过改变发电机的接线程序来实现降压,设备比较大概、经济。弊端:接线比较多、成本偏高;同时,启动时对市电有一定的冲击。软启动器也由早期的只有电压启动模式,也发展为多种启动模式了康明斯室外柴油发电机,可以应对不一样负荷的工况,不分轻载或是重载。优点:对大电电压波动影响小、对大电冲击小、对发电机保护好,能增长发电机寿命,适合大功率和重载的发电机柴油发动机故障灯图解。软启动时,启动电流通常为额定电流的2-3倍,市电电压波动率一般在10%之内,对其他设备的影响是非常的小。超大型电机直接起动的电网流对电网的冲击几乎类似于三相短路对大电的冲击,会引起容量震荡,使市电失去稳定,起动电流中含有大量的高次谐波,会与大电电路参数致使高频谐振,造成继电保护误动作、自动控制失灵等事故。软启动时电流大幅度减少,以上危害可以完全免除。弊端:投资成本高,对使用的环境要求也比较高,电子元件过载能力过低。以上就是关于电机启动软启动和星三角起动的优缺点,现在来康明斯选型康明斯发电机组,不仅享受厂家直销低价,更有千元保养红包和免费过滤器拿。点击选择柴油发电机的容量因数为多少?
发电机容量要素的大小与电路的负荷性质有关,如用电装置中的照明类、电阻炉等电阻负荷的容量因数为1,而类似于发电机、空压机、空调等具有电感性负载的电路功率因数都小于1。容量因数低,说明无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。康明斯公司发现很多业内技术员仍然对一些概念存有误解,这为康明斯发电机组的前期布置带来诸多损害,有必要在此再加以澄清。 在电气领域的负荷有电阻、电容和电感3个形式。电阻是消耗功率的器件,电容和电感是储存容量的器件。日常所用的交流电在纯电阻负荷上的电压和电流是同相位的,即相位差q=0°;交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q=90°);交流电在纯电感负荷上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q=-90°)。 由图1发电机容量关系图可知,容量因数的定义是: 在电阻负荷上的有功容量就是视在容量,即二者相等,故而容量因数φ=1。而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°,故而功率因数φ=cosθ=cos90°=0,即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零,如图2所示。 从这里可以看出一个问题,同样是一个电源,对于不一样性质的负载其输出的功率的大小和性质也不一样,因此可以说负载的性质决定着电源的输出。换言之,电源的输出不取决于电源的本身,就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。 从上面的讨论可以看出,功率因数是表征负载性质和大小的一个数据。而且一般说一个负载只有一种性质,就像一个人只有一个身份证号码一样。这种性质的确定是从负荷的输入端看进去,称为负荷的输入容量因数。一个负载电路完成了,它的输入功率因数也就定了。 比如备用电源作为发电机的负荷而言,比如六脉冲整流输入的备用电源,其输入功率因数就是0.8,不论前面是大电大电还是发电机,比如要求输入100kVA的视在容量,都需要向前面的电源索取80kW的有功容量和60kvar的无功功率。如果备用电源的输入容量因数是0.6,就需要向前面的电源索取60kW的有功容量和80kvar的无功容量。像这样的输出分配,前面电源是“无权”决定的。 多数发电机的容量因数为0.8,个别的功率因数可达0.85或0.9。 一般状况下,功率因数由额定值到1.0的范围内变化时,发电机的出力可以保持不变,但为保持系统的静态稳定,要求容量因数无法超过0.95,也就是无功负载不得小于有功负荷的1/3。当发电机的容量因数低于额定值时,由于转子电流增大,会使转子温度升高,此时,应调整负荷,降低发电机的出力。否则康明斯柴油发电机组官网,转子温度可能超出极限值。故而,运行时值班人员必须注意调整负荷,使转于电流不超过在该冷却空气进口温度下的允许值。一般地,功率因数都是0.8-0.9左右吧!这个要根据这台柴油发电机组所规定的容量因数数据和电网的要求。 功率条件与有功容量、无功容量的关系如图5所示。由Q=UIsinΦ和P=UIcosΦ公式可得知,若柴油发电机组发出的无功越多,功率因数就是减小,在发电机输出容量不变的状况下,机端的电压会升高。无功越多,励磁电流就会增大,康明斯发电机组的定、转子温度会有所升高,过高的话,两者的绝缘可能也会受到威胁呢。反之,如果容量因数过高,,康明斯发电机组所发的无功功率就是很少啦!机端电压也会降低,就会减少运行的稳定性很容易失步或有可能会造成康明斯发电机组进行运转,于是柴油发电机组运行时,注意机端电压在规定值,异样就需要进行调整(如图6所示),调节到保证康明斯发电机组不进相运转就可以了。 为了保证康明斯发电机组的稳定运行,发电机的容量因数通常不应超过迟相0.95运行,或无功负载应不小于有功负荷的1/3。在发电机自动调整励磁装置投入运行的情况下,必要时发电机可以在功率因数为1.0的状况下短时运转,长时间运行会导致发电机的振荡和失步。目前大柴油发电机组基本上不允许进相运行,有的大康明斯发电机组正在进行进相试验,运行人员应根据本康明斯发电机组的情况及时调整。当容量因数低于额定值时,发电机出力应减少,因为容量因数越低,定子电流中的无功分量越大,转子电流也必然增大,这会导致转子电流超过额定值而使其绕组发生发热情形,试验证明,当功率因素等于0.7时,发电机的出力将降低8%。