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柴油发电机组的构成
柴油发电机组通常由柴油机、三相交流同步发电机和控制系统组成。移动式柴油发电机组的柴油机、发电机和控制屏(箱)均安装在公共底座上;固定式机组的柴油机和发电机安装在公共底座上,且底座是固定在钢筋混凝土基地上的,而控制屏和燃油箱等设备则与机组分开安装。
柴油机的飞轮売与发电机前端盖轴向采用凸肩定位,连接成一体、使柴油机驱动发电机转子运动。同时,为了减小噪声,机组一般需要安装专用消声器;为了减小机组工作时的振动,在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底座的连接处,一般装有减振器或橡皮减振垫。
1.1.1柴油发动机
柴油机是柴油发电机组的动力系统,它的优点是扭矩大、热效率和经济性能好,具有较高的供电可靠性和自动化功能,同时在节能和CO2排放上具有优势。但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作时振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时启动困难。
柴油机的基本构成包括机体、两大机构(曲柄连杆机构、配气机构)和四大系统(柴油机燃料系统、润滑系统、冷却系统和起动充电系统)。
1.机体
机体是发动机的骨架,用于安装和支撑发动机各总成零部件,由气缸体—曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫、齿轮室和飞轮壳等组成。
2.两大机构
柴油机的两大机构即曲柄连杆机构和配气机构。
(1)曲柄连杆机构
曲柄连杆机构固定在机体之上,是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件(热能转换为机械能)。其组成可分为活塞组、连杆组和曲轴飞轮组。其中活塞组由活塞、活塞环和活塞销组成、而连杆组由连杆、连杆螺钉(栓)和连杆轴承构成。曲轴飞轮组则由曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。
(2)配气机构
配气机构的功能是按柴油发电机工作循外的要求,定时启闭各缸的进排气门,保证混合气或新鲜空气及时充入气缸,在压缩和膨胀过程中,维持燃烧室的密封,并及时排除燃烧后的废气。包括气门组和气门传动组。气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等件,气门传动组包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件。
3.四大系统
四大系统包括进柴油机燃料系统、润滑系统、冷却系统和启动充电系统。
(1)柴油机燃料系统
柴油机燃料系统的功能是向气缸供给清洁的空气和按柴油机各种工况的要求定时定量地向燃烧室喷入燃油,并将燃烧的废气排到大气中去。
柴油供给系统由油箱、输油泵、燃油弗列加滤清器、喷油泵,喷油器及燃油管路等零部件组成。
(2)润滑系统
润滑系统由机油泵、弗列加滤清器、压力表、温度表、冷却器、调压阀等组成,基本任务是将一定数量、清洁和温度适宜的润滑油送至各摩擦表面进行润滑,主要功能是减磨、冷却、清洁、密封和防锈。
(3)冷却系统
根据冷却介质的不同,冷却系统通常分为两种类型风冷系统和水冷系统,对应的有空冷发动机和液冷发动机。
(4)启动充电系统
柴油发电机在静止状态下,用外力推动曲轴,使柴油发电机开始运转的全过程称为启动,完成启动所需的装置称为启动系统。常见的启动方式有人力启动、发动机启动、压缩空气启动和辅助柴油机启动。
柴油发电机组操作规程
一、
发电机组应安放在平稳的场所,露天存放使用应有防雨措施。发电使用时应有专人值守操作。
二、
柴油机的操作规程
1、起动前应检查柴油机的冷却水、燃油、机油。检查油底壳和喷油泵内机油面,冷却水是否到达上水室顶面,各部位均不应有渗漏现象。
2、起动后应随时注意机油压力,机油压力未上升时禁止柴油机加速,当机油温度高于450C、水温高于550C时可逐渐进入全负荷运转。
