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新聞主題 |
發(fā)電用柴油機的性能要求與特點 |
摘要： 現(xiàn)代柴油發(fā)電機組因其使用燃料經(jīng)濟(jì)安全、熱效率高、性能可靠穩(wěn)定、排放對環(huán)境污染小等特性，廣受歡迎。因而，得到了廣泛的運用。柴油發(fā)電機組技術(shù)作為一門實用技術(shù)，也是一門極為綜合的技術(shù)，相關(guān)工程人員需要通過專門的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練才能滿足實際工作需要。20世紀(jì)末、本世紀(jì)初以來，主用或備用柴油發(fā)電機組用戶急劇增加，更需要購買單位和操作者了解柴油發(fā)電機組的性能特征、基本要求以及實際應(yīng)用等知識。
一、柴油發(fā)電機應(yīng)用
現(xiàn)代人工作、生活的各種場所都需要連續(xù)可靠的供電，如購物中心、商務(wù)中心、大型國際國內(nèi)展覽中心、金融中心、廣播電視中心、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心、大型會議中心是一刻也不能離開電。這些場所日常用市電，遇到市電檢修，或自然災(zāi)害或人為或設(shè)備自然故障因素造成停電，這都需要良好的備用電力系統(tǒng)，即配備柴油發(fā)電機組（以康明斯發(fā)電機組為例，結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示）。試想上述場所如果停電，后果如何？可以想像，其經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的。
1、建筑施工
建筑施工地往往各項設(shè)施不完備，但又需要大量電力來支持日常施工。柴油發(fā)電機則可為施工現(xiàn)場提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
2、工業(yè)生產(chǎn)
工業(yè)生產(chǎn)在需要電力支持時，柴油發(fā)電機可作為可靠的備用電源，確保生產(chǎn)過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
3、商業(yè)服務(wù)
商業(yè)服務(wù)行業(yè)往往需要穩(wěn)定的電力供應(yīng)確保服務(wù)的周到性。柴油發(fā)電機可以為商場、酒店、醫(yī)院等提供備用電源，保證服務(wù)的正常運轉(zhuǎn)。
4、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要大量的水泵、灌溉設(shè)備等，柴油發(fā)電機可以為這些設(shè)備提供穩(wěn)定的電力支持。
5、高層建筑
超高層建筑具有人員密集、流動量大、電器設(shè)備多、供電線路復(fù)雜等特點。且此類建筑位于城市中心，對噪音、尾氣排放等環(huán)保有更嚴(yán)格的要求。因此，采用柴油發(fā)電機作為備用電源使用，可提供可靠、高效、環(huán)保的清潔能源。
6、交通運輸
柴油發(fā)電機還被用于為大型運輸工具提供電力，如客車、火車等。柴油發(fā)電機不僅功率大、輕便易移動，而且可以供應(yīng)高速運動中的電子設(shè)備，為旅客提供更好的舒適和便利。
7、采礦行業(yè)
礦山油田中需要大量的電力來驅(qū)動照明、機械設(shè)備和通風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)施，而柴油發(fā)電機可以提供可靠的備用電源，保證開采過程中的設(shè)備始終處于高效工作狀態(tài)。
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C140D5康明斯發(fā)電機組平面結(jié)構(gòu)圖 |
C140D5康明斯發(fā)電機組側(cè)面結(jié)構(gòu)圖 |
二、內(nèi)燃機和外燃機比較
凡是把燃料燃燒時所放出的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的機器稱為熱力發(fā)動機（簡稱熱機）。內(nèi)燃機是熱機的一種，燃料直接在汽缸內(nèi)燃燒，靠燃?xì)馀蛎浲苿踊钊麑ν庾龉?，如圖2（a）所示。如帶動發(fā)電機組的內(nèi)燃機，燃油在汽缸內(nèi)部燃燒后，產(chǎn)生高溫、高壓的燃?xì)?，燃?xì)馀蛎洉r推動活塞使曲軸旋轉(zhuǎn)，通過傳動裝置帶動發(fā)電機工作。柴油機和汽油機是產(chǎn)生動力的機器，因此稱之為發(fā)動機。
除內(nèi)燃機外，還有另外一種熱機，燃料在鍋爐內(nèi)燃燒，將水加熱成高溫、高壓的蒸汽，再送至蒸汽輪機內(nèi)膨脹做功。這種熱機稱為外燃機，如圖2（b）所示。
