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柴油发电机工作原理
柴油发电机组是一种小型发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、附近发电机、附近控制箱、附近燃油箱、附近起动和控制用蓄电瓶、附近保护装置、附近应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、附近灵活、附近轻便、附近配套齐全,便于操作和维护,所以广泛应用于矿山、附近铁路、附近野外工地、附近道路交通维护、附近以及工厂、附近企业、附近医院等部门。
柴油机的工作是由进气、附近压缩、附近燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的,这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。进气,它的任务是使气缸内充满新鲜空气,压缩时活塞从下止点间上止点运动,后续燃烧膨胀,排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去,以便充填新鲜空气,为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时,排气阀开起,活塞在曲轴和连杆的带动下,由下止点向上止点运动,并把废气排出气缸外。
在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、附近稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、附近保护器件和回路。
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柴油发电机组的PT供油系的基本原理
燃油从油箱流经滤清器被齿轮泵所吸入,从齿轮泵排出的燃油压力约为980kPa左右,然后经过PT泵内部的稳压器、当地调速器、当地节流阀(油门)、当地断流阀(停车阀)后,离开PT泵组合体,大部分经供油管分别进入左排或右排缸的燃油歧管中,每个气缸盖上都钻有燃油通道,使燃油从燃油歧管进入喷油器。
喷油器由凸轮驱动机构所控制,按顺序定时地把燃油喷入气缸丽,喷油器中其余的燃油通过钻在气缸盖上与进油通道相平行的另一条回流通道经燃油回油歧管,返回PT泵的进油一侧。
PT型供油系统调节供油量所依据的基本原理是:液体通过某一通道的流量是与液体的压力、当地允许通过的诶时间和通道的阻力(通道的断面尺寸)成比例。在通过时间的阻力不变情况下,流量与压力成正比;在压力与阻力不变时,流量与允许通过的时间也成正比;若压力与时间不变,则流量与阻力成反比。这实质上是由流体力学龙岗基本方程式所导出的必然结论。
作为单一喷油器来说,其入口处的量孔断面尺寸是经选定而不变的。那么,油量仅与压力和喷油时间成正比,所以可称为PT供油系。另外,喷油凸轮形状也是不变的。以角度计无论转速然后变化,所经历的角度是不变的,但以时间计则燃油进入时间是变化的,随转速升高而变短,使喷油量减少。在此情况下,如果还要保持供油量不变,则必须由PT燃油泵来提高喷油器的进油压力,以补偿由时间缩短对供油量得影响。所以PT燃油泵的输油压力是同时随发动机负荷和转速而变化的,这就是利用压力、当地时间来控制循环供油量得基本道理。基于上述原理构成了整个PT型供油系。该系统中,值得重讨论的部分是PT泵、当地喷油器和冒烟限制器。
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发电机管理中的3个有用细节
故障背景:2017年5月20日该轮靠泊印度洋留尼旺岛,锅炉发生点火故障,于是发电机换用轻柴油。换油后不久,发现发电机上的燃油管有滴漏,当时忙于处理锅炉问题,为减少柴油损失,当即关闭了停车状态的一号和三号发电机燃油进出管路的相关阀门。
故障现象:第二天船舶离港时,当班轮机员凌晨4点打给我,说一号发电机不能并车,三号发电机能并车但只能承担150 KW,再加负荷就加不上去。我立即下机舱,检查发电机相关情况,滑油、同城冷却水各项参数未见明显异常。我尝试向三号发电机手动转移负载,多次手动调节调速器以增加燃油供油量,但负荷没有变化。尝试一号发电机并车,自动与手动并车都未成功,一号发电机显示频率过高。
打开三号发电机保护盖检查高压油泵,油泵齿条拉杆均能自由活动,油尺刻度指示在较大值,排除了油泵的问题,再检查相关管路,发现有个进油阀处于关闭状态,当即慢慢全开燃油阀,三号发电机立即加载到500KW,负荷转移正常。
注意力再转向一号发电机,发现一号发电机类似的进油阀也未打开,当即打开进油阀,并再次尝试并车,但还是并车失败。到港时一号发电机是正常使用的,频率、同城转速,负荷的转移各项指标都正常,怎么突然就转速过高了呢?
