当发电机开始排放过多的一氧化碳时,其使用时限就已接近尾声。在这个时候,使用发电机会确实会给健康和安全带来危险。当今社会,无论是生产制造还是医疗保健,或是建筑、采矿等行业,备用柴油发电机都是保证正常运..
2024-07-18柴油发电机气缸垫被冲坏或缸盖油道有砂眼、裂纹与水道相通,是不会造成散热器内有机油的。在实际工作中碰到此类损坏时,依照散热器内机油的颜色及情形,即可迅速对损坏因由及部位进行正确预判。柴油发电机散热器中..
2024-07-18摘要:本文结合康明斯国三机型的柴油发电机共轨压力探头失效的损坏实例,对柴油发电机共轨压力传感器的失效样品进行了检测与解析,由浅及深的剖析并较终确定了问题的根本起因,提出了改进优化办法,为其他零配件的..
2024-07-16摘要:根据不少用户反馈,康明斯很多提供商在给该单位柴发机组装配程序中,其地面基本减震效果不佳,影响了后期操作。针对该问题,康明斯公司在本文以KTA38-G2机型为例,用电脑仿真软件模拟了柴发机组装配程序,并..
2024-07-15柴油发电机室水喷雾灭火系统的布置办法中,着重叙谈了对柴油发电机类不规则物体运用非圆整的步骤来确定喷头数,及对其不规则表面,尤其是侧面在倾斜喷头喷射下的喷雾强度的校核,使按照柴油发电机消防规范来设计的..
2024-07-13摘要: 作为战时的应急电源,防空地下室的内部电站初期投资多,日常维护费用大,所以视工程具体情况设置柴油发电站才能做到在保证战备功能的前提下,节约工程投资、方便操作和维护。同时由于防空地下室内部柴油发电..
2024-07-04摘要:柴油发电机组启动成功后,应先观察柴油机运行中的电压、频率、转速等参数是否正常,同时观察发电机组有无异常情况出现,包括烟色、声音、有无泄漏等。康明斯公司在本文中介绍了柴油发电机手动和自动启动流程..
2024-07-04摘要:针对现用沙漠用带集装箱外罩的柴油发电机组空气整体过滤方式存在的易堵塞问题,设计出了一种新型集装箱式柴油发电机组降噪通风解决方案,对机房内不同的设备区别对待,已达到较终在室外应用效果良好性。一、..
2024-06-06摘要:运用故障树分析法进行康明斯柴油发电机的故障分析,并转化成二叉故障树;采用产生式规则和框架表示法相结合构建知识库;采用层次分析法设计了故障诊断专家系统。基于Windows平台和Del-phi7.0语言开发了故障诊..
2024-06-05柴油发电机消声器的内部构造与消音机理
摘要:排气噪音是康明斯发电机组较具体的噪声源,因为其功率大,它一般比柴油机的其他噪音高10-15dB(A)。随着柴油发电机容量及强化程度的提高,排气机构内气流转速加大,排气噪声也明显会增大,从而使发电机组整机噪声有增大的趋势。减小排烟噪音的有效方法是操作排烟消声器,故而,排烟消声器性能的优劣对柴油发电机组噪音的控制和缓解噪声污染有极其重要的功能。康明斯公司在文章中解析了柴油发电机组排气噪声的产生特征和控制对策,同时对消声器的分类及其作业原理进行了细致简述并附注了结构图。 根据柴油发电机的工作原理、工作状态和有关声学方面的理论,可将柴油发电机主要噪音源分为空气动力性噪音、机械噪音和燃烧噪音3种。在没有排气消声器时,排气噪音是较大的噪声源。 柴油发电机作业时,气缸内的废气随着排烟口间歇性地开启而周期性地喷射到气管内,因此出现的排气噪音是周期性的,其详细频率成分为: 图1是康明斯柴油发电机排烟噪声的实测频谱特性。可见此柴油发电机排烟噪声呈现低中频特点,低频峰值一般在100Hz左右,中频峰值在200~700Hz之间。由式(2.1)可知:低频噪声是由柴油发电机转速、汽缸数及冲程数来决定的,中频噪音则是由高次谐波延伸造成的,而高频噪音则是因为排气涡流、汽缸内燃烧以及机件、管道震动造成的。 图2的康明斯柴油发电机排烟噪音实测结果表明,消声器分别在频率35.6 Hz、66.7 Hz、107.3 Hz处产生正的峰值,说明消声器在该几个频率点形成共振消声。35 Hz为发电机转速基频,70 Hz、105 Hz分别为发电机运转的一次谐波和二次谐波,与仿真分析结果基本一致。图示同时可知,在频率35.6 Hz处,传递损失达到20 dB为较大,也就证明消声器在基频处对气体噪声降低达到较佳。同时在一次谐波和二次谐波处,消声器对噪声衰减均有一定效果。图1 柴油发电机排烟噪声实测频谱特点曲线 柴油发电机消声器传递损失曲线 柴油发电机组排气噪音的控制,通常是从控制排烟噪声的出现和传播这两方面来考虑的。 控制排气噪声的出现就是减小噪声源,根据上述噪音源产生的机理,对发生排气噪音的机构进行相应的改进。对产生排气噪声的系统进行改善的手段具体是对柴油发电机的结构和参数的改进。这种途径是较彻底,而且其潜力也是较大的。但这些改动,涉及到柴油发电机排气噪音的控制,需要考虑出现排烟噪音的各种要素,牵扯到柴油发电机本身及排气装置的噪音,要综合考虑并进行大量的实验探讨,其难度是非常大的。 控制排气噪声的传播则主要有加装排气消声器和隔离排气歧管传来的机械震动两种对策。这两种策略对柴油发电机性能影响不大,又比较容易实现。目前得到较广泛运用的降噪办法就是在排气机构中装配适当的排烟消声器,使噪声向环境辐射之前就得到大幅度的衰减,从而起到降低排气噪声的用途。隔振手段通常包括改进排气歧管结构来改善振动特征和隔离排烟歧管传递的振动两种办法。 根据消声原理的不同,排气消声器可以分为阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合型消声器以及电子消声器。 阻性消声器详细是利用吸声材料来消减噪音,把吸声材料固定在气流流动的管道内壁,或把它按一定的程序在管道中排列组合,就组成了阻性消声器。当声波进入阻性消声器中,一部分声能便被吸声材料吸收,起到了消声的功能。这种消声器的优点是在中高频范围内的消声效果较好,特别是对刺耳的高频声波有突出的消声用途。缺陷是柴油发电机排出的水蒸气及颗粒会影响吸声材料的性能,减轻使用时限,而且它对低频噪音消声效果比较差。 抗性消声器又称声学滤波器,它是根据声学滤波的原理制成的,利用消声器内声阻、声顺和声品质的适当组合,使声波中某些频率的噪音反射回噪音源或大幅度抵消,从而达到消声的目的。这类消声器一般是全金属组成,其构成简单、耐高温、耐腐蚀、耐气流冲击、不会被废气中的碳灰微粒堵塞、成本低而且寿命长。因此柴油发电机组采用这种消声器十分合适。抗性消声器的消声频带窄,对高频噪声的消声效果差。为了弥补这种缺陷,常采用多级组合或加上穿孔板等高频消声效果较好的构造,构造宽频带的消声器。抗性消声器较基本的形式为扩张式消声器和共振式消声器。 各种管道和扩张腔之间相互组合就可以阻止某些频率成分的噪音通过,但有个短处是存在多个通过频率,通过频率的消声量等于零,因此通常采用内插管法(结构如图3)和多节扩张腔串联法(结构如图4)消除通过频率。内插管法是把消声器扩张腔进、出口处分别插入扩张腔一半长度和四分之一长度的两根小管。理论分析,两者结合可获得没有通过频率的消声性能。 共振式消声器常采用穿孔管和穿孔板形式,穿孔管是一种通过管道开孔与赫尔姆霍茨共鸣腔相连而成的结构,它在管路中设置颈部并与空腔结合,颈部起品质作用,空腔起弹簧作用,因为声音能量短路,消耗声能而达到消声目的。穿孔板是在排烟通路上开有许多小孔,它的消声频带较宽。 穿孔管式消声器中存在大量的气流,且大部分波在临界入射角附近传播。每个穿孔可以看作是一个管道系统,因为流体交替地进入,无法简易解释从孔孔中发散而引起的粘性和惯性效应的末端校正,但可用无限长管道的理论来描述管道的阻抗。在发电机运转基频处,传递损失达到20 dB,对气体噪声衰减达到较佳;在发电机运行一次谐波和二次谐波处,消声器对噪声衰减也有一定效果。通过改变消声器的结构数据,能获得不一样的噪声衰减效果。 穿孔板消声器是衬装微穿孔板结构的消声器。能在较宽的频带范围内处置气流噪音,而且具耐发热、耐油污、耐腐蚀的性能,即使在气流中带有大量水分,也不影响工作。由于穿孔直径小、板面光滑,因此消声器阻损比一般阻性消声器要小。对低、中、高各频带消声量较平直,消声量大,对低频消声效果较明显,实用于通气空调机构的中、低压风机、空气动力噪声消声。更适合于要求较高的洁净厂房、无菌室、食品卫生工业、宾馆等通气空调机构,微穿孔板消声器内外孔板用龙骨固定,通过选购不一样的穿孔率的孔板及不同腔深组合,可在较宽的频带范围内获得良好的消声效果。 阻抗复合消声器是综合上述两种消声器的特征制成的。这种消声器既有阻性吸声材料,又有共振腔、扩张室一类的抗性滤波元件,在一个很宽的频率范围内都具有良好的消声效果,但阻性材料的采用缩短了其使用时限。 近几十年来,随着计算机的发展,电子控制机构的性价比的提升,“电子消声器”已成为可能,在有源消声和半有源消声上的探求不断深入。有源消声装置的亮点在于:可以减少消声器体积,减轻背压,使消声器减少复杂程度,从而实现标准化。有源消声机构必须要有高转速的信号清除器和承受过热与震动的换能器,另外对有源噪音抵消机构来说,还需要有减轻气流脉冲的精密而快速的执行器,有源消声器和半有源消声器的真正完全实现产品化还需要进一步的讨论。 随着国民经济的飞速发展,各种交通工具数量日益增多,由此带来的噪音污染已成为干扰和破坏国民生活的一大公害。噪声可以对人的听觉器官造成伤害,干扰交谈,妨碍睡眠,造成人的身心疲劳,高频噪音还能使建筑物和仪器装备受到损伤。各项调查和检测表明,柴发噪音是目前生产服务中心中较大的噪声源。因此,减小康明斯发电机组的噪声是降低企业全厂噪音的根本举措。 我国消声器规划仍以类比选择规划为主,消声效果不良,针对性不强,开发周期长。利用计算机建立模型,编制相应的软件来进行消声器匹配优化规划,使消声器布置周期缩短,节省了人力和物力,具有重要的现实意义。目前,国内外的大学和科研系统都在进行这方面的探讨,力求改进消声系统的数学模型,编制操作方便、计算结果精度偏高的软件。柴油油机房储油间防火门的开启方向