因此发电机在运行中,若其容量因数低于额定值时,值班人员必须及时调节,使出力尽量带到允许值,而转子电流不得超过额定值。 容量因数过高或太低对发电机运行有危害,详细是指在满负载的情形下。(1)当有功负载满发时,cosφ偏高即无功偏低,减轻系统的无功裕量,会影响发电机的稳定性。虽然提升了经济性,但从长远来看,这是以增加损坏的概率换来的发电机十大名牌,一旦有突发事故产生,发电机可能经受不起小的扰动或震荡柴油发电机常见故障及处理,有可能失步。(2)无功过低将引起发电机端电压下降,使发电机受危害。发电机吸取的电流上升,而使电压更低,形成恶性循环,可能导致整个装置失去稳定运转而崩溃。(6)当发电机在额定负载下运行时,容量条件过低,发电机的励磁电流、定子电流增加,将使设备发热,增加了设备老化、开关跳闸等机会。 大多数用户为了提高成本效益要求而尽量提高容量因数,通过改良容量因数,降低了线路中总电流和供电装置中的电气元件的功率,因此不但减少了投资费用,而且降低了发电机本身电能的损耗。良好的功因数值的确保,从而减小供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改良电能的质量。因此,提升容量因数不仅对电力装置,而且对企业的经济运行有着重大意义。工业企业在考虑提高功率因数时,应采用无功补偿系统,以提高电力装置的功率因数,改进供电品质。柴油发电机的进气和排气装置布置
摘要:进排烟系统是指防爆型柴油发电机在工作时需要进气装置和排气机构的辅助,相当于人类身体中的呼吸机构,因为柴油自身在燃烧过程中会出现较大的容量,且相对于柴油来说也具有一定的经济性,因而柴油发电机会被广泛的运用于发电机组中。虽然柴油发电机在容量上有较大的优点,但是在环保方面却存在一定的缺陷,对柴油发电机的进排烟构造进行优化布置将会有助于柴油发电机工作程序中噪音的减少、废气排放量的减少等。 进气和排烟装置的工作原理如图1所示,空气流向路径如图2所示。 对于柴油发电机进气装置组成的规划详细包括空气过滤器与进气支管的布置,其空气循环示意图如图3所示。下面康明斯发电机公司将单独分析两种不同零件组成的规划方式。 空气滤清器的功用主要在于净化进入汽缸内的空气,空气中含有很多杂质,如果不经过过滤器直接进入进气管然后进入气缸,就会加载汽缸内机械部件的事故,进而会减轻发电机部件的使用年限。由此可见,空气理滤清器在进气系统中很重要。空气过滤器的性能好坏,重点在于所选择的材料,目前较新一代的空气过滤器采用的是复合型滤网,即是由低阻有效HEPA滤材与高效改性活性炭复合制成,其与普通滤网有加大的差异,比普通滤网的过滤效果更优化。 柴油发电机上的进气导流管的规划直接影响空气的进气转速与进气效能,空气进入进气导流管之后,其流动是被动的,其依靠发电机的谐振以及进气导管的特殊结构,进而保证其进气速度。为保证进气导管中空气流动速度与流动效果比较稳定,本文所规划的柴油发电机中的进气导流管应为细长规格。 进气支管布置会直接危害柴油发电机的效能,进气歧管的功用是为每一个汽缸导出柴油燃烧过程中所需要的空气,因为柴油发电机的每个汽缸的燃烧状态是相似的,所以每一个气缸的进气支管的长度和弯曲度也要尽量保持一致,同时,为保证空气在支管中有偏高的流速,支管内壁的光滑度也有一定的要求,为保证进气支管散热均匀、轻量,具有过高的进气能力,柴油发电机的进气支管多由铝合金材质制造而成,但随着新材料的发展与应用,复合材料制成的进气支管应用也十分的广泛。 为保证柴油发电机在运行流程中的高低速的要求,进一步保证进气歧管的谐波效应,本文将会采用对于可变进气机构的举措布置。 根据柴油发电机的运转需求,康明斯发电机公司知道每一根进气歧管中的空气会以脉冲的方法进入气缸,较长的进气歧管能满足柴油发电机低速的需求,而相对而言,较短的进气歧管会满足柴油发电机高速匀速,因而本文为保证柴油发电机运转稳定采用可变长度的进气歧管,即每个进气歧管都包含两种(一长一短)进气程序,由专门的空气控制阀来控制空气从哪一个进气歧管流入,发电机具有中低速功率要求时,外侧通道的空气会有长进气管进入气缸。反之亦然,柴油发电机具有高功率要求时,外侧通道的空气会由短进气管进入汽缸。 柴油发电机排气装置的构造设计中,详细设计两个方面:其一,排气支管的设计,需要清除的技术问题为保证汽缸内废气不发生气流干扰而顺畅地排出去,防范废气倒流。另外,消声器的设计,保证气体排放的噪声能够高效地被减少。 排烟歧管的设计中,形状是规划中的关键因素,形状的优化可预防气缸内气体功用力的相互干扰,进而有效防止尾气倒流情况的发生。为了高效防范上述情况的产生,康明斯发电机公司尽量在规划排烟歧管不去过多的干涉气体排放的走向,而是顺着气体的惯性排出,进入排气管后,尽可能的加长排烟歧管的长度以合理的降低尾气排放阻力。排烟歧管的设计需保持等长度且要相互独立。对于四缸柴油发电机来说柴油发电机启动不了,为保证排烟中气体不相互干扰,可将1,4缸的排烟支管汇合在一起,将2,3缸的汇合在一起,二者可以很好地满足以上的要求。 柴油发电机汽缸发生的废气并无法直接排到大气中去,这是因为从汽缸中出来的废气温度比偏高,废气的压力比较大,带有较高的能量,同时排气量的大小会随着发电机的作业容量,有间歇性的变化,这种气体也会在排气管中产生压力脉冲,促使排烟管会发生振动,排出的气体也会发生强烈的空气流动,从而会发生较大的噪声。为了能够高效的减小排烟步骤中产生的噪声,康明斯发电机公司会专门的在发电机组的排烟管上加装消音器锐减气体的排放压力及噪音,较终能够促使噪声水平控制在标准数值之内,满足于国家规定的排放规范。 