故障措施:三号发电机正常之后,我全部精力集中在一号发电机不能并车的问题上,之前发电机转速感应器出现过速度显示的问题,所以首先还是考虑转速感应器故障,怀疑有可能是感应器脏了或者跟飞轮的间隙超标。该发电机有两个pick-up(转速感应器),一个用于机旁控制屏显示,一个用于发电机控制系统。当即取出两个感应器,其中一个确实脏了,擦拭干净后,检查了速度感应器的阻值,确认正常,重新装回,调整好间隙,重新启动发电机,转速还是过高--950RPM。
排除了转速感应器的问题,那么故障就应该在机械部分。检查高压油泵,调节拉杆活动正常;检查调速器,该调速器品牌是Regulateurs Europa,型号1102V-4G-25R。发现调速器上的手动速度调节旋钮卡住了,很难转动,联想到二管轮的交接班记录,提示该调速器的同步马达(下图中的021)不是原装备件,当时由于缺少原装备件,用的是上个管理公司遗留下来的其他制造商备件。拆下同步马达,与近期在新加坡刚接收到的原装备件对比,发现两个同步马达参数不一致:非原装备件,制造商Woodward,电压24V,转速2000 RPM,功率5瓦;原装备件,制造商Groschopp,电压24V ,转速2700RPM,功率2瓦,电流0.25A。进一步拆开非原装同步马达,发现马达的塑料齿轮磨损,不能转动。
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启动发电机之前,一定要检查相关管路系统,之前做出过状态改变的相关阀门,一定要及时设置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遗漏;
该事件的起因在于启动发电机之前没有将关闭的燃油阀打开,该轮经过几任管理公司管理,燃油管路的阀门老化,在全关时仍然存在些许燃油泄漏,造成一号发电机启动时,能正常启动,调速器在燃油量不足的情况下加大油门以保持额定转速,但同步马达因为调速器不正常动作导致里面的齿轮损坏,造成了同步马达卡死,以至于发电机转速达到950RPM 后不能减速。这一点在发电机的管理工作中一定要考虑到;
不同管理公司的备件采购途径不一样,存在大量第三方生产的备件,与原厂备件相比,有些参数都不一致,有些即使铭牌上参数一致,但物理尺寸却不一致。这给轮机员维护保养时带来了诸多不便。主管轮机员在接受备件时一定要仔细核对,避免到使用时陷入被动;即使是原装件,电器要考虑正负极性,机械要考虑左旋右旋。
发电机组是如何计算耗油量的
我们在租赁柴油发电机时如何计算耗油量,发电机的耗油主要有两个因素。 客户在租赁柴油发电机组之前为了解其使用耗油的费用情况,而大多柴油发电机组客户都不知道柴油发电机组油耗量的大小以及如何怎样计算柴油发电机组耗油量的方式,都会先咨询发电机组的燃油消耗量;其实很难有一个统一的说法。一般来说,柴油发电机耗油跟以下两个个因素有关:
一、附近燃油消耗率,不同品牌的柴油发电机组,其燃油消耗率不同,消耗油量就不同;
二、附近用电负载的大小,负载大了油门大耗油就大些,反之负载小了相对油耗也就要小些。
为方便大家了解发电机组的大致耗油量,计算发电机组的使用成本;维曼发电机出租给大家计算下以康明斯为例的大致的参考值(30kw—500kw)。
30kw康明斯柴油发电机组油耗量=6.3公斤(kg)=7.8升(L)
45kw康明斯柴油发电机组油耗量=9.45公斤(kg)=11.84升(L)
50kw康明斯柴油发电机组油耗量=10.5公斤(kg)=13.1升(L)
75kw康明斯柴油发电机组油耗量=15.7公斤(kg)=19.7升(L)
100kw柴油发电机组油耗量=21公斤(kg)=26.25升(L)
150kw柴油发电机组油耗量=31.5公斤(kg)=39.4升(L)
200kw柴油发电机组油耗量=40公斤(kg)=50升(L)
250kw柴油发电机组油耗量=52.5公斤(kg)=65.6升(L)
300kw柴油发电机组油耗量=63公斤(kg)=78.75升(L)