摘要:防火门是柴油发电机房储油间消防装备中的重要构造部分,用于阻挡火灾区域向另一区域蔓延的防火分隔物,在一定期间内能满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求。防火门按防火等级分为甲级、乙级、丙级,按材质可分为木质防火门、钢质防火门、钢木防火门。按开启状态分为常闭防火门和常开防火门。对于储油间防火门开启方向,根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定,防火门应为向疏散方向开启的平开门,并在关闭后应能从任何一侧手动开启。 很多康明斯用户对于柴发机房的防火门设置有不解之处,经常向客服咨询该类问题:柴油发电机储油间的门,必须向柴发机房开启吗?康明斯公司关于此问题,在本文中根据各种国标规范给予准确的答案,并公布其文件来源。 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16/T-92曾有类似要求。但根据《民用建筑电气设计规范》JGJ 16/T-2008第6.1.13条第3款3): “储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门”,未再提及储油间门必须向发电机房开启。除参照民用建筑内设置柴油油机房的要求进行察看,还需察看以下内容: 储油间采用耐火等级不低于3.0h的防火隔墙和常闭甲级防火门与发电机间隔开,并设置高150mm的不燃烧、不渗漏的门槛,避免地面渗漏油的外流。地面不得设置地漏。 与电站控制室之间的连接通道处设置一道常闭甲级防火门,二者之间的密闭观察窗达到甲级防火窗性能。 一般情况下储油间防火门默认为外开门,如图1所示,其结构如图2所示。 根据《民用建筑电气布置规范》的规定柴油发电机运转3~8小时设置燃油箱,而民用建筑防火规范要求更严格,应在机房内设置专用的储油间,内设日用油箱,其总储存量不应超过8小时的需要量,而根据建筑规划防火规范规定中间储油罐容积不超过1m3。日用油箱的容积按下式计算: 储油间应采用防火墙与发电机间隔开,当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门,并向发电机间开启。油箱间内灯具采用防爆型,并设置平时通风。储油间布局如图3所示,设计规范如图4所示。 柴油油机房位置选用后,对于机房的土建用途布置也有较多要求,很多还涉及强制性条款要求,下面就机房储油设施布置中容易忽略的几个方面内容进行分析研讨:(1)机房内设置储油间时,其总储存量不应大于1m3。民用建筑消防负载应急供电时间满足3 h即可,1m3 柴油基础可满足主用容量1200 kW机组满载运行3h,当机房柴油发电机组总容量超过1200 kW或对于医疗、星级酒店建筑等对康明斯发电机组应急时间要求较高的场所,1m3柴油存储量就不满足供油要求了,此时根据项目因素可采取预留供油接口或设置室外油罐步骤清除供油问题。(2)当采用室外埋地油罐时,需要注意防火间距要求,柴油属于丙类液体燃料,民用建筑柴油埋地油罐一般不大于15m3,可按GB 50016 - 2014《建筑规划防火规范》(2018年版)第4.2.1条及注释第6条要求,满足其与建筑物的防火间距要求,当满足防火间距要求较困难时,可按第5.4.14条第1款要求“当总功率不大于15m3,且直埋于建筑附近、面向油罐一面4.0m范围内的建筑外墙为防火墙时,储罐与建筑的防火间距不限”处理,埋地油罐尺寸和做法可参考国标图集02R111《小型立、卧式油罐图集》。另外该规范第4.2.9条还要求柴油埋地油罐与场区内道路的防火间距要满足距主要道路 ≥ 10m,距次要道路 ≥ 5m,在建筑总图规划当中需要致使注意,还需要注意在地下室靠埋地油罐方向的外墙上为柴油供油管及回油管预埋4SC100进线)在进入建筑物前和设备间内的管道上均应设置自动和手动切断阀;储油间的油箱应密闭且应设置通向室外的通风管,通气管应设置带阻火器的呼吸阀,油箱的下部应设置预防油品流散的设施。虽然柴油柴油发电机房后期由柴油发电机经销商进行深化排除,此强制性条款电气布置只在机房布置说明中进行交待,但严格来说并无法满足要求。在画柴油发电机房电气大样图时还应对此条进行设计,规划实施可参考图3设计举措和图4储油系统管理。 在任何事件发生前,康明斯敦促个人和企业须注意:(2)确保有新鲜充足的燃料提供,发电机组数量较多的用户,条件允许可规划储油罐及其微机管理机构(如3所示); 国家对于防火门的开启方向统一的规定是像着逃生的地方推开的,这是较为节省时间的,也是较方便的。不论是哪一扇防火门,它的开启方向都该当是这样的。如果装反了,那它不仅无法够起到防火的作用,甚至有可能会变成“放火门”。因此,防火门开启方向确定从室内向室外开,因为失火后,人员会从室内向室外疏散,由于慌张可能都挤在门前,如果向里开可能已经打不开了,所以要向外开。此外,根据《建筑布置防火规范》GB50016-2006中规定,民用建筑和厂房的疏散用门应向疏散方向开启。除甲、乙类生产房间外,人数不超过60人的房间且每樘门的平均疏散人数不超过30人时,其门的开启方向不限。一般防火门向疏散方向开启,站在门外,面对铰链,铰链为右为外右开,铰链为左为外左开。柴油发电机装配品质、试验因素和测定项目
摘要:柴油发电机装配严查是一项关键的程序,用于检修柴油发电机的安装状况并记录察看结果。通过对柴油发电机的装配程序严查和试验、检测,可以确保装配作业的品质,减小潜在的问题和故障。同时对本文所述柴发机组检查项目进行记录,相当于提供和保存有力的证据,证明柴油发电机在安装流程中是否符合相关的安全标准和要求。因此,康明斯发电机服务中心在本文中为大家讲解柴油发电机组在施工场所的检查项目以及装置品质现场试验内容。(3)柴油发电机组装配稳固,地脚螺栓应采用“二次灌浆”预埋,地脚螺栓外露一致。柴油发电机组与底座之间要按设计要求加装减振设备;(4)柴油发电机组的油泵、油箱、水泵、水箱装配牢固、平直,燃油管路装配平直,无漏油、渗油现象,燃油管涂漆棕红色,管路分支部分有红色流向箭头;(7)电源线及信号电缆布放符合规划要求,不得将交、直流电源线及信号线)柴发机组监控装置正常,大电和油机切换正确无误;柴发机组主体、基座应可靠接地,配套的油箱也应可靠接地;(9)油机监控开通后,应能实现油机的自动起动、停机、自动调节输出电压、频率、故障显示及油位显示等。(11)开放式柴油发电机组应安装在室内符合规定的基础上,并应高出室内地面0.25~0.30m,外形如图1所示。移动式柴油发电机组应处于水平状态,放置稳固,其拖车应可靠接地,前后轮应设置卡住机构,外形如图2所示。室外使用的柴发机组应搭设防护棚。 (12)柴油发电机组电源必须与外电线路电源连锁,严禁与外电线台以康明斯油发电机组并联运转时,必须装设同步设备,并应在柴发机组同步后再向负荷供电。(4)可采用纯阻性负荷或容量因数大于0.8的感性负载;负载变化的等级为空载、25%、50%、75%、100%额定容量。(5)测量容性负荷时,按照柴发机组输出较大有功容量的100%配置阻性负载,并按照功率因数超前(容性)0.95配置相应的容性负荷。 除另有规定外,各电气指标均在柴发机组操作界面输出端考核。 柴油发电机组的随机附件包括散热水箱、油箱、油管、底盘、电瓶、电池导线、消音器、减震垫、三滤(空气滤芯、机油过滤器、柴油滤芯)、排烟管、波纹管、连接法兰。这些属于常规附属件,还有些定制型附属件,包括:低噪音、防雨箱、移动拖车、水套加热器、全自动控制器等。以下是对柴发机组随机附件和定制型中详细零件进行系统性讲解: 一般运用户要求而装配主回路断路器,以保护发电机组和第一级电路之间的电路,这些断路器却无法保护发电机自身。为保护发电机组,模块式和电源回路式的断路器应适当安装,构造如图3所示。模块式断路器可在各种电流额定值下得到。同时也适用直接安装在发电机组的输出盒内。电源断路器型号有125-4000安培之间的各种规格备选。模块式断路器耐用但价格贵一些。电源断路器一般安装在靠近发电机组的独立的仪表板上,而不是装在自身上,这是因为他们的体积和震动的敏感性决定的。当主回路断路器必须装配时,计划中应包括断路器类型、分励分类和额定值。 发电机的起动和发电机组控制的电池装置也许是要求较严但又较可能失效的子系统。正确的选定和保养电池和电池充电器对提高装置可靠性是非常重要的。在200kw以下的发电机组中,电池用于发电机起动和发电机组控制中。装置包括电池、电池架、后备时可用普通电源充电的浮充电器以及发电机驱动的充电机,它可以在发电机组运行时提供直流电流,同时对电池充电,充电流程如图4所示。① 当发电机组并联装配时,每台机组的电池常常是单独安装的,以给并列装置提供控制电源。并车系统的制造商应相互协商以确定发电机控制电源装置的适应性,由于电压峰值会影响一些并列控制装置,因此并联装备需要使用分离式电池。③ 装配位置应便于维修电池和防范接触水、尘埃和油污,在有地震的地方,电池架应制成特别的构成以防电池液泄漏和电池破裂。 随柴油发电机组提供的一般是铅酸电池,这是操作较广泛的电池类型,相对较便宜,在-18℃到38℃温度范围之间有良好的性能。铅酸电池该当安装在发电机组附近。铅酸电池可能是免维保式或者是大容量式。免维护式电池维保要求低但不容易监控。