消声器的规划中外壳部分为双层钢板焊接制成(外观如图4所示), 另外,在消声器的内部会将内壳作成波纹状,以此来进一步让气体经过更多的时间和过程才能够排出去,消声器规划的目的在于消耗尾气的排放能力与排气压力。有利于排气脉动的散射,不让脉动形成尖波状,防范产生能量集中区域消声效果是较好的。 进气装置由进气管、进气阻火栅栏,空气关断阀及空气过滤器等结构。 进气阻火栅栏组成为迭片式,由多块1.2mm厚,51mm宽的不锈钢板迭加在一起制成的一组栅栏,栅栏片与片的间隙≤0.5mm专为熄灭火焰之用。是为了防止柴油发电机汽缸内可能返回的火焰直接通向大气、火焰经它熄灭,不至引燃作业环境的易燃气。 为了保证防爆型柴油发电机有足够的进气量,应经常清理栅栏的表面和间隙间的杂质。清理时应保证栅栏间隙不被破坏。空气关断阀是为了安全而设置的,在防爆型柴油发电机发生飞车现状时,用作紧急停机用。在空气关断阀关闭状态下进气被完全切断,在5~10秒内,防爆型柴油发电机即可停止运行。在正常作业情形停机时,要使用停机开关,严禁操作空气关断阀停机。 空气滤清器的详细构成部分(如图5所示)是滤芯和机壳,其中过滤器是具体的过滤部分,承担着气体的过滤工作美国康明斯发电机官网,而机壳是为过滤器提供必要保护的外部构成。操作一段时间后必须替换,否则会存在空气空气过滤不充分的短处,还会致使空气滤清器被灰尘阻塞,被阻塞后,进气阻力增大,致使可燃混合气变浓,使柴油发电机的输出功率下降,燃油消耗增高,持久下去甚至会危害到柴油发电机械寿命。 进气管是柴油发电机进气机构的重要零件(如图6所示),常装配于柴油发电机的顶部,但因其整体由金属管端成型机挤压成型,刚性较强,弯折后结构强度下降。柴油发电机作业时会连带柴油发电机进气管一起震动,持久使用,柴油发电机进气管弯折处容易见生裂痕等缺陷。 排烟装置由水夹层排气管、水夹层弯管、水夹层波纹管、废气解决箱和排烟阻火栅栏以及补水箱等构造。 水夹层中的水作为冷却液与防爆型柴油发电机冷却机构联通封闭循环冷却,保证排气管表面温度不超150℃。各部件之间在连接处通过橡胶软管将各水夹层联通,使水夹层形成了一个通畅的循环水路。水夹层波纹管位于防爆型柴油发电机和废气处理箱之间,详细起减震的作用。 废气排查箱内有排烟阻火栅栏、水浴箱和膨胀箱。用以解决由排气管进入的废气。主要用作熄灭废气中的火焰、进一步冷却和洗涤废气,解决炭烟及溶解废气中的部分有害物质。经过排烟阻火栅栏熄灭火焰和水浴消除后的废气经膨胀箱、排烟尾管通向大气。 排气阻火栅栏构造为迭片式,由多块1.2mm厚,51mm宽的不锈钢板迭加在一起制成的一组栅栏,栅栏片与片的间隙≤0.5mm专为熄灭火焰之用。要及时清理栅栏的表面和间隙间的杂质和积炭,以保证排烟的畅通。排烟阻火栅栏,要做到每天一清理,清理时打开修复门,松动顶紧轮,抽出栅栏,清理两表面上的积炭和杂质,然后将栅栏装回顶紧,关闭维修门并锁住。修理清理时应保证栅栏间隙不被破坏。 废气排查箱中的水量控制,废气处置箱中的水量约50升,与补水箱连通。废气处理箱中水量的大小由进水浮球阀和水位报警浮球控制,进水浮球阀控制较高水位和在水量不足时由补水箱向废气排查箱中补水。水位报警浮球在水位降至较低控制水位且补水箱无法正常向废气解除箱中补水时,起动自动保护系统报警并在1分钟内使防爆型柴油发电机自动停机。因此,每次工作前必须将补水箱加满水柴油发电机故障排除,在作业中要随时观察补水箱的水位,及时加水保证防爆防爆型柴油发电机作业正常。 在进、排气的管路中,各连接法兰处都夹有密封衬垫,衬垫均采用特制的铜皮包封石棉板制成,具有良好的弹性、拆卸时若发现有事故或失去弹性应予更换,对各处的密封面不许有任何碰伤和划痕。 总的来说,本文对于电控和防爆柴油发电机进排烟系统结构规划分别进行了相关的讲解,由于本文的篇幅有限,故而讨论深度仍然不够,对于一些领先的进排烟装置组成设计的理念与方法表述不够透彻。 柴油发电机进排烟系统的组成优化不仅可以高效保证发电机功率的稳定,同时也影响着发电机的排放指标、噪声生成等等,对于进排气系统来说,其一般都具有较为复杂的管路结构,其在发挥作用过程中,一个小的构造优化就可能改变其运转状态,因而对于柴油发电机进排气系统组成布置与优化的讨论,对于提高柴油发电机的性能具有重要的作用。柴油发电机组仪表板设计的区别和操作规范
柴油发电机组仪表板装置是用来控制和监察柴油发电机的,一般由控制柴油发电机启动的电钥匙、按钮、起动预热开关、指示灯和用来监察柴油发电机作业的水温表、油温表、油压表、充电电流表、速度表、计时器及表板支架等结构。视柴油发电机机型的需要配用不同规格类型的仪表板装置。用户在选定配件时,必须注意应与原用仪表规格相同,各类仪表技术规格如图1所示。下面由康明斯东莞发电机出租公司给大家关注要点下柴油发电机组柴油发电机仪表板布置的差别和使用方法。一、4缸直列非增压型发电机组柴油发电机采用同一型式的仪表板,装有启动按钮,水温表,油温表,油压表和充电电流表。仪表系统如图2右上部分所示。二、6缸直列非增压型柴油发电机的仪表,如图2下部分所示,装有电钥匙、启动按钮、水温表,油温表、油压表、充电电流表和机械驱动的转速表,其传动装置如图3所示。在某些变型柴油发电机上还采用了电动速度装置。三、12缸V型柴油发电机的仪表如图4所示,装有电钥匙、启动按钮、充电电流表,油温农、电动转速指示器和两只水温表和机油压力表。四、SZD-31型电动转速表为三相交流式柴油发电机手动启动控制图,详细用于12缸V型柴油发电机上,由转速表指示器和转速表传感98两部分结构,两者之间用三根导线连接,柴油发电机作业时,如发现指示器刻度指针与表面刻度数所指示的方向不符时,只要将三根导线中的两根接线位置对调即可。