350kw柴油发电机组油耗量=73.5公斤(kg)=91.8升(L)
400kw柴油发电机组油耗量=84.00公斤(kg)=105.00升(L)
450kw柴油发电机组油耗量=94.50公斤(kg)=118.00升(L)
500kw柴油发电机组油耗量=105.00公斤(kg)=131.20升(L)
以上只是估算值,仅供参考。
柴油发电机的油耗量具体的计算方式如下:
一升柴油约等于0.84-0.86公斤(1L=0.8-0.85KG)左右。
柴油发电机的制造商使用参数大多都会用G/KW.H,其意思是指发电机组一千瓦一小时耗多少克(G)油,再将单位换成升(L)从而就能知道你一小时耗油成本。
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酒店如何选用常用的静音式柴油发电机
一些酒店需要长时间使用柴油发电机,那么他们应该如何选择静音式发电机呢?某些酒店柴油发电机组在某段时间或经常需要长时间连续地进行,以作为用电负荷的常用供电电源,这类发 电机组称为常用发电机组。常用发电机组可作为常用与备用。远离大电网的乡镇、附近海岛、附近林场 、附近矿山、附近油田等地区或工矿企业,为了供给当地居民生厂及生活用电,需要安装静音柴油发电机,这类发电 机组平时应不间断地进行。
国防工程、附近通信枢纽、附近广播电台、附近微波接力站等重要设施,应设有备用静音柴油发电机。这类设施用电平 时可由市电电力网供给。但是,由于地震、附近台风、附近战争等其他自然灾害或人为因素,使市电网遭受破坏 而停电以后,已设置的备用机组应迅速起动,并坚持长期不间断地进行,以保证对这些重要工程用电负 荷的连续供电,这种备用发电机组也属于常用发电机组类型。常用发电机组持续工作时间长,负荷曲线 变化较大,机组容量、附近台数、附近型式的选择及机组的进行控制方式与应急机组不同。
1. 常用静音柴油发电机容量的确定 按机组长期持续运行输出功率能满足全工程 计算负荷选择,并应根据负荷的重要性确定发电机组备 用机组容量。柴油机持续进行的输出功率,一般为标定功率的0.9倍。
2. 常用静音柴油发电机台数的确定 常用静音柴油发电机台数的设置通常为2台以上,以保证供电的连续性及适应用电负荷曲线的变化。机组台 数多,才可以根据用电负荷的变化确定投入发电机组的进行台数,使柴油机经常是在经济负荷下运行, 以减少燃油消耗率,降低发电成本。柴油机的 经济运行状态是在标定功率的75%-90%之间。为保证供电的连续性,常用机组本身应考虑设置备用机组,当进行机组故障检修或停机检查时,使发电机组仍然 能够满足对重要用电负荷不间断地持续供电。
3. 常用静音柴油发电机转速的确定 为了减少磨损,增加机组的使用寿命,常用发电机组宜选用标定转速不大于1500r/min的中、附近低速机组, 其备用机组可选择中、附近高速机组。同一电站的机组应选用同型号、附近同容量的机组,以便使用相同的备用零部件,方便维修与管理。负荷变化大的工程,也可以选用同系列不同容量的机组。 发电机输出标定 电压的确定与应急发电机组相同,一般为400V,个别用电量大,输电距离远的工程可选 用高压发电机组。
4. 常用静音柴油发电机的控制 常用机组一般应考虑能够并联进行,以简化配电主接线,使机组起动、附近停机轮换运行时,通过并车、附近转 移负荷、附近切换机组而不致中断供电。机组应安装有机组的测量及控制装置,机组的调速及励磁调节装置 应适用鱼并联进行的要求。对重要负荷供电的备用发电机组,宜选用自动化酒店柴油发电机组当外电源故障 断电后,能够迅速自动起动,恢复对重要负荷的供电。柴油机运行时机房噪声很大,自动化机组便于改 造为隔室操作、附近自动监控的发电机组。当发电机组正常进行时,操作人员不必进入柴油机房,在控制室便可对静音柴油发电机进行监控。
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