所有的铅酸电池都需要在操作前充电,即使是免维护电池也无法无限期地充电。大容量型电池在必要时需要添加电解液在刚添加电解液之后,电池只能达到50%的充电程度。发电机组通常随机配置的为大功率的需保养的铅酸电池。 浮充充电器能全自动的对柴油发电机启动电池进行监测和充电,当充电器监测到电池电压低于预先校准值时,会自动发出一系列电子脉冲对电池充电,在充电的步骤中,充电器继续对电池电压监测,当测定值高于合适的极限值时,充电器将停止充电,直到电池电压降到低于校准的极限值,将再次充电。如此循环。 浮动充电电压力详细影响电池正极板栅的腐蚀速率和电池内气体的排放,当电池的浮动充电压超过一定值时,板栅腐蚀进一步缩短了电池的使用年限。增加的浮充电流将导致更多的剩余气体通过排气阀排放,引起电池流失。平衡充电时,气体产量是浮动充电时的几十倍,因此平衡充电时间过长会加剧电池的流失和栅格的腐蚀,从而故障电池。 发电机组在很多运用中使用了辅助启动设备。通常自然吸气柴油发电机可以在0℃以上(不需要辅助装备)非常顺利地起动。而增压柴油发电机具有过低的压缩比,在4-7℃以上(不需要辅助装备)启动时才非常顺畅。对柴发机组而言,可选用如防冻液加热器、机油加热器等辅助起动设备。 机油加热器安装在柴油发电机曲轴箱上,所在位置如图5所示。它加热柴油发电机油底壳内的机油,便于柴油发电机在低温下起动。 为了保证发电机组在低温下能很快的启动,介绍采用防锈水加热器,安装位置如图6所示。柴油发电机缸套周边和缸盖内都有冷却水,加热器加热柴油发电机水箱宝并靠对流使柴油发电机内的冷却液全部加热。特别对自动化发电机组和备载发电机组,为了确保在10秒钟内起动,柴油发电机冷却液温应至少保持在49℃,室温保持在10℃。 消音器通常为蜂窝式工业消音器,大多工厂作为标配。柴油发电机消声器形式规格很多,目前用在柴油发电机房低噪声工程上的主要由直管式消声器和片式消声器两种。其消声性能具体与扩容控流通道形式、长度及吸声材料的性能有直接关系,直管式消声器是阻性消声器中简易的一种。 在过热、高流速燃烧废气的周期性作用下,柴油发电机的排气管系统会发生振动和热膨胀位移。当管系热膨胀位移发生的应力远超过排烟管系固定支撑处材料的强度极限,将对固定支撑造成破坏。因此,大型柴油发电机在管系布置中一般采用排气波纹管来补偿排气管系因热负荷发生的热膨胀位移,从而消除排烟管系因热膨胀位移发生的巨大应力,保证柴油发电机可靠运转。 减振垫安装于底座与水泥基础之间,起到吸收震动的功能。根据形状分为方形减震垫、碗形减震垫。减震垫的主要材料是天然胶、氯丁胶以及丁晴胶以及上下壳体,发电机组中的减震垫要求应用范围大约在25hz,柴油发电机组发出的电是50hz以及60hz,只要低于这个数值1倍左右就算达标,比较差的减震垫的材料已生胶为主,手感上无弹性、载重压缩比呈现非线性,以及表面较为粗糙,而且容易老化。 柴油发电机组各独立电气回路对地及回路间应能承受试验电压数值为表1规定、频率为50Hz、波形为实际正弦波、历时1min的绝缘介电强度试验而无击穿或闪络现象。 2、起动检测 常温条件下向自动起动机构发出自动启动指令(模拟大电市电中断供电、模拟电网市电电压下降至规定值等),观察柴发机组是否自动起动、升速、建压、合闸供电,运行1min,重复进行3次,间歇时间小于20s;柴油发电机组自动起动后,观察柴油发电机组是否自动加载;加额定负载后,观察柴油发电机组是否能在20s内带额定负载运转;检查低温启动装置的电路、管路、油路等是否畅通。 通过模拟的办法在柴发机组的控制屏上对相应的传感器输入信号接入端子给人为的闭合信号,观察柴油发电机组能否自动保护停机或告警;柴发机组应具有的保护包含:机油压力低、过欠电压、超欠速、水温高、发电机温度高、过载、短路保护、逆功率(并联时测)、过电流等。 柴油发电机组额定长行功率的连续运行试验:(1)柴油发电机组在额定工况下满载运转11h后,紧接着过载10%运转1h;(2)每隔30min记录一次功率、电压、电流、功率因数、频率、柴油发电机冷却出水(或风)温度及机油温度(在仪器板温度表上读取)、添加燃油时间等。(3)观察柴发机组是否发生停机、降功率等不正常情形;柴油发电机组铭牌上未标出额定功率数值的,发电机厂商应提供相应的常载功率数值以供测试。 柴油发电机组按0%→50%突加负荷,然后从50%→慢慢加至100%(不小于5%),最后100%→0%突减负荷,重复进行三次。取三次结果的平均值。 柴油发电机按100%--0负载突减特性测试。使用电能质量分述仪表记录波形,查看柴发机组能否保持稳定的输出,是否引起柴油发电机组保护性停机,以及是否出现频率异样、电压异常导致的电源设备的报警甚至停机。7、容性负荷能力测定(YD502新的测试方法,arctan0.95计算要求加入) 测量容性负荷时,按照柴发机组输出较大有功容量的100%配置阻性负载,并按照容量因数超前(容性)0.95配置相应的容性负载。柴油发电机组在额定工况下运转1h。每隔30min记录一次功率、电压、电流、容量因数、频率、柴油发电机冷却出水(或风)温度、机油压力和发电机绕组温度。 主要测试柴油发电站实载能力、冷热态电压变化、燃油消耗率和机油消耗率等指标。柴发机组先以额定容量带载运行2小时,紧接着以110%额定容量运转一小时,应无停机、降容量等不正常情形。运转过程中记录以下参数: 如有并机装置测试要求,则需在单机测试合格后,再进行并机性能测试。(1)模拟大电停电,观察本装置内油机是否能全部自动启动且并联成功,记录柴油发电机组从启动发出到全部油机并联成功的时间;(3)模拟并机测试自动加机减机用途逻辑验证,当负载减少到柴油发电机组退出一台柴油发电机组的要素时(通常80%),验证柴油发机电系统是否能够自动退出一台柴油发电机组,并自动停机;当负载增加到自动加另一个柴发机组时(通常85%),验证柴油发机电装置是否能够自动启动且能够并网到柴油发电机系统中实载运转;(6)模拟大电恢复,观察油机是否经过可调节的延时将所有负荷切回电网电源供电,油机在空载下运转约5分钟是否自动停机,控制装备是否自动复位,为下一次运转做好准备。 柴油发电机装配是一个复杂而综合性的程序,需要遵循一系列规定和要求。任何装配过程中的失误或疏忽都可能引起严重的后果,包括设备损坏、安全隐患和人员伤害。因此,对于柴油发电机的安装流程进行严查和记录非常重要。其中,检查记录不仅可以帮助确保装配工作的质量,还可以为后续的保养和损坏处理提供有价值的信息。通过记录柴油发电机的安装细节和验看结果,可以为日后的维护作业供应参考依据,从而提高设备的可靠性和寿命。综上所述,柴油发电机安装验看和记录,对于确保装配品质和装置稳定运行非常重要,是一个不可或缺的过程和文档。温馨警告:未经我方许可,请勿随意转载信息!如果希望领会更多有关柴发机组技术数据与产品资料,请电话联系销售宣传部门或访问康明斯发电机公司官网:柴油发电机带负载试验的目的和时机
为确保重要生产装置的安全,重要生产企业通常都会设置康明斯发电机组作为应急电源,而柴油发电机的维护和维护是保证其是否能在紧急情况下正常运转的关键。如何才能检查维保和保养是否到位,柴油发电机组的可靠性是否合格?因此,康明斯公司保养规程规定柴油发电机应当每周做空载试验,每年做带负荷试验。试验的目的是为了对柴油发电机的动态特点进行摸底,了解柴油发电机的起动特点参数、调整特性参数、负载冲击特点参数,并且根据这些参数调整损坏情形下的保安装置启动顺序,保证故障状况下柴油发电机具备可靠运转和适应负荷的能力。通过人为地在发电机上放置负荷来设置。负荷在预先安排的时间以增量kW负荷步进施加,这种增加将连续到发电机以110%运行,此时负荷逐渐减小。每次增加kW负荷时,都会记录发电机临界性能的测试读数。并记录发电机处理升压的能力,以及它在可能的较大输出水平和持续时间段内继续运转的能力。这些测试确认柴油发电机组的基础组件处于较佳运转状态,随时可以使用。在进行负荷银行测试时,使用专业装置人为地将负荷施加到发电机上。每台柴油发电机在使用之前都要进行了电阻负载测试,以确保柴油发电机符合要求的高标准。在成功完成负荷箱测试之前,则不该当马上操作发电机。测试以递增的间隔在阶跃负载上运行,直到较终在满负载下运转,以证明发电机的健康现状并确认其负荷能力。因此,康明斯公司强烈建议您对柴油发电机进行年度负荷测试,若无带载测试条件的单位可采用假性负载机来进行试验,以确保完全可靠和可使用的电源,能够在其较大主要负载下运行。当您的下一次关键主电源断电并需要紧急电源时,而柴油发电机已经过负荷测试,就可以放心操作它了。柴油发电机的运行的可靠性是企业生产的最后生命线,因此其实载试验的安全性尤为重要。在没有借鉴的前提下,应为成立专门的试验小组,再由运行部、设备部及安监分部电气专业人员构成试验小组,以保证这项试验有效、可靠地进行。为保证试验的顺利进行,试验小组负责编写规范的启动举措、操作票,对试验作业负责,并将试验结果攻略以供所有运行人员学习、参考,此外在试验成功后对相关的规程、标准操作票进行修改,以达到闭环管理的要求。当班运转人员根据方法对策、运行规程及操作票,并在试验小组的指导下负责试验阶段的运行使用。通常柴油发电机不得与保安段并列运行,对于尚未做过柴油发电机并网带负载运行的用户,应在停机或启机前做首次试验是比较合适。这样即使在试验程序中发生冲击,使一段保安段失电,甚至是保安段进线开关失灵情形下锅炉段或汽机段状况发生,停运发电机组不会受较大危害。若用户拥有多台康明斯发电机组的装备,可在每一台发电机组首次试验成功后,同台发电机组再做正常运转情况下的试验。柴油发电机的布置容量足够供应使机组安全停运的重要装置操作,在带负荷试验中,柴油发电机组启动并网后应小幅度调节,使其出力慢慢增加至持续容量值,并严密监视就地及CRT表计数据,使各项指标特别是容量及电流不超过额定值。运转到规定时间(通常为20分钟)后,再慢慢调小出力,直至容量为0,检测试验保安段运行正常后,分闸KO开关,停运柴油发电机。柴油发电机电压降参数与计算公式