传感器装配在发电机组柴油发电机的前盖板上,靠凸轮轴驱动,如图5所示。必要时一个传感器S可同时接两个速度指示器。五、在某些增压柴油发电机的仪表板上还装有用来控制装配在进气管上预热器的开关等,预热系统如图6所示。六、SZMZ-100型电动速度表为单相磁电式,由转速指示器和速度传感器两部分组成,两者之间用两根导线连接。探头内没有两组单相绕组,一组作转速信号用;另一组视需要,可作其它控制信号用。传感器的安装步骤有两种,视柴油发电机机型需要,可装配在前盖板上由喷油泵传齿轮驱动柴油发电机保养方案,亦可装配在调速板后盖上,靠油泵凸轮轴驱动。如图7所示康明斯发动机故障码查询表。以上是由广东康明斯发电设备服务商和大家分享的柴油发电机组柴油发电机仪表板设计的区别和使用方式,希望对各位用户有帮助。康明斯发电机公司创始于1974年,在全国设有64个销售服务部,长期为用户供应纯正的备品备件、技术咨询、指导装配、免费调试、免费检修、机组整改及人员的培训服务。服务热线:柴油发电机电压降参数与计算公式
在民用建筑工程规划中,大量采用230/400V的柴油发电机作为后备或应急电源。当供电距离较大时,合理配置柴油发电机组和确定供电电压具有重要的经济、技术意义。其中,较大一台发电机起动时,低压配电柜的母线、发电机端压降与较远处发电机起动时的端压降是决定性的。康明斯公司在本文简单推荐与电压降计算有关的一些数据和概念;诠释应用阻抗法、功率法计算柴油发电机在发电机起动时的压降;列出参数计算的适用公式和方式并进行了案例计算。 一般规划资料引荐,当供电标称电压为220/380V时,供电半径为200m;当负荷较小时,可扩大到250m。这是基于压降和电能损耗考虑,对主供线路提出的概括性要求,对于后备线路当压降满足要求时是可以追赶的。作为备载线路,运行时间很短,电能损耗不是主要条件,如GB 50038-2005《人民防空地下室规划规范》第7.2.13条文解释“低压供电半径范围:220/380 V的半径一般取500m左右”。未经计算,笼统地以200~250 m供电半径配置柴发机组,可能造成浪费及保养工作量的增加。供电装置示意图如图1所示。 当负载沿干线分散时,供电半径不应理解为线路的较远点,而是负载矩的等效半径,如图2所示。 其中,I1……IN、L1……LN分别为负荷电流柴油发电机常见故障、与供电电源的距离。 电压、电流、容量、频率、容量因数。发电机资料一般给出持续、后备功率。持续功率值较小,计算压降时,宜选购持续容量值,其计算结果较为安全。发电机并车时,其总功率应乘以并车不均匀系数(一般取0.9)修正。 发电机通常配电压自动调整器,稳定度为0.5%~1%。对于已接入的稳定负荷,在额定范围内,电压稳定在精度以内,近似为恒压源。 发电机的瞬态电抗XG=0.18~0.24。当无资料时,通常取0.2。发电机内电阻较小,其阻抗近似为XG。绝对值XG=XG?UrG2/SrG,UrG、SrG分别为发电机额定视在功率和线)超瞬间电抗相对值X”GG=1+XG(Qfh/SrG),式中XG(Qfh/SrG)即为内阻压降;当Qfh=0时e’G可取1.05,其中SrG为发电机额定视在功率,Qfh为已接负荷的无功功率。3、线路电抗、电阻(1)电抗:架空线)电缆、架空线的电抗值受截面影响很小。理论上,导体单位长度的电感L=μ/4π与导线导磁率成正比,而与截面无关。《工业与民用配电规划手册》(第3版)上的数据为:全塑4芯电缆线mΩ/m;架空线)铜导体电阻温度系数为3.93×10-3m?cosφ,Zm=Rm+jXm。其中Srm、cosφ分别为发电机额定视在功率、容量因数。5、负载参数 负荷Zfh=U2r,Xfhfhcosφfh,Zfh=Rfh+jXfh。其中:Ur、Sfh和cosφfh分别为负载额定电压、额定视在功率和功率因数。6、对其它负荷的影响 发电机起动时电压相对值ust=Ust/Un×100%;当发电机不频繁起动时母线电压相对值ust 降压起动时发电机端子电压应能保证传动机械要求的起动转矩,即电机端电压相对值ustM≥rm,一般电机为1.8~2,起重用电机为2.5,电梯制造标准规定电梯电机MSTM≥2.2。 如水泵Mj=0.3,MSTM=2柴油发电机故障代码表,则uSTM=√1.1×0.3/2=0.41。电机Y/△起动,假设发电机端电压ust=85%,则ustM=85%×(1/√3)=0.49,0.41,可启动。9、电梯启动 电梯可能为供电线路较远点,是压降校验的关注点。在规划手册上列出皮带运输机静力矩为1.4~1.5,但未列出电梯值,不能直接计算出电梯的允许值ustM。电梯有配重,减轻了静阻力矩,其值比皮带机应小些。假设ustM=80%,而制造标准要求电梯额定力矩MSTM≥2.2,可计算出启动力矩大于等于1.4,接近1.4~1.5,康明斯发电机公司认为是安全的。 按计算式参量的物理意义不同,康明斯发电机公司将计算方式分为阻抗法、功率法。G。康明斯发电机公司认为,现代发电机均配带电压自动调整器,eG应按参考文献取值,考虑已接负载影响,eG=1+XG(Qfh/Srg)。 图3 发电机交流阻抗曲线 发电机电压降阻抗计算法 (2)计算电路之二,如图6所示,对应于1表6-17的接线。SstG≈(Qfh+SstM)/{1+(QfhM.................(公式6)式中:SstG——发电机启动时发电机母线上的启动负荷,MVA;Skm——发电机母线上的瞬变短路功率,MVA发电机组厂家,其值为SrG/XG1——线路电抗,Ω,对于额定电压小于等于10kV的聚乙烯电缆计入电阻要素时,X1={0.08+(6.1/S)}L,其中S(mm2)、L(km)分别为电缆截面、长度,用于10kV交联电缆时,0.08改为0.09。