3、冬季使用时要注意冷却水的冻结,停机后应拧开机体、水泵、机油冷却器和散热器上的放水阀,将冷却水排尽。
三、
发电机的操作规程
1、使用前应检查发电机的各部位,控制箱之间连线是否受潮、松动、电流、电压表及调压表是否有损坏现象,若有应及时更换。
2、当柴油机起动运转时,检查连轴节、发电机工作声音是否正常。
3、当柴油机进入全负荷运转时,检查输出电压、电流和频率,并进行调整,使之达到工作要求。
4、外接用电器操作时,要注意三相平衡。严禁超负荷使用。
5、发电机应随时检查,发电机和输出控制箱及各电器元件的工作状态。
四、
柴油发电机组停车前,首先应切断各用电器的载荷,并让柴油机逐步降速,降速运转
3~5分钟后,方可停车。
五、
操作人员应经常擦试柴油发电机组表面上的污物、尘土,发现漏气、漏油、漏水、螺丝松动、及其它故障,应按要求停车,并请专业修理人员修理。
柴油发电机组的冒烟限制器又称AFC,即空气与油控制器
一、停油阀(断流阀)
停油阀是一个电磁阀,其作用原理如图5-16所示。通电时,阀板被电磁铁所吸引,使进油通道与通往喷油器的油道连通。反之,断电时,阀板在回位弹簧的作用下而关闭,停止供油。因此,在发动机起动时应先合上起动开关,使电路通电,将阀板吸开,停车时应断电,使阀板返回,停供燃油。
在电器失灵时,要起动发动机,用拧紧螺钉将阀板顶开,使油连通;停油时,再将螺钉退出,使油路切断,停止供油。
停油阀电磁铁有两个接线柱,长接线柱接蓄电池正极,而短接柱搭铁。
汽车下坡时,如果关闭起动开关,停油阀处于关闭状态。由于发动机仍在转动,PT燃油泵仍有工作,输入停油阀的燃油压力把阀板紧紧地压在阀座上,这时即使向电磁阀通电也无法把阀板吸开,亦即无法向发动机供油。
二、、冒烟限制器
冒烟限制器又称AFC,即空气—油控制器,如图5-17所示。在发动机负荷急剧变化,如突然加速时,由于废气涡轮的惯性,涡轮转子转速升起滞后一段时间,瞬间供油多,而气量不足,由于燃烧不完全,发动机冒大量黑烟。冒烟限制器可以根据进气压力变化,相应把来自燃油泵的燃油通过旁通油道流掉一部分,供其与进气量相适应,防止发动机冒黑烟。
当正常转动时,燃油压力把阀推开,使燃油油道和阀来油连通。转速阀通常处于关闭位置,此时,进入油道的燃油便不能旁通尔返回齿轮泵。旋转阀的另一端,通过连杆和拉杆相连。空气入口与增压后进气管路相通。当进气管压力低于调定值时,膜片上的气压降低,在弹簧的作用下,拉杆上升,通过连杆使旋转发转动(图5-17所示位置),燃油则被旁通部分返回齿轮泵,从而区喷油器的油量减小。旁通油量是用螺钉进行调整的。
1800KW柴油发电机组技术要求
柴油发电机组的首次带载能力:发电机组可首次加载,且电压降≤30%,频率降≤15%;
额定功率(12小时内输出功率)≥ 1600KW;
备用功率(1小时 输出功率)≥1760KW;
额定电压 : 10.5kV;
额定频率 : 50Hz±2% 3相 ;
电压波动范围: +2% ~ -2% 电压波形近似于正弦波;
1、柴油发电机组主要技术参数
接线方式:三相
频率:50Hz
功率因数:0.8(滞后)
开机至加载到满载的时间:≤15S
启动间隔:10s以内
稳态电压调整率:<±2.5%
动态电压调整率:±15%
电压稳定时间:< 3s
电压波动率:< 1.0%
频率稳态调整率:±5%
频率瞬态调整率:±10%
频率稳定时间:<3s
频率波动率:<1.0%
大修时间间隔:运行累计30000h以上
机组空载电压整定范围:不小于 95%~105%额定电压。
机组在空载额定电压时的线电压波形正弦性畸变率不大于 5%。
机组操作方式:机组可手动、自动起动。
柴油发电机组需配套预热装置。
起动方式:24V直流电压起动
蓄电池型式:免维护铅酸启动型蓄电池
蓄电池容量:当极端环境温度为-40℃时应能满足连续起动不少于 6 次起动(厂家要对电池容量计算做出详细说明)
充电装置:控制电压范围 18~30V,蓄电池电压低于 18V 时自动接通充电装置,电压高于 30V时,自动切断充电装置,充电装置输入为 220V交流电。充电装置按起动和控制各设一套,充电装置充电市电掉电自动报警。