在民用建筑工程布置中,大量采用230/400V的柴油发电机作为备用或应急电源。当供电距离较大时,合理配置柴油柴发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易介绍与电压降计算有关的一些数据和概念;浅述应用阻抗法、功率法计算柴油发电机在发电机启动时的压降;列出参数计算的实用公式和步骤并进行了案例计算。 通常布置资料引荐,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,对于备载线路当压降满足要求时是可以追赶的。作为后备线路,运转时间很短,电能损耗不是主要条件,如GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》第7.2.13条文解释“低压供电半径范围:220/380 V的半径通常取500m左右”。未经计算,笼统地以200~250 m供电半径配置柴油发电机组,可能造成浪费及维保作业量的增加。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、与供电电源的距离。 电压、电流、功率、频率、功率因数。发电机资料一般给出持续、备用功率。持续功率值较小,计算压降时,宜选择连续功率值,其计算结果较为安全。发电机并机时,其总容量应乘以并机不均匀系数(通常取0.9)修正。 发电机一般配电压自动调整器,稳定度为0.5%~1%。对于已接入的稳定负载,在额定范围内,电压稳定在精度以内,近似为恒压源。 发电机的瞬间电抗XG=0.18~0.24。当无资料时,一般取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容量和线)超瞬态电抗相对值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为发电机额定视在容量,Qfh为已接负载的无功容量。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。《工业与民用配电设计手册》(第3版)上的参数为: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容量、容量因数。5、负荷数据 负荷Zfh=U2r,Xfhfhcosφfh,Zfh=Rfh+jXfh。其中:Ur、Sfh和cosφfh分别为负载额定电压、额定视在功率和容量因数。6、对其它负荷的危害 发电机起动时电压相对值ust=Ust/Un×100%;当发电机不频繁启动时母线电压相对值ust 降压启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,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。在设计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,无法直接计算出电梯的允许值ustM。电梯有配重,减小了静阻力矩,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,可计算出起动力矩大于等于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一样,康明斯发电机公司将计算方式分为阻抗法、容量法。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,考虑已接负载危害,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——发电机起动时发电机母线上的起动负载,MVA;Skm——发电机母线上的瞬变短路容量,MVA,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功率为参量的计算法,仅进行容量的标量计算较简便,是现在设计手册采用的方法,但计算精度不如原型的阻抗法高。(4)通过对容量法的分析、推算得到简化法,计算更为简化。对照30种状况的计算结果,与功率法对比,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)用容量法计算时,发电机空载电势康明斯发电机公司仍按e’G=1+XG(7)三种程序计算结果表明发电机启动时,电压降详细在发电机内部,即使200m电缆压降仍相对较小。(8)各种计算程序都作了简化,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;工程布置宜根据计算结果和经验判定采取适用的方案,应留有一定的安全度。 总结:组稳定运转的危害要素之一,电压波动过大可能影响柴油发电机发电机组的使用寿命,甚至直接故障机器。电力装置符合的变动是正常的,因此,为了柴油发电机组安全稳定运转,应该保证电压的变动处于允许的范围内。柴发机组正常运行时,电压的变动范围是在额定电压±5%以内,此时发电机的额定功率可保持不变。即当电压降低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%。柴油发电机冷却系统的部件构成和大小循环原理
的冷却系统虽然是柴油发电机的辅助装置,但在保证柴油发电机正常工作中起着重要的功能,原理是及时地把发电机零配件所吸收的燃烧气体发生的热量进行散发,而促使发电机能够经常保持在合适的温度要素下工作,使其防范零部件温度过高的同时,也延迟了其操作周期,从而使发电机能够充分的发挥出其强劲稳定的功率。 柴油发电机的冷却系为强制循环水冷系,即利用水泵增强冷却液的压力,强制防锈水在柴油发电机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、柴油发电机机体和气缸盖中的水套以及附属装备等结构。 冷却水严冬又称冷却水,是由防冻添加剂及预防金属发生锈蚀的添加剂和水构成的液体。它需要具有防冻性,防蚀性,热传导性和不变质的性能。经常操作乙二醇为具体成分,加有防腐蚀添加及水的防锈水。 发电机要求操作长效防冻防锈液,它是含有50%的水和50%的乙二醇的溶液(容积比),在标准大气因素下,沸点为108℃,冰点为-37℃。实验证明,这种防冻防锈液对各种金属和橡胶都无腐蚀作用,更换周期为2年。(1)推荐在大多数气候要素下操作50%乙烯乙二醇或丙烯乙二醇基的防锈水与50%纯净水的混合液作发电机的防冻液。对使用湿缸套的发电机建议还需要添加规定浓度的防腐蚀剂DCA4。某些新型冷却水可以不需要DCA4,如弗列加预混型冷却液; 使用这种长效防冻防锈液,可以防止冷却器内腔结垢,降低水套穴蚀和锈蚀;提升炎热季节时的沸点,在严冬时可以防冻;在密封良好的冷却系中,无需经常添加水箱宝,减小维护作业量。 从讲解冷却循环时,可以看出节温器是决定走“冷车循环”,还是“正常循环”的。节温器在80℃后开启,95℃时开度较大。节温器不能关闭,会使循环从开始就进入“正常循环”,这样就造成柴油发电机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活,会使水箱宝不能经过散热器循环,造成温度较高,或时高时正常。如果因节温器不能着火而导致发热时,散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。 水泵的功能是对水箱宝加压,保证其在冷却系中循环流动。水泵的事故一般为水封的事故造成漏液,轴承毛病使转动异常或出声。在发生柴油发电机过热现状时,较先应当注意的是水泵皮带,察看皮带是否断裂或松动。 水泵进口希望能保持正压,规划时应尽可能提升散热器上水室的位置。发电机出水口与进水口之间的较大外部压力降不得超过35 kPa,否则将危害发电机的水泵进口压力和水箱宝循环转速。尽量不要将风扇装在水泵上,尽量不用水泵驱动空调压缩机,降低水泵承受的附加弯矩。 柴油发电机作业时,冷却液在散热器芯内流动,空气在散热器芯外通过,热的冷却水由于向空气散热而变冷。散热器上还有一个重要的小零件,就是散热器盖,这小零件很容易被忽略。随着温度变化,防冻液会“热胀冷缩”,散热器器因冷却水的膨胀而内压增大,内压到一定时,散热器盖开启,防冻液流到蓄液罐;当温度减少,水箱宝回流入散热器。如果蓄液罐中的冷却水不见减小,散热器液面却有减轻,那么,散热器盖就没有作业。 连接发电机与散热器之间的管路应尽量短而直,减小弯曲;总部署需要拐弯时,管子的曲率半径应尽可能大,以减小管道阻力,且管路的弯角处或截面变化处必须圆滑过渡;为了防止冷系统内产生气泡,从而对冷装置造成破坏和减小冷却效果,必须使发电机和散热器与副水箱相连的的排烟管不形成U字形组成,应采用平顺或逐渐上行程序。如确有必要,则应在发电机水道较高点设置放气阀,加注防冻液时应打开该放气阀,让发电机水套内的气体及时排出。 所有管路要有一定的柔性,以适应发电机和散热器之间的相对运动,避免散热器的管口振裂。水泵进水管应有一定的刚性,以免发电机作业时被吸扁。 