內(nèi)燃機與外燃機比較，精簡了一些設(shè)備，也減少了熱能的損失。因此，內(nèi)燃機具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、功率范圍廣、適應(yīng)性能好、運行安全、熱效率高、燃料和水的消耗少、操作使用簡便、易起動等特點。但是，內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、精密度高、制造費用高、操作維修技術(shù)要求比較高。
盡管如此，由于內(nèi)燃機具有上面這些優(yōu)點，所以它在國民經(jīng)濟(jì)各個部門如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸和國防領(lǐng)域中都得到廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代重要的動力設(shè)備。在通信系統(tǒng)中，所處的工作環(huán)境是比較復(fù)雜的，對于動力設(shè)備既要求有足夠大的功率，又要求結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、便于搬運和安裝、燃料和水的消耗量也要少，因此選擇內(nèi)燃機作為動力設(shè)備就比較適宜。所以，目前內(nèi)燃機在通信系統(tǒng)中也得到了廣泛應(yīng)用。
柴油發(fā)電機組用內(nèi)燃機，對動力設(shè)備的性能要求比較高，除了要驅(qū)動發(fā)電機外，還要克服發(fā)電機的傳動損失和勵磁損失，并適當(dāng)留有一定的功率儲備，以適應(yīng)短期超負(fù)荷的需要。同時，為了保持發(fā)電機電流頻率的穩(wěn)定性，一般要有高性能的調(diào)速裝置。
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圖3 內(nèi)燃機與外燃機的區(qū)分 |
圖4 柴油機結(jié)構(gòu)等測圖 |
三、柴發(fā)機組基本要求
1、對發(fā)動機要求
（1）要求有足夠的功率范圍?，F(xiàn)在發(fā)電設(shè)備用內(nèi)燃機功率要求在0.5～2500kW。
（2）負(fù)荷、轉(zhuǎn)速范圍寬，有適當(dāng)?shù)某d能力，外特性曲線如圖5所示。
（3）要求經(jīng)濟(jì)、可靠、持久耐用。
（4）使用性能良好的全制式調(diào)速器，保證柴油機在任何轉(zhuǎn)速下均能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，從而保證工作機械在速度和負(fù)荷急速變化的情況下能很好地工作。
（5） 發(fā)動機適用于使用符合GBT6072. 1-2000及輕柴油作燃料、水冷、四沖程、直接噴射、自然或壓力送氣，并符合GBT6072. 1-2000的規(guī)定，發(fā)動機的額定容量須符合 GBT6072. 1-2000連續(xù)運行的要求并與發(fā)電機持續(xù)運轉(zhuǎn)的額定容量相配合。
（6） 發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，其正常旋轉(zhuǎn)方向須為逆時針旋轉(zhuǎn)。
（7） 裝設(shè)電子調(diào)速穩(wěn)速裝置及超速跳閘機構(gòu)，當(dāng)超速15$時切斷燃料。
（8） 冷卻系統(tǒng)為自帶風(fēng)扇閉式循環(huán)水冷卻。
（9） 發(fā)動機具備以下最低限度的狀態(tài)指示：油壓、油溫、發(fā)動機溫度、運行時數(shù)、轉(zhuǎn)速表、電池充電器電流表。
（10） 發(fā)動機速度控制和速度調(diào)節(jié)，曲線如圖6所示：
① 速度控制：
速度控制必須配備電子速度傳感速控器；速控器必須傳感發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速; 速度控制必須符合GBT6072. 1-2000第四部分I型，A1級之規(guī)定。
② 速度電子調(diào)節(jié)：
速度必須預(yù)先調(diào)整好，以保證在滿載時的額定頻率，在各種負(fù)載情況下， 必須有手動調(diào)節(jié)速度的裝置，可在±5%的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
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圖5 柴油機的外特性曲線圖 |
圖6 柴油機速度特性曲線圖 |
2、對發(fā)電機基本要求
（1） 發(fā)電機的設(shè)計和制造必須按照BS4999和BS5000相應(yīng)章節(jié)的規(guī)定進(jìn)行。
（2） 發(fā)電機為同步交流發(fā)電機、額定輸出電壓(230V/400V).正弦波(50Hz)，額定轉(zhuǎn)速 (1500r/min)，三相四線。
（3） 發(fā)電機勵磁方式為無刷勵磁
（4） 發(fā)電機絕緣等級為H級。
（5） 發(fā)電機防護(hù)等級為IP23。
（6） 發(fā)電機在一定的三相對稱負(fù)載上，其中任一相再加20$額定相功率的電阻性負(fù)載，且 任一相的負(fù)載電流不超過額定值時，應(yīng)能正常工作lh，線電壓的最大（最?。┲蹬c三相 線電壓平均值之差不超過三相線電壓平均值的10%。