机组的自动装置、控制、保护、信号、同期调速系统、停机、起动系统均采用直流电源 24V,控制设备、24V蓄电池及充电设备均由柴油发电机组卖方成套提供。
自起动装置应在市电失压一秒内发出市电故障信号,同时发出自起动命令。柴油发电机组应具备连续三次自起动功能,连续三次起动失败,则发出起动失败信号,亦闭锁自起动回路。
机组应装设手动和电动操作紧急停机装置。
2、柴油发动机的主要参数:
柴油发动机各项性能、指标不低于卡特彼勒、奔驰( MTU)、康明斯品牌成熟产品。
型式: 四冲程,直列或者V型排列,不得低于16汽缸,闭式循环水冷却,电喷或电子调速
频率: 50Hz
额定转速: 1500RPM
冷却方式: 水冷却
排量:≥95L
燃油耗量:≦200g/kW.hr
燃油型号:国产#-35 柴油
润滑油量: L/hr
润滑油型号: API CG-4 15W/40
起动方式:电起动
调速方式:电喷/电子
从起动到具备带额定负荷的时间必须小于等于15秒
3、发电机的主要参数
发电机各项性能、指标不低于卡特彼勒、康明斯、法国利莱森玛(LEROY-SOMER)品牌成熟产品。
型式: 三相同步交流发电机
额定电压:10.5kV
额定频率:50Hz
功率因数: 0.8(滞后)
电机效率:≥95%
定子线圈接线:三相四线, Y接线,高电阻接地
绝缘等级:H级
励磁方式:快速反应的励磁系统,并配置 AVR或DSR(数字式自动励磁调节器)
防护等级:IP23
4、控制器
柴油发电机组生产厂原厂数字控制屏(中文显示),各项性能、指标不低于卡特彼勒、奔驰( MTU)、康明斯品牌成熟产品。
控制屏型式:金属外壳喷塑
防护等级:IP41 LCD液晶 按中文,英文双语可切换显示,控制屏符合 通用电器标准。
适合远程监控的通信端口。
自动控制
当市电断电后,其低压母线上电压继电器失压信号送出接点信号到柴油机组,由机组判断,在持续维持3 秒(即延时 3 秒)时,机组可以确认为需要启动,否则不启动,3 秒时间应可调;也可以是收到由 DCS 外来接点输入,机组可以确认为需要直接启动。如果已经确认需要启动,那么应在此后 12 秒内完成自动起动、建立电压、频率达到额定值、机组出口主开关(带电操)自动闭合投入供电的过程。此时柴油发电机组首次加载,首次加载能力不低于柴油发电机组额定容量的 70%;首次加载时,柴油机实际输出功率不应小于发电机初始投入的起动有功功率的2 倍。 市电断电信号到发电机主开关合闸带额定负荷的时间不应超过 15 秒。 12小时内允许超载 10%运行 1 小时, 或在热状态下,能在150%
额定容量下运行,时间为 60 秒。市电恢复正常后,机组出口主开关人工就地断开,机组延时 2~5分钟停机。
自动控制系统完成包括对保安电源系统开关的监视功能,主要是显示相关开关的状态。
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起动柴油机时对起动的要求、使用和注意事项
1.起动柴油机时对起动的要求
①在起动柴油机之前,首先要对起动系统的电路和蓄电池的充电状况进行检查。起动时还要查看蓄电池连接线是否牢固。
②柴油机起动时,如果一次起动不能达到起动目的,则第二次起动与 次起动的时间间隔应不小于2min。
③每次起动时间不允许超过10s、柴油发电机组一旦起动,则手应迅速与起动按钮分开,防止柴油发电机组起动后,起动齿轮与飞轮发生故障。
④当柴油发电机组连续几次不能起动时,应在排除造成不能起动的故障后再进行起动·
2.充电发电机的使用和注意事项
①充电发电机必须与相应的充电发电机调节器和蓄电池配合使用,否则会损坏发电机和调节器。有的操作手在使用硅整流发电机时,与直流调节器配合使用,这样很容易造成不应发生的故障。
②接线必须正确可靠,正、负极切不可接错,否则将损坏硅整流发电机、直流发电机或充电发电机调节器.
③应定期检查充电发电机传动皮带,使柴油机运转时发电稳定,以保证正常给蓄电池充电。
④在充电发电机转动过程中,不允许用螺丝刀或其他金属物品将正接线柱与机壳或负极短接,以观察有否火花来判断充电发电机是否发电,因为这样极易损坏发电机内部二极管和其他部件。