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技術(shù)與安全知識 |
極端寒冷氣候下的柴油發(fā)電機維護、操作及防寒措施 |
康明斯柴油發(fā)電機組在低溫天氣使用中經(jīng)常會出現(xiàn)多次啟動失敗現(xiàn)象，當(dāng)然新款國三電噴系列機型不在此列。國二直噴機型在遇到外界氣溫下降至-10°C以下時，柴油機冷啟動就有一定困難；當(dāng)氣溫降至-40°C以下時，如果不采取一些低溫啟動措施，柴油機則根本無法啟動，為此康明斯發(fā)電機公司為用戶介紹在低溫條件下的柴油發(fā)電機組操作、維護和防寒措施。
一、寒冷氣候下的維護
1、在寒冷氣候下工作的柴油發(fā)電機，推薦使用永久型帶有附加防銹劑的防凍液。
2、對所有的柴油發(fā)電機，通過打開放水開關(guān)和取下放水螺塞放掉氣缸體和氣缸蓋中的冷卻液。如果使用空氣壓縮機、熱交換器或其他由冷卻液冷卻的附屬設(shè)備，也應(yīng)打開開關(guān)放掉冷卻液。在冰凍氣候下柴油發(fā)電機附屬設(shè)備中沒有徹底放冷卻液將產(chǎn)生重大損壞。
3、在寒冷氣候下使用柴油發(fā)電機，可采用浸人式的冷卻液和機油的加熱器、以保持一定的溫度，使得柴油發(fā)電機起動后即可以滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)。
柴油發(fā)電機低溫預(yù)熱啟動系統(tǒng)圖
二、寒冷氣候下的操作
在低氣溫條件下工作的柴油發(fā)電機，為使其得到滿意的性能，需要改裝一下柴油和周圍設(shè)備。溫度越低需要的改裝越大。
1）采用實際而可靠地柴油發(fā)電機加溫措施和設(shè)備，使柴油發(fā)電機保持適當(dāng)?shù)钠饎犹匦浴?/span>
2）這種裝置或機構(gòu)應(yīng)盡可能不受外部影響。
3）進(jìn)行適當(dāng)改造以保持滿意的工作溫度而又使所增加的設(shè)備和附件保養(yǎng)工作量最小。
如果柴油發(fā)電機不能保持合適的溫度，會由于柴油發(fā)電機磨損增加、性能惡化以及形成過多的積炭、膠質(zhì)和其他沉積物而使保養(yǎng)成本提高。為克服低溫危害而采取一些專門的預(yù)防措施是十分必要的，但應(yīng)注意要使柴油發(fā)電機在溫暖環(huán)境下使用時所需的改動工作量最小。柴油發(fā)電機的絕大多數(shù)附件被設(shè)計成可拆卸的，所以，這些附件不用時對柴油發(fā)電機的影響很小。
三、防寒措施
配置低溫工作設(shè)備時最常使用的兩個術(shù)語是“防寒措施”和“北極地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。
1）使用適當(dāng)?shù)牟牧稀?/span>
2）使用低溫潤滑油以保證潤滑良好。
3）采取低溫防護措施，因為金屬材料溫度不變，但低溫下的散熱率會改變。
4）使用合適等級的低溫用燃油。
5）采取加熱措施以增加柴油發(fā)電機氣缸體和部件的溫度，使得最低可在-32℃（-25.6 °F）)的低溫下進(jìn)行行動。
6）采用合適的外部加熱源。
7）電氣設(shè)備具有預(yù)期的最低溫度下工作的能力。
北極地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指柴油發(fā)電機在級寒地區(qū)-54℃的低溫下良好工作所需要的零件設(shè)計材料和規(guī)范。
注意：在康明斯柴油發(fā)電機上，不推薦使用“防漏”型防凍劑。雖然這些防凍劑與DCA水處理法在化學(xué)上并不矛盾，但“防漏”劑可能堵塞冷卻液濾清器而使它們失效。
四、常見冷啟動裝置
1、冷啟動液
冷啟動液是一種輔助起動燃料，在氣缸壁添加低凝析油的條件下，可達(dá)到啟動的目的。由于燃燒不穩(wěn)定，容易引發(fā)和壓力，因此柴油機溫度越低，柴油機工作將有更大的程度。因此，在使用冷啟動液時，必須按規(guī)定量加入，不能增加太多。