散热器的管路可用成形胶管或金属接管加胶管接头;金属接管要进行防锈解除,外径和发电机进出水口部位的管径相同或稍大;成形胶管或胶管接头的内径应和发电机进出水口的外径相同或稍大;胶管壁厚应在5 mm以上,且加有一层纤维,胶管性能应符合HG/T2491标准,具有耐热、耐油性,能在-40℃~120℃温度下长久正常操作,耐压能力应超过300kPa;如管路较长时,应对冷却管路固定,固定间隔约500mm;金属接管插入连接胶管的长度应大于50 mm,并采用平板带式卡箍紧固,卡箍到胶管边缘的距离为5mm~10 mm。 柴油发电机组风扇的用途是扩大流经散热器芯部气体的空气流速,增强散热器的散热用途,康明斯发电机组风扇一般有着排风量大,冷却效果明显,且噪音小的特性,按康明斯发电机组型号和标定功率的不相同,可选型不相同型号型号的风扇,风扇有吸风式(如图3)和吹风式(如图4)这两种构造特征,使用者可按照需要在订购时随意选取1种。 冷却风扇首先要满足冷却系统对风量和压头的需要;同时要消耗功率小、风扇效率高,且有较宽的有效率区;风扇噪音小,重量轻,成本低等。目前普遍采用的有金属风扇和塑料风扇两种,风扇叶片应具有足够的强度,以防折断风叶。确定风扇直径与速度时,要注意风扇叶尖的圆周速度不大于91 m/s,否则对风扇噪音和强度都不利。风扇直径尽可能与散热器芯子迎风尺寸基本相同,以便风扇扫过的面积尽可能大地覆盖散热器芯子的迎风面积,使气流全面地通过散热器。风扇外径扫过的环形面积通常不小于散热器芯子迎风面积的55%。 为考虑冷却系整体阻力,通过散热器芯部的压差不应大于所选风扇特点曲线%;风扇的风压、风速等设计应按发电机在标定工况下和在最大功率工况下冷却水所需较大散热量来计算确定,并经柴油发电机冷却系统的试验评价来较终确定。 风扇护罩是为了增强风扇的冷却效率,使通过散热器芯部的气流均匀分布,并减轻发电机舱内热空气回流而设计的,因此,设计风扇护风罩时应注意技术的合理性。 对于前置发电机,风扇护风罩的布置分整体式和分开式两种;对于后置式发电机,一般都采用整体式。护风罩与风扇叶尖的径向间隙应尽可能小,以保证风扇冷却效率。当采用分开式护风罩时,风扇与护风罩无相对运转,其径向间隙应不超过风扇直径的1.5%,或者5 mm~10 mm;当采用整体式护风罩时,风扇与护风罩有相对运动,其径向间隙也不应超过风扇直径的2.5%,或者15 mm~20mm。操作员应经常严查风扇与护风罩之间的径向间隙,以确保发电机风扇与散热器产生相对位移时,风扇与护风罩之间不出现碰触。 风扇伸入护风罩的轴向位置,与进气效率有很大关系,对于吸风式风扇,风扇叶片的投影宽度应伸入护风罩内2/3为宜,对于吸风式风扇,风扇叶片的投影宽度应伸入护风罩内1/3为宜。 水温感应器其实是一个温度开关,当柴油发电机进水温度超出92℃以上,就会产生报警并强制停机。其作业机理如图5所示。 节温器组成如图6所示。当防冻液温度低于规定值时,节温器感温体内的石蜡呈固态,节温器阀在弹簧的用途下关闭发电机与散热器间的通道,进行小循环。当冷却水温度达到规定值后,石蜡开始熔化逐渐变成液体 ,体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩,在橡胶管收缩的同时对推杆功用以向上的推力。由于推杆上端固定,推杆对橡胶管和感温体出现向下的反推力使阀门开启,这时防冻液经由散热器和节温器阀,再经水泵流回发电机,进行大循环。 散热器压力盖通常位于上方(位置如图7所示),其用途是密封水冷装置并调节系统的作业压力,原理如图4所示。当发电机工作时,防锈水的温度逐渐升高。因为防锈水容积膨胀使冷却系统内的压力增高,当压力超过预定值时,压力阀开启,一部分水箱宝经溢流管流入补偿水桶,以预防冷却水胀裂散热器。当发电机停机后,防冻液的温度下降,冷却系统内的压力也随之降低。当压力降到大气压力以下出现真空时,真空阀开启,补偿水桶内的防冻液部分地流回散热器,可以防止散热器被大气压力压坏。 在无膨胀水箱的冷却系中,压力盖装在散热器上水室的加注口上,无膨胀水箱的冷却装置在安装规划时散热器上水室的加注口要高出发电机出水口的尺寸至少50毫米;在有膨胀水箱的冷却系中,压力盖装在膨胀水箱的加注口上。压力盖开启压力通常有0.5bar、0.7bar、0.9bar、1.05bar四种,应根据操作地区海拔高度购买,以补偿由于海拔高度上升导致的大气太力下降。讲解压力盖的开启压力为0.5bar~0.9bar,在高原地区操作时为1.05bar。同时,压力盖应带一个真空阀(即空气阀),线kPa。由于水箱宝经外溢和冷缩后,系统内将出现负压,外界空气可通过真空阀进入散热器或副水箱,使装置内压力与外界大气接**衡,这样对管路、密封垫及散热器等起到保护作用。如果发电机组在高原运转,则由于海拔高,冷却水的沸点减小,更需要采用压力盖。否则,要发生早期沸腾,发电机无法正常作业。 冷却装置除了对发电机有冷却功能外,还有保温的功用,由于过冷或过热,都会影响发电机的正常工作。这个流程详细是通过节温器实现发电机冷却装置大小循环的切换。什么是冷却系统的大小循环?可以简易理解为,小循环的冷却液是不通过散热器的,而大循环的防冻液是通过散热器的。冷却装置能根据当前的冷却液温度,实现系统的大、小循环,实现冷却强度的自动调整。 原理如图9所示。水箱宝温度过低时,柴油发电机需要一个暖机步骤,此时节温器关闭,冷却液循环路线:水泵—缸体、缸盖水套一缸盖水套出水管一节温器一水泵。由于不经过散热器,冷却液温度上升速度快。 机理如图10所示。当冷却水温度偏高时(80℃以上)时,节温器打开,防锈水循环路线:水泵—机体、缸盖水套—缸盖水套出水管—节温器—散热器—水泵。因为经过散热器,防冻液将从机件吸收的热量散发到大气中,有效地控制了柴油发电机温度。 在进行发电机冷却系统的管路连接中,对发电机和冷却装置散热器之间的连接管路,应确保其线路尽量为直形,尽量避免或减少弯曲,以确保装置运行中散热器中空气的排出;此外,对系统连接管路的选择设置,应尽量确保其管路具有较好的柔性,能够对发电机和装置散热器之间的相对运动及其性能要求高效适应;对发电机和散热器之间的距离设置相对较远,从而致使其管路连接相对较长的情况,应在管路布设中尽量沿着水流的方向向上合理翘起,尽量避免水平或者是呈凸形部署的情形发生,从而对系统管路的连接效果产生危害。通常情形下,进行冷却装置的管路连接中,对连接管路多会选择胶管或者是金属管,对金属管管路则需要增加胶管接头,且金属管伸入胶管接头的长度应超过50mm,而购买胶管作为管路的设计状况中,要求其管壁厚度在5mm以上;对管路连接距离较长的情形,还需要在中间进行固定支撑搭设运用,其支撑距离一般控制为500mm。 总之,冷却装置在发电机运转的良好性能支持以及整体性能增强等方面,都具有十分重要的功能和影响,并且良好的冷却系统规划和运行,能够对发呆安机组运行中的有关事故问题进行高效避免。尤其是随着发电机性能不断优化和提升,受涡轮增压器的应用影响,其发电机在发电机组运转中的热负荷增加更为明显。柴油柴发机房工程规划主用参照代号
作为机构构造部分的特定项目按该机构的一方面或多方面相对于系统的辨识符,叫参照代号。为方便熟悉柴油发电机组系统、装置、装备的总体用途和结构层次,辨认文体内项目;同时,为便于查找、区分各种图形符号所表示的元件、器件、设备和设备,在电气图和相关文件上采用参照代号标注在图形符号旁,以便在图形符号和实物之间建立起比较明确的对应关系。参照代号应是惟一地标识所研究的机构内关注的项目。参照代号常用的有单层参照代号和多层参照代号。 国家标准GB/T 5094.1—2002(idt IEC 61346—1:1996)、GB/T 5094.2—2003/IEC 61346—2:2000已发布实施,GB/T5094—1985已作废,依据GB/T5094—1985编制的行业标准及国家建筑标准规划00DX001中的“项目种类的字母代码”应停止操作。本文通过摘录GB/T5094—1985“表1 项目种类的字母代码表”和GB/T 5094.2“表1按功用或任务划分的项目类别及字母代码”并进行比对,针对00DX001《建筑电气工程设计常载图形和文字符号》中“项目种类的字母代码”提出修编建议的“参照代号字母代码表”,供读者应用现行国家标准GB/T 5094时参考。 国家标准GB/T6988.1—1997《电气技术用文件的编制第1部分:一般要求》(idt IEC 1082—1:1991)第4.7.1条规定了应按照GB5094操作项目代号和端子代号,2002年8月5日发布的国家标准GB/T 5094.1—2002《工业系统、装置与装置以及工业产品结构原则与参照代号第1部分:基础规则》(idt IEC61346—1:1996)将“项目代号”改为“参照代号”,并在“附录E”中警示“待GB/T5094.2发布后”GB/T5094—1985“表1项目种类的字母代码表”“作废”。国家标准GB/T 5094.2—2003/IEC61346—2:2000《工业装置、装置与装置以及工业产品组成原则与参照代号第2部分:项目的分类与类别码》于2003年6月5日发布,2003年12月1日实施。即电气技术用文件的编制应操作项目代号和端子代号,依据GB/T5094—1985编制的行业标准的项目代号及建设部批准实施的国家建筑标准布置00DX001《建筑电气工程设计常载图形和文字符号》中“项目种类的字母代码”亦应停止操作,并需重新修编。 项目代号(Item designation)是用以辨识图、图表、表格中和装置上的项目种类,并提供项目的层次关系、实际位置等信息的一种特定代码。 完整的项目代号包括四个代号段:高层代号、位置代号、种类代号和端子代号,各代号段的前缀符号分别是=、+、-和“:”。