（7） 發(fā)電機需與柴油機相匹配，在現(xiàn)場現(xiàn)有條件下，即以12h為周期，可在110%額定負(fù) 載運行l(wèi)h，而發(fā)電機不超過溫升限度。
（8） 發(fā)電機組的設(shè)計必須特別留意抑制諧波以消除不正常波形及可能的高頻干擾，感應(yīng) 效應(yīng)，或中性線運行電流達(dá)至干擾電話或通信的程度；發(fā)電機必須能承擔(dān)某一相電流大 于其他兩相達(dá)60%的不平衡負(fù)荷。
（9） 發(fā)電機應(yīng)能承受高于同步值10%的超速運轉(zhuǎn)。
（10） 發(fā)電機必須承受在其輸出端短路達(dá)3S的短路電流而不致?lián)p壞。
3、執(zhí)行的主要規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
● GB/2820—90《工頻柴油發(fā)電機通用技術(shù)條件》
● GB/2920 《250至3200kW柴油發(fā)電機組通用技術(shù)條件》
● GB/12699-90《工頻柴油發(fā)電機組額定功率、電壓及轉(zhuǎn)速》
● GB/T4712-2008《自動化柴油發(fā)電機組分級要求》
● GB/3095-2018《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)
● GB/T50087-2013《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》
● GB/3096-2017《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》
● GB/10070-88《城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)》
● GB/T 50121-2005《建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)》
● JB8891-99《柴油機排放限值》
● 00D202-2《應(yīng)急柴油發(fā)電機組安裝》
三、柴發(fā)發(fā)展趨勢
隨著科技的不斷進(jìn)步和新能源政策的推廣，柴油發(fā)電機將迎來更廣闊的發(fā)展空間。未來，柴油發(fā)電機將朝著以下幾個方向發(fā)展：
1、智能化
隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，柴油發(fā)電機將實現(xiàn)智能化管理，提高其運行效率和使用壽命。
2、環(huán)?；?/span>
未來柴油發(fā)電機將采用更加環(huán)保的燃料和燃燒技術(shù)，以降低廢氣排放對環(huán)境的影響。
3、新能源
隨著新能源政策的推廣，柴油發(fā)電機將逐步轉(zhuǎn)向使用清潔能源如天然氣、生物質(zhì)等，以適應(yīng)環(huán)保需求。
4、效率化
未來柴油發(fā)電機將繼續(xù)提高能源利用效率，降低運行成本，提高市場競爭力。
5、集成化
未來柴油發(fā)電機將與自動化技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等相結(jié)合，實現(xiàn)電站的集成化、智能化管理。
四、使用注意事項
1、安全可靠性
柴油發(fā)電機需要具備良好的安全性能，包括防火、防爆、防震等措施，以確保使用過程中的安全。高可靠性也是發(fā)電機組所具備的特性之一，它可以保證在長時間運行中保持穩(wěn)定的輸出功率，并能夠快速啟動和停止。
2、維護(hù)便捷
柴油發(fā)電機具備維護(hù)便捷的特點，易于進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)，以延長使用壽命和提高可靠性。
3、節(jié)能環(huán)保
柴油發(fā)電機需要具備較高的能效和低的排放標(biāo)準(zhǔn)，以滿足節(jié)能環(huán)保的要求。
4、人員操作
操作人員和維修技術(shù)人員需掌握柴油發(fā)電機的構(gòu)造、原理、性能和維修技術(shù)知識，熟練地操作使用、維護(hù)和修理柴油發(fā)電機。
總結(jié)：
總之，柴油發(fā)電機在許多行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，可以為各種場景提供電力和備用電源。它們具有高效、可靠、易于攜帶和部署等優(yōu)點，可以幫助各行各業(yè)無憂供電。柴油發(fā)電機作為一種重要的能源設(shè)備，在未來仍將具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進(jìn)步和新能源政策的推廣，柴油發(fā)電機將不斷升級和完善，為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善生態(tài)環(huán)境做出更大的貢獻(xiàn)。
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