(3)功率法是由阻抗法演变以容量为参量的计算法,仅进行功率的标量计算较简便,是现在布置手册采用的方法,但计算精度不如原型的阻抗法高。(4)通过对容量法的剖析、推算得到简化法,计算更为简化。对照30种情况的计算结果,与容量法对比,简化法的结果偏差更小,在0~1%之间,能够满足工程计算的要求。(5)用功率法计算时,发电机空载电势康明斯发电机公司仍按e’G=1+XG(7)三种步骤计算结果表明发电机起动时,电压降具体在发电机内部,即使200m电缆压降仍相对较小。(8)各种计算步骤都作了简化,且发电机瞬动电抗也是取0.2,故压降计算很难做到很正确;工程规划宜根据计算结果和经验判断采取适用的方案,应留有一定的安全度。 总结:组稳定运行的影响条件之一,电压波动过度可能危害柴油发电机发电机组的使用寿命,甚至直接损坏机器。电力机构符合的变动是正常的,因此,为了柴油发电机组安全稳定运行,应当保证电压的变动处于允许的范围内。柴油发电机组正常运转时,电压的变动范围是在额定电压±5%以内,此时发电机的额定容量可保持不变。即当电压减少5%时,定子电流可升高5%;而当电压升高5%时,定子电流应减轻5%。柴油发电机的散热器溢水是什么回事
当汽缸垫在发电机燃烧室附近有轻度伤口时,流出现象比不上气缸垫推动时明显。同时柴油发电机按键图,汽缸垫推动后,散热器不仅流出,而且油因渗水而变质,有利于来预判柴油发电机保养方案。气缸垫轻微损坏后,只有汽缸作业时才会发生强大的爆发力,使高压气体渗入水道。在进气步骤中出现的负压不足以把水从水道吸进汽缸,此时只出现散热器溢出而不明显变质的状况。喷油器和汽缸盖之间有防水套。防水套管与水道相连,封口运行橡胶密封圈。一段时间运行后,具体是因为缸盖氧化,水套和气缸盖相互之间的连接处产生小缝隙,或橡胶氧化致使封口异样。燃烧室的混合气体利用微小的缝隙渗入通道,容易造成散热器内的水流出。水箱宝可分为大循环和小循环。柴油发电机启动初期,冷却水温度低于90℃时,节温器关闭。超过设定温度时,节温器开度,水路通过两次水循环。也就是说,根据温度的不一样,温度调节器的流量也不同。因为持久使用,两个节温器生锈后,大循环水路完全打开;另外,根据小循环往复水路截面小,水流量的阻力大,绝大部分水借助大循环往复水路(加油门后,此类的状况愈发明显),致使水从散热器流出。这种情形在国产机中很少见,而且国产机在夏日为了避免机温太高,有时还会人为地取下节温器,此时散热器不会溢出。(4)泵缸盖有裂纹。泵作业时,如有暗伤或微小裂痕,压缩空气通过裂痕进入水道,然后从散热器溢出;加载器猛增时,这种状况更为明显,有散热器开锅的假象。油冷器内的油压超出水的压力。油冷器可能会有两种故障:1。散热器芯有裂缝或沙眼;2。散热器芯部与缸油路接口橡胶密封圈封口不紧密。所以,机油进入水中大型康明斯发电机厂家,过多的机油进入水中后从散热器溢出(这种情形更容易判断,因为有机油夹着水从散热器溢出,机油只会减轻,不会变质)。(6)散热器污垢过多。散热器的上下水室由几个分水管连接。如不留意操作,散热器内囤积的污渍较多,易致使分水管不通,发电机高速时,水部分经泵后流入小循环,其中一部分流入散热器供水。但由于分水管不畅,水从上水室溢出。此时,当用于单独触摸散热器时,会发现明显的温差。排出时,只需拆装散热器,疏通下水管道;或在散热器中加入醋,使发电机运行5分钟后换水。经过几个循环,散热器基础可以清洁干净。这种程序方便,成本低。电喷泵喷嘴和共轨燃油机构的差异及优劣势
摘要:众所周知,柴油发电机的特点是省油、动力强、经济、修复方便,只要解决环保排放问题这个短处就具有更大的市场前景,而实现电控柴油发电机的办法现在看来是一个很好的解决措施。实现柴油控制有三条技术路线图,分别是单体泵、泵喷嘴和高压共轨。康明斯公司在本文中着重就市场上常载的泵喷嘴和高压共轨两大燃油机构各自的特点发电机维护保养计划、短处进行综合对比及解说,较终给予的结论是高压共轨更具有优势和市场前景。泵喷嘴系统机理如图1所示。其较大的特性是增加了喷油压力,泵喷嘴的喷射压力都能达到200MPa以上。由于喷射压力直接危害柴油燃烧做功效率,因此,泵喷嘴的燃烧效率很高。在泵喷嘴装置中,喷油器和喷嘴构成一个单元。每个汽缸的缸盖上都装有这样一个单元,它直接通过摇臂或间接地由柴油发电机的凸轮轴通过推杆来驱动。电控泵喷嘴燃油喷射机构具体由泵喷嘴、驱动摇臂机构、电子控制单元(ECU)及各种探头等结构,如图2所示。电喷泵喷嘴燃油喷射装置的特性是燃油压力升高仍然是机械式的,喷油始点和终点由电磁阀控制,喷油量和喷油时间是由电磁阀控制。(1)高压燃油通过汽缸盖顶端的顶置凸轮轴直接驱动形成,没有了额外的高压燃油管路,避免了管路泄漏并解决了管路压力损失的可能。(2)因为喷射机构与燃油增压的一体化,燃油喷射可以在短时间内有效高压完成,且灵活控制其喷油量、压力、正时,且其喷油压力达到200MPa以上,超过共轨装置所能够达到的水平。(3)多次喷射难于实现,更新换代产品缺乏技术延续性,即便对喷油器采用二级电磁阀控制,会使构造更加复杂。高压共轨全称叫做电控高压共轨喷射装置,构成构成如图3所示,原理如图4所示。共轨喷射装置简易的说就是由一个油泵产生高压柴油,再将高压柴油储存倒共轨管里,由ECM根据各感应器的数据计算出较佳喷油正时和喷油量,再由电控的喷油嘴喷入汽缸进行燃烧。它的较大特点是产生压力和喷入气缸的过程完全分开,这样的益处是能保证每个喷油器的喷射压力一致,并且可以做到多次喷射,使燃烧更完全排放更佳。