高层代号表示系统或装备中任何偏高层次项目的代号;位置代号表示项目在组件、装备、装置或建筑物中的实际位置的代号;种类代号是用于辨识项目种类的代号;端子代号是用以同外电路进行电气连接的电器导电件的代号,同项目中的功用无关。每个代号段的字符都包括拉丁字母或阿拉伯数字,或者由字母和数字构造。种类代号由字母加数字组成较为多发,国家标准GB/T5094—1985仅给出了种类代号的字母代码,前面加上前缀符号“一”;其后加上项目规定的数字便构造完整种类代号。项目种类字母代码可由一个或和几个字母组成。如采用多个字母构成字母代码,字母00DX001是按照GB/T7159—1987《电气技术的文字符号制定通则》的规定确定的。 国际标准IEC61346—1由IEC第3技术**《文件编制与图形符号》的3B分**《文件编制》和国际标准化组织(ISO)第10技术**《技术制图产品定义与有关文件》共同编制,显然更具权威性。现行国家标准GB/T 5094等同IEC61346标准,由四部分组成,即GB/T 5094.1“第1部分;基本概念;GB/T 5094.2“第2部分:项目的类型与类型码, GB/T 5094.3“第3部分:运用导则;GB/T 5094.4“第4部分:概念的说明,上述标准均已发布实施,原有国家标准GB/T5094—1985已废止。 参照代号(reference designation)是作为装置结构部分的特定项目按该机构的一方面或多方面相对于装置的识别符。用于辨识项目,以便把不同种类的文件中项目的信息和结构机构的产品关联起来。参照代号由前缀符号和三种代码的一种构造。 参照代号三种代码分别是字母代码、字母代码加数字、数字。参照代号由前缀符号和三种代码的一种构成。参照代号的前缀符号的字符“=”表示项目的功用面“-”表示项目的产品面“+”表示项目的位置面。 字母代码可以表示项目、表示项目种类。种类的字母代码应把项目类别而不考虑项目在特定状态下如何操作。表示项目种类的字母代码应按GB/T 5094.2—2003/IEC61346—2:2000选定,见表2。 国家标准GB/T 5094.1—2002规定了“字母代码可以包含若干个字母”;GB/T 5094.2—2003规定了为了对项目进行更具体的说明,可以规定子类,即参照代号的字母代码可以是多字母。在GB/T 5094.1—2002还规定了“在会有多个字母代码中,第二个(第三个等等)字母应是第一个(第二个等等)字母所代表的种类的子类代表。,其规定表明了各字母之间应有从属关系。故而多字母参照代号通常第二个(第三个等等)字母可采用GB/T 5094.2表1中的分类的字母代码。基础参数是进行工程电气设计的依据,建筑电气设计理论是设计基本。要做好建筑电气布置没有什么“秘诀”,只有扎扎实实地打好基础,学习好建筑电气设计理论,练好基本功,才能在遇见问题时,获得正确排除问题的方案,发现复杂的问题里面所包含的简单规律,这也是电气工程师成长的必由之路。柴油柴发机房的火灾原因和防火规范
高层建筑室内柴发是高层建筑的重要装置房,是安全供电心脏的重要结构部分,特别是产生突发事件时,是维持整个建筑一系列设施正常运转的关键设备;同时又因为其火灾种类较多,装备昂贵,故它的消防技术和安全**导致设计者和有关部门的高度重视。 柴发在建筑楼层中操作,出于防火、消防安全需求,对供电的安全可靠性提出了的严格的要求。柴发机组作为常备用电源,在放置操作的时候,需做好消防办法,规范布置机房。对于柴油柴发机房而言,它具体安装了发电机组、电气装备和供油设施,它可能出现下列几种火灾: 供油系统的输油管路、容器泄漏或火灾时遭到破坏,油类流淌到地面,接触到发热烟气或明火而燃烧。 针对高层建筑室内柴油油机房的消防要求,《高层民用建筑布置防火规范》(GB50045-95 2005年版,以下简称《高规》)7.6.6.1条是这样规定的:“宜设自动喷水灭火系统”,其条文说明是“可以采取水喷雾灭火系统”。因为条文和条文说明的描述不一致,同时一些消防管理部门对此作出了特别要求,此外在某些建筑工程中,布置采取了突破规范的消防设施,这些都致使了各方面的关注,也出现了诸多的争议,归纳起来有下列几种不一样的理解和做法: 1、该当以《高规》7.6.6.1条文“宜设自动喷水灭火机构”为准,条文说明中“可以采取水喷雾灭火装置”不算。 它涵盖了普通自动喷水灭火机构、雨淋装置、水幕装置、水喷雾灭火装置等,它是上述各种的统称,条文说明中具体指出了采用水喷雾灭火装置”,应以条文说明为准。 既然是条文规定“宜设自动喷水灭火装置”,条文说明又说“可以采取水喷雾灭火机构”,在规范用词说明中,“宜”或“可”表示稍有选用,故上述两种系统都可以采用。 《高规》4.1.3.4条,柴油油机房设计在高层建筑和裙楼内时,应设置火灾自动报警机构和除卤代烷1211、1301以外的自动灭火装置。从这条规范可以看出,对于高层建筑室内柴油油机房的消防,法规并不限制在一定要以水为介质的自动灭火机构,亦可以采用气体消防系统。 高层建筑内通常都设有自动喷水灭火系统,其供水设施是现成的,经济方便。自动喷水对固体表面火灾的功用详细有冷却、控火、避免火灾蔓延,但对于发电装备、电器装置可能出现影响。如正在工作的发电机组出现火灾,其温度很高,突然喷水,因热胀冷缩效应,可能出现爆裂而受损;电气设备经水喷淋后,可能失去正常作业的功用。另外,水无法扑救电气火灾和可燃液体火灾。 水喷雾灭火装置,是由自动喷水灭火机构派生出来的一种自动灭火系统。通常情形下,它可以和自动喷水灭火机构共用供水设施。它的灭火性能和灭火效果是: (1)冷却用途:具有巨大表面积的水雾滴能吸收大量的热量并迅速汽化,使燃烧物表面温度骤降,导致热分解中断而中止燃烧。 (2)窒息用途:水雾滴受热后汽化成比原体积大的多的水蒸气,使燃烧物周围空气含氧量减少,燃烧因缺氧受到抑制或中断。 (3)乳化作用:柴油油机房通常采用闪点大于60℃且不溶于水的柴油,当水雾滴喷射到正在燃烧的液体表面时,因为水雾滴的不断冲击,在燃烧液体表面形成搅拌作用,造成不燃性的乳化层,使燃烧中断。 (4)电绝缘性能:离心雾化型喷头喷射出来的雾状水滴是不连续的间断水滴,具有良好的绝缘性能,不仅可以扑救电气火灾,而且不导电。 《水喷雾灭火机构设计规范》(GB50219-95)1.0.3条指出,水喷雾系统可用于扑救固体火灾,闪点高于60℃的液体火灾和电气火灾。 《气体灭火系统规划规范》(GB50370-2005)3.2.1条,气体灭火装置实用于扑救下列火灾:对比以上几种灭火设施的灭火性能和柴油油机房火灾种类,高层建筑室内柴油发电机房应选择水喷雾灭火机构或气体灭火系统,普通喷水灭火机构不能扑救电气火灾和可燃液体火灾,故不能作为高层建筑柴油柴发机房的灭火机构。柴油发电机喷油提前角调整的原因和原理
柴油发电机具有容量范围大、经济性好、可靠性高等特点,因而在发电机组、工程机械、发电机组、发电机组等各种机械装备中有着广泛应用。对于柴油发电机而言,供油提前角(指柴油泵开始压缩燃油时活塞所处的位置,并用主轴的转角表示)的大小直接影响柴油发电机的性能,如果供油过早,将提前形成可燃混合气并点火,造成柴油发电机工作粗暴或敲缸;如果供油过迟,混合气在活塞从上止点下行时才开始燃烧,会造成柴油发电机供电不足并危害排放指标。因此,柴油发电机的供油提前角设定十分重要。喷油提前角的概念是指喷油嘴开始喷油至活塞到达上止点之间的主轴转角。而较佳喷油嘴提前角是指在转速和供油量一定的条件下,能获得较大容量及较小燃油消耗率的喷油提前角。目前,通常的供油提前角调节主要是冒油法进行,在转动飞轮盘的同时,由人工观察柴油泵高压油管出口位置,当有冒油状况时,认为此点为供油起始点,并以此作为供油提前角的设定依据。但这种做法不但不方便,而且人为误差较大。因此,精确检修燃油泵的泵油起始点,消除人为观察的误差,成为准确调节供油提前角的关键问题。大部分柴油在上止点以后,活塞处于下行状态时燃烧的,使较高工作压力减少,热效率显著下降,发电机动力不佳,排气冒白烟。供油提前角过大时,燃油是在汽缸内空气温度偏低的情况下喷入,混合气形成要素差,燃烧前集油过多,回引起柴油发电机作业粗暴,频率不正常和无法启动;过小时,将使燃料产生过后燃烧,燃烧的较发热度和压力下降,燃烧不完全和供电不足,甚至排烟排黑烟,柴油发电机发烫,致使动力性和经济性减少。柴油发电机根据其常载的某个供油量和转速范围来确定一个供油提前初始角,其角的获得,可通过联轴器或转动柴油泵的壳体来进行微量的变化。因柴油发电机转速变化范围较大,还必须使供油提前角在初始角的基本上随转速而变化。因此发电用柴油发电机多装有供油提前角自动调节器。喷油提前角是指柴油开始喷入汽缸的时刻相对于主轴上止点的主轴转角,而供油提前角则是燃油泵开始向汽缸供油时的主轴转角。显然,供油提前角稍大于喷油提前角。由于供油提前角便于查验调节,所以在生产单位和使用部门采用较多。喷油提前角需要复杂而精密的仪器方能测量,因此只在科研中运用。也就是说,柴油发电机的喷油提前角(供油时间)是通过调节柴油泵的供油提前角来实现的。整体式燃油泵柴油发电机的总供油时间一般以喷油泵第一缸供油提前角为准,调节整个燃油泵供油提前角的办法是改变喷油泵凸轮轴与柴油发电机主轴间的相对角位置。为此,燃油泵凸轮轴一端的联轴器通常是做成可调节的一种联轴器的构造。联轴器具体有两个凸缘盘组成:装在驱动齿轮轴上的凸缘盘和装在柴油泵凸轮轴一端的从动凸缘盘,两凸缘盘间用螺钉连接。驱动凸缘盘安装螺钉的孔是弧形的长孔。松开固定螺钉可变更两凸缘盘间的相对角位置,从而也就变更了整个柴油泵的供油提前角。