這種啟動方式可以在瞬間啟動發(fā)動機，但由于油的低溫和高粘度，啟動一段時間后，氣缸壁上的油不多，條件惡劣。發(fā)動機工作使零件之間的往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動形成干燥，使零件磨損，因此，在用冷起動液啟動發(fā)動機后，不應(yīng)增加節(jié)氣門操作，在霧化條件下選擇起動液，控制噴油時間、噴射位置和噴射量。此外，空氣過濾器的進(jìn)氣口不應(yīng)直接注入啟動液，以免影響空氣過濾器的過濾元件，增加提升液的數(shù)量，從而使發(fā)動機冷卻器的啟動超過速度限制。根據(jù)上述情況，建議謹(jǐn)慎冷流體。
2、水套加熱器
當(dāng)作業(yè)環(huán)境溫度低于0℃時，可在部署工作前起用水套加熱器。通常室外采用燃油水套加熱器，室內(nèi)機型采用電加熱器
（1）燃油水套加熱器工作原理：
從柴油發(fā)電機組燃油油箱抽取燃料后，在渦輪室進(jìn)行燃燒，通過水泵將冷卻液循環(huán)加熱。水套加熱器工作電源取自蓄電池直流系統(tǒng)，電功率約為0.6kW，熱功率約為35kW，耗油量為3.85L/h。經(jīng)實際測試，在冬季氣溫為-15℃時，經(jīng)過2.5h加熱，即可將柴油發(fā)電機組水套溫度升至30℃以上，滿足起動溫度要求。
水套加熱器工作原理圖
（2）電加熱裝置的工作原理：
在柴油發(fā)動機上，一般加裝冷卻水自動加熱裝置，使發(fā)電機組在備機狀態(tài)時，柴油機應(yīng)處于熱機狀態(tài)，以便發(fā)電機組在市電失電時15s內(nèi)起動發(fā)電機組并帶負(fù)載工作。柴油機自動加熱裝置，當(dāng)水溫低于30攝氏度時，溫控器觸點接通，KM吸合，加熱器EH工作。當(dāng)水溫上升至50攝氏度時，溫控器觸點斷開，KM釋放，加熱器EH斷電。
（3）使用注意事項：
在發(fā)電機組靜態(tài)條件下，加熱約4h后嘗試起動底盤發(fā)動機，依舊具備足夠起動電量。如長時間不關(guān)閉加熱器，在檢測到水溫達(dá)到70℃時，將自動熄火停止加熱，只進(jìn)行冷卻液循環(huán)，避免發(fā)生水溫過高的問題。
在起動柴油發(fā)電機組前，需檢查并將通向加熱器的旁路管道進(jìn)出閥關(guān)閉，以防止機組起動后冷卻液循環(huán)壓力較大，反流至加熱器內(nèi)部導(dǎo)致管路發(fā)生泄漏。此種起動方式耗時較長，難以在突發(fā)性供電保障場景下保證及時可靠發(fā)電。
當(dāng)遇到需緊急起動發(fā)電機的情況時，也可進(jìn)入機組房艙，摘除空氣濾清器，向兩組進(jìn)氣管道內(nèi)各噴射5s柴油機起動液后起動。其原理為通過乙醚等低閃點烷烴類氣體在缸內(nèi)爆燃而引燃柴油。此種方式可不經(jīng)預(yù)熱，直接起動柴油發(fā)電機組，但在設(shè)備熱機完成前無法重新安裝空濾，長時間工作易導(dǎo)致缸體受損。同時，起動液成分對人體有害，噴射過程可能影響人體健康。當(dāng)外部電源突發(fā)故障急需機組起動時，同樣需要幾分鐘的準(zhǔn)備時間。
3、機油加熱器
在油底殼安裝螺旋式電阻器，該電阻器可加熱油底殼的機油，降低機油黏度，減小啟動阻力。應(yīng)用此種方法時，應(yīng)控制加熱時間，避免因加熱時間過長，機油溫度過高，而導(dǎo)致機油老化變質(zhì)。
4、蒸汽預(yù)熱法
即讓蒸汽通過管道從水散熱器的下水管進(jìn)入冷卻系，或直接進(jìn)入柴油機冷卻水套，用蒸汽預(yù)熱柴油機汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。
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