高压共轨是通过高压油泵在共轨管里建立高压柴油,再由ECU通过各信号调节电喷喷油嘴的喷油量及喷油正时,这里面的核心部件电控喷油嘴配合精度高,喷油孔直径也较小,这就对柴油的清洁程度要求也偏高。(2)喷油压力与发电机转速无关,把发生压力与实际燃油喷射过程分离,使发电机低速、大负荷的性能得到改良。(1)共轨式电喷燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油,分送到每个喷油嘴,并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合,定时、定量地控制喷油器喷射至柴油发电机燃烧室的油量。(2)泵喷嘴装置的燃油喷射执行器是一个动力喷嘴。动力喷嘴能够将电能直接转化为机械能,通过机械能喷射和雾化燃油,泵喷嘴动力喷嘴的工作是由电脉冲(PWM)驱动的。(2)泵喷嘴一体化。燃油箱内不再需要一个分离式的喷油泵用于提供压缩燃油;不需要一个内含高压油的管道(油轨),与油箱连接的管路均为低压油管。(1)共轨式电喷机构保证柴油发电机达到较佳的燃烧比和良好的雾化,以及较佳的点火时间、足够的点火能量和较少的污染排放。(2)泵喷嘴发电机都有冷启动加浓、自动冷车快怠速用途,能保证发电机不论在冷车或热车状态下顺利启动。泵喷嘴(EUI)与高压共轨(DCR)燃油喷射装置的综合比较优缺点比较见表1。与其它喷射装置相比,共轨装置把压力产生与实际燃油喷射程序分离。“轨”被作为高压蓄压器,其内部燃油压力始终保持与发电机详细工况相适应的较佳压力柴油发电机故障。共轨装置可被轻易地安装到各类不同的发电机中。除此之外,共轨机构还提供了更广阔的扩展功能和在燃烧流程设计上更多大的自由度,它可以使柴油发电机以更低的排放、更好的燃油经济性和低噪音运行。电控共轨系统柴油发电机十大厂家,是国内专家一致认为目前水平较高、将来会占统治地位的一种电喷机构。其喷油嘴的特殊设计,可实行灵活的多次喷射,且喷射压力可在不一样速度和负载条件下任意调整,给发电机带来的好处是极为理想的指标。因为这些条件,电喷共轨技术已普遍为新一代柴油发电机组所采用的较佳柴油发电机。柴油发电机重要紧固件的安装程序
目前,有些机手和检修工虽然领取了操作证或初级修理工等级证书,但对机械的构成原理及检修见解仍然领会得很粗浅。维修时用扳手使劲拧转紧固件柴油发电机警示牌,或用手捶用力敲击紧固件的状况经常出现。结果,装配后的柴油发电机在作业中损坏频繁,有的甚至造成严重故障。1、衡,会致使缸盖平面翘曲变形。若螺母拧得过紧柴油发电机报警图标,螺栓会拉伸变形,机体和螺纹也会受到损坏。若螺母拧得不够紧,会造成气缸漏气、渗水、渗油,气缸内的过热气体也会烧坏气缸垫。2、飞轮螺母。如S195型柴油发电机的飞轮与曲轴是通过锥面和平键相连接的。安装时,飞轮螺母必须拧紧,并用止推垫圈折边锁紧。如果飞轮螺母拧得不紧,柴油发电机作业时,会产生敲击声,严重时会事故曲轴锥面,剪裂键槽,扭断主轴,造成严重事故。另外还要注意止推垫圈的角只能扳折一次。3、连杆螺栓。用优质钢材加工的连杆螺栓在作业中承受很大冲击力,不能用普通螺栓代替。拧紧时扭力要均匀,两根连杆螺栓要轮流分几次逐步拧紧到规定力矩,很后用镀锌铁丝锁紧。若连杆螺栓扭紧力矩过量,会使螺栓拉伸变形甚至折断,引起捣缸损坏;若连杆螺栓拧紧力矩过小,轴瓦间隙增大,工作时发生敲击声和冲击载荷,甚至发生烧瓦抱轴及连杆螺栓折断损坏。4、曲轴承螺栓。应保证主轴承的安装精度,且不松动。拧紧曲轴承螺栓时(对于采用全支承的四缸机曲轴)柴油发电机的启动方式,5道曲轴承应按照先中间,后2、4道,再1、5道的顺序,分2~3次均匀拧紧到规定的力矩。每拧紧一道还应检查一次曲轴转动是否正常。主轴承螺栓拧紧力矩过量或过小所出现的危害,与连杆螺栓拧紧力矩过量或过小所出现的影响基础相同。5、平衡块螺栓。平衡块螺栓安装时应按顺序,分几次逐步拧紧到规定力矩。平衡块应按原位装复,否则会失去平衡用途。6、摇臂座螺母。对于摇臂座螺母,在使用流程中要结合保养经常定期检验。如果摇臂座螺母松动,会使气门间隙增大,气门开启延后,关闭提前,气门开启延续时间缩短,致使柴油发电机供气不足,排烟不净,功率无劲,油耗增加。7、喷油器锁紧螺母。在装配喷油泵时,其锁紧螺母应拧紧到规定的力矩。同时,很好反复拧紧几次,不要一次拧紧。若喷油嘴锁紧螺母拧得过紧,会引起锁紧螺母变形,还易使针阀卡死;若拧得过松,会导致喷油嘴渗油,喷油压力下降,雾化不好,油耗增加。8、出油阀紧座。装配喷油嘴的出油阀紧座时,也要按规定功率进行。若出油阀紧座拧得过紧,会使柱塞套筒变形,柱塞在套筒中发生阻滞现象,并引起柱塞偶件早期磨耗,密封性能下降,功率不足;若出油阀紧座过松,会引起喷油泵漏油,无法建立油压,供油时间滞后,供油量减少,严重危害发电机作业性能。9、喷油嘴压板螺母。在柴油发电机汽缸盖上装配喷油泵总成时,除了注意处理喷油嘴总成装配座内积炭等脏物、喷油嘴总成压板别装反、钢垫厚度要适当且无法漏装外,还要注意喷油咀总成压板螺母的紧固力矩。若压板螺母紧固力矩过大,会造成喷油器阀体变形,导致喷油嘴卡死,柴油发电机无法工作;若拧紧力矩过小,喷油嘴会漏气,造成气缸压力不足,柴油发电机无法启动,高温气体还会冲出烧坏喷油器。柴油发电机的颗粒捕集器机理及可靠性试验