将喷油泵从柴油发电机上拆下后再重新装回时,可先将燃油泵固定在柴油发电机缸体上的柴油泵托架上,再慢慢转动主轴,使柴油发电机第一缸的活塞位于压缩行程上止点前相当于规定的供油提前角的位置,然后使喷油泵凸轮轴上与柴油泵壳体上相应记号对准。再拧紧联轴器的固定螺钉。多数柴油发电机是在标定速度和全负载下通过试验确定在该工况下的较佳喷油提前角的,将燃油泵装配到柴油发电机上时,即按此喷油提前角调定,而在柴油发电机工作流程中通常不再变动。显然,当柴油发电机在其他工况下运行时,这个喷油提前角就不是较有利的。对于转速范围变化比较大的柴油发电机,为了增强其经济性和动力性,希望柴油发电机的喷油提前角能随转速的变化自动进行调节,使其保持较有利的数值。因此,在这种柴油发电机(特别是直接喷射式柴油发电机)的喷油泵上,往往装有离心式供油提前角自动调节器。调整作业开始前,先将柴油发电机喷油泵的进油管与本装备的进油接头连接,将柴油发电机柴油泵的回油管与本装置的回油接头连接,然后将柴油发电机燃油泵的高压油管与本装备的感应器转接头连接。然后按照供油提前角调整所规定的工序盘车,排空油管中的气泡后开始供油提前角调节工作。缓慢盘车至柴油泵的喷油起始位置时,液面波动传感器会立即感应到高压油管内的液面变化,并将信号送入检验控制盒,机构控制供油小型发电机组停止向喷油泵供油。此时,柴油泵的喷油起始点精确找到,可以按照供油提前角调节工序进行后续操作,本设备的检测工作完成。通过供油小型发电机组提供燃油,可以免于起动柴油发电机供油泵、减小油管转接工作。液面波动传感器的操作,可以精确检查喷油泵的泵油起始点,大大减轻了以往人为观察判定带来的误差。第一缸是否在压缩行程,可按以下步骤预判∶一是观察第六缸进排烟门均打开时,第一缸活塞处于压缩上止点位置;另一办法是拆下燃油泵边盖,观察第一缸柱塞是否开始顶起,顶起为即将喷油。发电机发动后,视状况进行喷油早晚的微量校正。在运转中,如感觉供油时间不合适,可松开联轴节凸缘接盘连接头上的紧固螺栓,移动驱动盘与联轴器的相互位置。顺时针转动提前器(从发电机前端看),供油提前角增加,反之则减小,进行适当调整,最后再拧紧固螺栓。柴油发电机容量选型计算公式
摘要:康明斯发电机组是指由柴油发电机作为动力进行发电的装置,很多状况下用户不清楚柴油发电机功率无法代替发电机功率的,由于柴油发电机使用时候有容量损耗这一说。其实容量要素0.8是行业中公认的计算比例,意味着100kw柴油发电机在安装到机组中作为动力的时候,大约能发电输出功率为80kw,而一部分动能由于带动发电机消耗掉了。因此,康明斯发电机公司在选型柴油发电机组的时候应该以发电机额定容量为装置基本功率,而无法以柴油发电机容量为基准,柴油发电机功率仅仅用于在选取步骤中的一项评价指标。 例如:某些非授权供应商会把柴油发电机功率作为发电机组容量来误导用户,柴油发电机100kw就能发电100kw这样的机器是不存在的,作为备载电源,柴油发电机也是有后备容量的,较大负荷下柴油发电机无法长时间运转,通常只能用1小时,于是发电机组有了1小时容量与12小时容量的说法。不管您是备载还是常用,柴油发电机功率肯定是大于发电机的(通常行业准则中比例为10~20%),只要有足够的容量,发电机才能负载运转。 装配发电机组前,康明斯发电机公司要根据安装规范来设计如何装配。● 机组噪音符合《城市区域环境噪音标准》(GB3096-93)、《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90);● 电气装配符合《国家电气装配规范》(GB50055-93/JGT16-92); 康明斯可以使用具有专业的计算软件以帮助客户进行正确的发电机组选择,有关该软件的主要信息请与康明斯当地代理联系取得。为了更好地理解软件里所操作的公式、计算及一些相关联的因素,请领会以下一些在发电机选用时必须考虑的内容: 一台发电机组是由发电机和发电机构造的,然而由于其各自的性能和特点的不一样,于是在成套发电机组后,把它们作为一个系统来整体考虑是非常有必要的。其公式如下: 举例:对于一台备用额定容量1000kw的发电机组(即P=1000),在连续运行的24小时内,800kw运转机了13小时,900kw运行了1小时,1000kw运行了1小时,500kw时运转了6小时,300kw时运行了3小时。 康明斯发电机组的容量分为备用功率、常用容量和连续功率。定义如下: 典型应用:建筑物的后备电源(如上述例题中所述的运行工况)● 在全部的运转周期内,发电机组的负荷是变化的,并且总的负荷要素不超过70%每运转12小时允许超载10%运行1小时 典型运用:与大电并机运行调峰、热电联产等●在100%恒定负荷不限小时数持续运行,或者在变化的负荷下运转,总的负载条件70-100%。 典型应用:发电站及与电网并机运行、基载运转模式、热电联产等 在进行发电机组选择及计算时,必须清楚地了解发电机组的实际应用及可能的运行负荷情形,准确选取按以上容量定义的发电机组。 当海拔高度超过1000m时,每超过100m将会使输出无力1%。具体有关的修正值请与Cummins代理联系。 当发电机的进风温度超过40°C时需要对输出容量进行修正。 盐雾或其它腐蚀性的元素会破坏发电机绕组的绝缘而致使发电机的事故,在这种环境下工作的发电机在制造时需要对绕组进行特别防护。 除非发电机完全密封,否则潮湿的空气会在发电机上凝结露水,运转中的发电机组因为机器温度的升高和空气的流通可以避免凝结水的形成。当在高湿度的环境状况下,当机器处于停机状态时,建议在发电机上加装一个防潮加热器以使温度高出环境温度5℃。 通过冷却风扇带入的灰尘(如铁屑、沙子等)会伤害到发电机,造成短路。同时这些灰尘堆积到一起也容易吸收空气中的水份而使发电机受潮。如果发电机在这种环境中工作,一般需用加装发电机的进风过滤设备,制造厂可以提供这些装备供选购。 任何时候,当对在稳态运行中的发电机组进行加载或卸载时,发电机的转速、电压和频率都会产生一个瞬时的变化,然后又恢复到稳态运行状态。这种变化的幅度取决于瞬时加载的有功和无功功率大小,同时也与发电机电压调节器的设定、发电机的总容量、动态特征、装置中其它负荷性质有关。通常的工业运用可以接受30%的瞬间电压降,但有些敏感性的负荷只可接受比较小的瞬态电压降(如备用电源,医疗装备,变速器等)。 不同的国家具有不同的此类标准,有些行业可能要求发电机组能接受一步加载100%的能力。ISO8528-5规定了瞬态反应的标准,共分4个性能等级,如下表: 在发电机组选用时,必须考虑加载程序及其瞬态的响应能力,大多数的涡轮增压带中冷却器的四冲程发电机都无法接受一步突加100%的负荷,所以请确保所选取的发电机组能满足实际应用中负荷的需求,图2所示是ISO528-5-G3要求的发电机组加载能力,根据发电机的BMEP及现场的负载大小可得知加载的措施和次数。 注:当系统可承受的瞬间频率和电压降没有特别要求或符合NFPA 110标准时,康明斯发电机组可承受100%负载一次投入。 首先,通过TMI找到发电机的BMEP(Brake Mean Effective Pressure)值,单位为Bar或Psi如果负载的大小位于“First Load Step”曲线以下,则可以一步完成这个加载流程。例如:1000kw的发电机的BMEP为16.42Bar,可以查到发电机可以一步加载的最大功率为50%左右的额定容量(即500kw),瞬间的电压、频率变化和恢复时间等参数符合ISO8528-5 G3的要求。 电压调整器是决定电压/频率变化和恢复时间的一个重要部件。在当负载增加时来维持发电机电压于一个恒定的值。 对于非并机运行的发电机组,在接到起动信号后,要在10秒内完成起动并达到额定的速度,同时具备带负荷的条件,必须做到如下: 注:不一样的环境温度可能会需要不一样的蓄电池类型。② 如果是空气启动方式,则必须具有足够的压缩空气和较小100psi(689.5kPa)的压力2.燃烧空气进气温度至少应为21°C(70°F)。 线性负荷是指电流和电压加上负荷后波型呈正弦波,包括: 电流和电压的波型为非正弦波的负荷为非线性负载,详细包括:◇ SCR系统运用于直流马达,交流变频驱动(VFD)等,一般SCR装置需要大功率的发电机,直流马达的速度变化会致使发电机输出容量因数的变化。◇ 成型绕组的线圈可以供应更高的机械支撑强度,以承受由于SCR负荷导致的浪涌电流对线圈的冲击,并且较低的发电机温升也可补偿因为SCR负荷发生的热量。◇ 由于发电机组是一个有限容量的电源,SCR会致使发电机的电压和电流波形失真严重,电流的波形失真会致使装置装置的谐波共振,并使马达和发电机的线圈发热。◇ 当SCR负荷容量不超过柴油发电机组容量的66%时,可确保发电机组正常运行和防止因为谐波使发电机偏热。◇ 备用电源能在电力中断时供应其储存的电力,发电机的大小必须满足备用电源的容量,而不是备用电源所带的负载容量。◇ 电焊机会导致发电机的电流变化不稳定,这种电流的波动会使电压波形失线所示),当操作电焊负荷时可能需要对发电机的容量做较大的修正。 非线性负荷会产生谐波电流而引起发电机的波型畸变,单相的非线性负载一般会发生较高的三次谐波电流,从而引起较高的对地电流。2/3节距的发电机由于低的零序电抗,可以降低电压的波形畸变。(1)如果单相负荷加于一个三相发电机上,除非平均分配这一单相负荷于每相上,否则会导致发电机三相电压的不平衡,当三相电压的不平衡度超过2%时,可能对一些要求特别高的负载会有一些影响,或者使正在满负荷运转的马达容易太热。柴油发电机曲轴同心度的检修与调整