摘要:柴油发电机排气的有害成分具体有CO、HC、NOx、硫化物以及颗粒物、臭味气体等,因为柴油发电机使用的混合气平均空燃比比理论空燃比大柴油发电机组成图解,故其CO及HC排放明显低于柴油机,但NOx、颗粒物及臭味气体却偏高。目前,尾气处置技术主用技术有选用性催化还原(SCR),氧化催化(DOC),颗粒捕捉器(DPF)等技术。其中,颗粒捕集器是公认的减轻PM排放较有效的装备之一,其捕集效率可达95%以上。康明斯在 柴油发电机颗粒捕集器的工作主体是过滤器,常用的过滤材料有泡沫陶瓷、壁流式蜂窝陶瓷、金属丝网、陶瓷纤维等。滤芯决定滤芯的过滤效率、工作可靠性、使用时限以及再生技术的使用和再生效果。滤清器应满足较高的性能指标,具有过高的过滤效率,具有大的过滤面积、耐热冲击性好、较强的机械性能指标、热稳定性好及能承受过高的热负载、较小的热膨胀系数,在外形尺寸相同的情况下背压小, 背压延迟率低柴油发电机型号规格及功率,适应再生能力强,品质轻。 如图 1 所示为 DPF系统的捕集机理图,柴油发电机排放的含有大量碳烟微粒的污染物通过排烟管道进入 DPF ,捕集器内部为蜂窝状构成,其两端一边是敞开,一边是堵塞的通道壁,废气从敞开的一端进入,穿越多孔的蜂窝壁,然后从相邻的通道排出。 大部分微粒因为体积过量而不能穿越壁孔,因而被吸附在通道壁上而不会排放到空气中。 在发电机组空载或轻载运转中 ,排烟温度只有 150 ℃左右 ,因为发电机刚起动时柴油发电机气缸温度较低 ,这时发电机的排气状况是较差的。因此 ,康明斯发电机公司在催化剂陶瓷载体前增加了加热装置 ,将柴油发电机尾气升温 80 ℃到 120 ℃,这样经过催化剂陶瓷载体时的气温可以保持在 220 ℃以上 ,加热器总容量约占发电机输出容量的 15 %到 20 %。另外 ,柴油发电机排烟管装配温度监测设备 ,用于控制加热装备投入工作 ,当柴发机组的负载超过 30 %后 ,其排烟温度一般可达到 220 ℃以上 ,这时候温控设备切断加热装备电源 ,让其脱离工作。 因为温度对烟尘净化器的作业影响很大 ,温度越高 ,其工作效果越好 ,因此烟尘净化器的装配位置要求尽量靠近柴油发电机,示意图如图2所示。由于烟尘净化器内部有陶瓷和水泥 ,为了预防水泥粉尘进入柴油发电机气缸 ,烟尘净化器该当水平装配。另外 ,为了保证进入烟尘净化器的气体温度 , 在柴油发电机烟尘净化器之间的排管要求包保温材料。 采用发电机台架试验燃烧实时自动控制装置技术方案(构造如图3所示),可以实时地自动控制发电机始终运行在目标燃烧状态,同时能够实时的监控和辨识发电机异常燃烧,实时地自动采取保护动作,从而增强燃烧开发试验的效率和品质,保护试验安全,节约试验费用。该途径为工况1连续运行11次,为确保进入工况2前DPF内部碳烟烧完,第11次再生完成后全负荷工况运转40min,再进入工况2,工况1:工况2=11:1。取整后可靠性共运行220次加载再生循环累计385h。 在DPF前后以及DPF载体内部布置温度探头,监控再生程序中温度变化情形。DPF中心温度传感器布置如图4所示。 按照上述工况进行可靠性试验和后解除评价。试验台架如图5所示,试验后各稳态工况点THC转化效率均在80%以上,DOC氧化性能再指标范围内。DOC+DPF后端测得的FSN值均小于0.01,且排气尾管无任何黑烟,后处理过滤效果良好(加装后对比图如图6所示)。DPF累碳量试验过程中均在6.5±0.5g/L范围内,与标定值基础一致,随可靠性试验进行,累碳能力稍微下降,220次循环后累碳量在18.9g,这是由于部分机油参与燃烧,DPF内部累积灰分,致使碳的加载量降低。 常规再生循环共运行200次,可靠性流程中T_DPF_BED温度在700~860℃内柴油机常见故障诊断及排除,自动循环中碳载量不一样较发烫度有所不一样,但均在900℃范围内,安全域度较大。DTI工况共运行20次,DTI工况中,T_DPF_BED迅速上升,36s后达到较发热度955℃,,DTI循环步骤中T_DPF_BED较高温度均在860~960℃范围内,未超过1000℃。(1)耐久性试验中,DOC、DPF内部温度未超过900℃,同时DTI工况下DPF内部温度较高值在1000℃以内,在载体安全温度范围内;(4)DPF累碳能力无恶化,DOC对THC氧化能力在80%以上,通过考核。通过此工况高效考核了DPF,保证了产品品质。电喷柴油发电机喷油量、速率和正时控制原理
当喷油嘴的结构和喷油压差一定期,喷油量的多少就取决于喷油时间。在柴油发电机电控燃油喷射系统中,喷油量的控制是通过对喷油嘴喷油时间(喷油触发脉冲宽度)的控制来实现的。因为发电机工况不一样,对混合气浓度的要求也不相同。为使发电机在各种运行工况下,都能获得较佳的混合气浓度,以增强柴油发电机的经济性和减小排放污染,因此需要对喷油量、喷油正时进行控制。康明斯燃油共轨电喷柴油发电机的基础喷油正时是通过计算发电机速度来确定的,再根据防冻液温度和进气压力来进行修正,得出较佳的喷油正时(见图1)。由于喷油始点和喷油延续时间由指令脉冲决定,与转速及负荷无关,因此柴油发电机报警图标大全,ECM可以自由地控制喷油时间。ECU零件组成如图2所示。燃油共轨柴油发电机采用多次喷射,它将每个作业循环中的喷油流程分成几个阶段进行,每个阶段喷油都是相应独立的,其目的就是控制燃烧速率。喷射阶段分为先导喷射、预喷射、主喷射、后喷射和次后喷射等。在多次喷射步骤中,电磁阀执行开启和关闭喷油嘴的工作,可以实现喷油规律优化。在主喷射之前的预喷射可以减轻燃烧噪音,而预喷射靠近主喷射可高效减少PM(可吸入颗粒物)排放量。而后喷射程序中少量燃油随废气排放再燃烧,会使各有害颗粒进一步燃烧掉,更有效地减小PM的排放量。在燃油共轨柴油发电机中,为了实现较佳燃烧,ECU根据发电机的各运转工况和外部环境条件经常调整喷油时间,即进行较佳喷油时间控制。其具体对策是,由发电机决定基本喷油时间发电机组,同时根据发电机的负载、冷却液温度、进气温度和压力、燃油压力和温度等对基础喷油时间进行修正,决定目标喷油时间。喷油规律是影响柴油发电机排放的具体因素。理想的喷油规律要求喷射初期要缓慢,喷油速率不能过高,目的是减小在滞燃期内的可燃混合气量,减轻初期燃烧速率,以减轻较高燃烧温度和压力上升率,抑制氮氧化合物的生成和减小燃烧噪音。预喷射式实现初期缓慢燃烧,喷射中期采用高喷射压力和高喷油速率,目的是加快燃烧速度,预防生成微粒和提升热效率。主喷射发生在中期,可以加快可燃混合气的扩散燃烧速度。喷油后期要求迅速结束喷油,防止在较低的喷油压力和喷油速率下燃油雾化变差,导致燃烧不完全,而使HC(碳氢化合物)和PM排放增加。后喷射可有效减少排放物,使未燃烧物进一步燃烧掉。在共轨柴油发电机中进行多次喷射可使喷油规律得到优化。喷油正时就是发电机各种探头信号输入ECU后,ECM根据数学计算和逻辑预判结果,发出脉冲信号指令控制喷油器喷油,其电路如图3所示。对于多点间歇喷射发电机,喷油正时分为同步喷油和异步喷油;同步喷射是指发电机各缸作业循环,在既定的曲轴转角进行喷油,同步喷油有规律性;异步喷油与发电机的作业不一样步,无规律性,是在同步喷油的基本上,为改善发电机的性能额外增加的喷油。同步喷射发电机可以分为同时喷射分、分组喷射和顺序喷射。如图4所示。各缸喷油嘴都由ECM控制,同时喷油和停油。喷油正时控制是以发电机较先进入作功行程的缸为基准,在该缸排气行程上止点前某一位置,ECM输出指令信号,接通该组喷油嘴电磁线圈电路开始喷油。如图5所示。分组喷射是把所有喷油嘴分成2~4组,由ECU分组控制喷油嘴。以各组较领先入作功的缸为基准,在该缸排气行程上止点前某一位置,ECU输出指令信号,接通该组喷油嘴电磁线圈电路,开始喷油。如图6所示。顺序喷射的喷油嘴驱动回路数与汽缸数目相等。ECU根据凸轮轴位置传感器(G信号)、主轴位置探头(Ne信号)和发电机的作功顺序,确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排烟行程上止点某一位置时,ECU输出喷油控制信号,接通喷油器电磁线圈电路,该缸开始喷油。顺序喷射的特点是能够设立较佳喷油时间,对混合气形成有利;喷油正时在排气上止点前60-70°;但是其控制软件复杂。ECM根据各传感器与开关输入的电信号,计算出喷油量,并与储存在ECU中的目标值和MAP图进行比较,最后确定喷油量。ECU发出驱动信号,确定喷油电磁阀开启或者关闭,控制喷油器供油开始和供油结束时刻,从而控制喷油量。喷油量控制的基本内容有基本喷油量、起动喷油量、怠速喷油量喷油量、不均匀油量补偿控制。起动时,发电机由启动马达带动运行。由于转速很低, 转速的波动也很大,因此这时空气流量传感器所测得的进气量信号有很大的误差。基于这个因由,在发电机起动时,电脑不以空气流量传感器的信号作为喷油量的计算依据,而是按预先给定的启动程序来进行喷油控制。电脑根据起动开关及转速探头的信号,判断发电机是否处于起动状态,以决定是否按起动过程控制喷油(如图8(a))。当启动开关接通,且发电机速度低于 300转/分时,电脑判断发电机处于启动状态,从而按启动过程控制喷油。在起动喷油控制程序中,电脑按发电机水温、进气温度、起动转速计算出一个固定的喷油量。这一喷油量能使发电机获得顺利启动所需的浓混合气。冷车起动时,发电机温度很低,喷入进气道的燃油不易蒸发。为了能发生足够的燃油蒸气,形成足够浓度的可燃混合气,保证发电机在低温下也能正常启动,必须进一步增大喷油量。由电脑控制,通过增加各缸喷油嘴的喷油连续时间或喷油次数来增加喷油量。所增加的喷油量及加浓连续时间完全由电脑根据进气温度传感器和发电机水温传感器测得的温度高低来决定。发电机水温或进气温度愈低,喷油量就愈大,加浓的连续时间也就取长。这种冷启动控制步骤不设冷起动喷油器和冷启动温度开关。如图8(b)所示。 在发电机运行中,电脑具体根据进气量和发电机转速来计算喷油量。此外,电脑还要参考节气门开度、发电机水温、进气温度、海拔高度及怠速工况、加载工况、全负载工况等运转数据来修正喷油量,以提升控制精度。由于电脑要考虑的运转参数很多,为了简化电脑的计算流程,通常将喷油量分成基础喷油量、修正量、增量三个部分,并分别计算出结果。然后再将三个部分迭加在一起,作为总喷油量来控制喷油嘴喷油。基础喷油量是根据发电机每个工作循环的进气量,按理论混合比(空燃比 :1) 计算出的喷油量。修正量是根据进气温度柴油机常见故障及处理方法、大气压力等实际运行情形,对基础喷油量进行适当修正,使发电机在不一样运行条件下都能获得较佳浓度的混合气。增量是在一些特殊工况下,为加浓混合气而增加的喷油量。加浓的目的是为了使发电机获得良好的使用性能(如动力性、加载性、平顺性等)。当发电机工作时,各缸喷油量不均匀会致使燃烧压力不均匀,各缸混合气燃烧区别导致各缸转速不均匀,曲轴旋转速度变化引起震动等。为减轻速度波动,使运行平稳,需要调整各缸的喷油量,使每个气缸所需的燃油量精确,必须进行不均匀油量补偿。ECU负责检验各缸每次做功行程时速度的波动,再与其他所有汽缸的平均速度相比较,分别向各缸补偿相应的喷油量。喷油正时控制是指ECM对喷油开始时刻的控制,在间歇柴油喷射装置中,喷油正时控制有同步喷射和异步喷射两种控制步骤。同步喷射方法,喷射的开始时刻与曲轴的转角位置有关,ECU根据主轴的转角位置信号输出喷油脉冲信号,在固定的曲轴转角开始喷油,异步喷射程序,喷射的开始时刻与曲轴的转角位置无关,ECU根据需要进行异步喷射的信号或程序,输出喷油脉冲信号。因此。异步喷射程序是一种临时的补偿性喷射,是同步喷射的补充,发电机处于冷启动、加载等非怠速工况时,电控柴油喷射控制系统除了同时喷射外,还增加异步喷射,对同步喷射的喷油量进行增量修正。