摘要:曲轴在分解和组装后都必须检查其同心度,分解前检测具体是为了掌握情况,以便于维修。安装后检测具体是为了验查装配质量。在正常情况下,分解后的主轴,若按各种技术数据把主轴的各个部件装回原来的位置,每个曲柄的两个端面都保持清洗光滑,且每个螺栓按技术使用手册规定的功率上紧,其同心度能够符合技术指标。 曲轴是柴油发电机中非常重要的零配件之一,用于将活塞和连杆传来的气体力转变为转矩输出,以驱动与其相连的动力工具,如飞轮和前端皮带轮等,此外还驱动柴油发电机本身的配气装置及其各种运动附件。因此可以说主轴的旋转是柴油发电机的动力源,也是整个机械系统的源动力。曲轴的基础构成由每个曲轴由主轴颈(安装在主轴承部位)、连杆轴颈(与连杆大头相连部位)、曲柄及平衡铁所组成。 主轴运行中,主轴颈与轴瓦、连杆轴颈与连杆大头瓦之间因为相对运动而发生损伤。根据曲轴的工作特性和失效特征解读可知,损伤是主轴的详细失效形式[],主轴的曲轴颈和连杆轴颈都存在不同程度的磨耗。连杆轴颈的径向不均匀磨损会引发连杆轴颈轴向的不均匀磨损,可引起连杆轴颈成锥形,主轴颈的不均匀磨损会降低主轴颈的同轴度,往往造成曲轴的断裂,也会使轴颈表面发生擦伤和烧伤情形。曲轴连杆轴颈的磨耗量可通过圆度误差和直径大小来确定。 若不按规定装配曲轴,则会导致同心度过量,当同心度超过技术说明书规定的极限值时,装配后的柴油发电机在运转时,就会工作不稳定,严重时会造成主轴折断的事故。主轴安装后出现不同心的具体要素是各个曲柄两端面不平整或各个螺母功率不一致所造成。主轴同心度的检查方案如下:2、用百分表抵在中间轴承外圈上慢慢转动曲轴,观察百分表的指针读数的变化情形,百分表的较大摆差就是该曲轴的径向较大跳动量。3、普通柴油发电机主轴的径向跳动量要求小于0.08mm,康明斯系列柴油发电机要求小于0.14mm。若超过极限值,可用旋松或扭紧贯穿两个曲柄的长螺栓来调整主轴同心度的偏差。验看前需清洗主袖承座孔,并以规定功率紧固轴承盖。检查仪以前后两轴承座孔定位,心轴可沿两个定位套滑动或转动。验查时,将心轴沿轴向移动,测量触头在不同座内所测数值即为各座孔相对煎后两座孔的同轴度。国家际准规定:凡能用减磨合金补偿同轴度误差的.以气缸体两端主轴轴承座孔公共轴线为基准,听有主轴轴承座孔同轴度公差为必0.15mm ,无上述仪器时,主轴承座孔的同轴度误差也可用检修杆(可用杠杆代替)和塞尺来检测即将检测杆插入座孔中,用塞尺测出各座孔与检验杆之间的间隙值即为同轴度误差值。 同心度其实是同轴度的一种特殊形式,往往不单独列出,所以其标注符号与同轴度是一样的。两者的不同在于,同心度的基准条件为圆心点,而不是轴线所示,图中的形体控制框中的内容表示的是标示箭头所指的圆柱轴线,必须位于以基准圆心点为圆心、直径为0.05mm的圆中。而同轴度基准A位于直径标注线上,意味着基准条件为回转体的轴线。标示箭头所指的圆柱轴线,必须位于以基准轴线A为轴线。 在曲轴同心度的调节中,当中间两个连杆轴颈旋转到上方位置时,如果百分表读数较大,说明主轴向上弯曲,这时应拧紧长螺栓;反之,若百分表读数很小,说明主轴向下弯曲,这时应旋松长螺栓。要求长螺栓的拧紧力矩不得小子120N·m,较大不超过250N·m。在一般情况下,曲轴经过上述调节后,可以达到规定的技术要求。但若经调节仍然达不到技术要求时,应对曲轴重新进行分解检查。柴油发电机并列供电负载均衡分配的条件
摘要:康明斯发电机组并联后每台柴油发电机组的负载分配器,同时投入作业,各自调整自已的转速,使其两台康明斯发电机组的容量平均分配,其作业机理,就是根据本柴油发电机组的输出容量的大小(即电流的大小),自动调节机组的速度,使其负荷平衡。 发电机并联供电的原理电路如图1所示,由图1可得如下两个方程式:I——是负荷总电流。 由此可得I1和I2的表达式: 两台发电机负载分配的均衡程度,可用两台发电机的电流差表示: (公式3),(公式4),(公式5)三式是发电机负荷分配的基础表达式,从这三个公式可以看出,只有在U1=U2和R和I2始终相等,各为总负载电流的一半,即: .....................(公式6) 或者说两台发电机的电流差DI总等于0。 如果把调压器对负载分配的危害考虑进去,那么发电机电压随负荷变化的状况,将由调压器调节下的发电机外特征决定。因为调压器的坡率性不可能完全相同,于是在调压器调节下,两台发电机的外特性也不相同。 并列机构构造如图2所示,要使两台发电机负荷分配均衡,必须同时备下面三个条件才能实现: 如果负载分配不均衡,设I1I2,则A,B两点电位不相等,所以就有电流自B点经过Weq2和Weq1流向A点,产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中,均衡线圈磁势与作业线圈磁势方向相同,使调压器铁芯合成磁势提升,调节点电压U1降低;输出电流小的发电机调压器,均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反,使铁芯合成磁势减弱,调整点电压U2升高。结果原来输出电流大的发电机输出电流I1减少,原输出电流小的发电机输出电流I2增大,使负荷分配趋于均衡。 可见,均衡线圈减轻电流差的实质是将与电流差有关的信号反馈到调压器的检测电路,借以改变调整点的电压,从而提升负载分配的均衡性。2、晶体管调压器采用均衡电阻提高负载分配的均衡性 以JTY-12型晶体管调压器为例,调压器电路中,R24为均衡电阻,阻值较小为10W。两个均衡电阻的一端接于发电机负端A,B两点,为了取出电流差信号,发电机负端是通过负极电阻接地的。 设由于某种原因造成发电机负载不平衡且I12,此时jAjB,若均衡电路接通,均衡电阻上的压降IeqR24使第一台发电机的调压器敏感点的电压Ua升高,励磁控制电路晶体管的导通比减少,平均励磁电流降低,发电机电压U1减少,输出电流I1降低;第二台发电机的调压器敏感点的电压Ua2减少,励磁控制电路晶体管的导通比增大,平均励磁电流增大,发电机电压U2升高,输出电流I2增大,较终使得电流差DI=I1-I2 可见均衡电阻均衡负载的基本原理是:将敏感到的电流差信号,反馈到调压器的检测电路,借以改变检比电路输出的偏差信号,使功率管的导通比改变,发电机调整点电压改变,从而使电流差减轻,达到均衡负荷的目的。这与炭片调压器中均衡线圈均衡负荷的机理是相似的。 上述发电机的空载电压Uo,正线电阻R+和调压器的坡率系数K直接影响着负载的分配,此外,还有一些条件则是通过以上几种数据间接影响负荷分配的,如激磁电路电阻,发电机正极至反流割断器“F”之间的线路电阻等,这里不再浅聊。 并联柜(俗称并列柜)是专门用于康明斯发电机组并车运行监控的电子设备。在早期提出柴油发电机组并机运行的需求时,就是采用专门的并列柜,实时测试机组的相关参数并反馈调控各并车工作中的机组的运行状态,来达到并机运行要求的。随着电子技术、动态控制理论及机械制造技术的进步,现代并机柜已经是高度自动化的性能优良的电子装置。它不仅能监控同类型、同输出功率的柴油发电机组的并联,而且还能实现不一样规格、不同输出功率的机组的并列运转,还可以将康明斯发电机组并入大电网上运行。 并列装置的作业机理如图3、图4所示。1号、2号康明斯发电机组起动后,分别通过各自的信号线将本机的相序、频率、瞬时电压、瞬时相位、波形等参数送入同步监控及显示单元。在这里第一条流程就是鉴别参与并联运行的各机组输出的三相线电压是否相序对应一致。这也是整个系统的开关,只有一致了,下面的过程才可运行,否则就会报警开指示错误。其它的参数经过该单元的调理、运算并与设定的标定参数相比较;对于还未达到并车因素的数据,则同步监控及显示单元会给出相应的误差调节信号,通过B1、B2两条信号线送至相连接的*监控系统及自动负荷分配单元。该单元综合整个系统的运转参数得出调控参量,再通过各机组的自动同步单元去调控柴油发电机组的相应机构,使其相关运行数据解决误差。一切符合并列条件后,同步监控及显示单元即通过C1、C2两条信号线向自动空气开关发出闭合指令。各发电机组的三相电在母排上汇合,共同向负载供电。同步监控及显示单元实时显示已并车运行机组的一致的数据;如电压、电流(均以有效值表示)相位、相序(常以指示灯表示)、有功功率等。 并机运转的机组在实载运转的过程中,各机组电力输出线上的容量取样单元将电压、电流、有功容量和容量因数实时送入中央控制器及自动负荷分配单元。这些信息经过解析、运算后,求出即时的有功容量和无功功率,以及与其它机组的申央控制屏及自动负载分配单元的相关数据进行比较后的差别量,一起送入各自的自动同步单元。核单元将这些差别量变成控制柴油发电机速度和同步发电机励磁电流的等值信号,从而使康明斯发电机组的运转数据得以相应的改变,达到各并联运转机组对有功功率和无功功率平均分配的目的。 现代柴油发电机组的用户大多强调供电的可靠性,于是在采用备用电源并联冗余运行模式下,对康明斯发电机组的运行也普遍运用了N十l的冗余运行模式,以便与备用电源共同组成双保险的高可靠供电装置。在这种需求情势下,以并机板为核心的机组并联控制程序成为主流。并列板作为康明斯发电机组控制柜的一个选件,不仅体积小使用方便,更重要的是各制造代理商生产的并联板普遍采用了16位或32位的高级微清除器,集成了新的流程语言和动态控制算法,其性能比体积庞大的并机柜更为优越。同规格、规格的康明斯发电机组如果需要两台或多台并机运行,只要在各机组控制柜的后备插槽插入并车板,并连接好信号线,就可以实现自动并机运行。 并车板的控制逻辑和并车柜基本上是一样的。只是因为它的核心是高性能的微消除器,故而参数运算精度更高,调节转速更快。并列板监控并列运行的柴油发电机组的主要目标仍然是有功功率和无功功率在各机组之间的平均分配。而决定这两项关键参数的就是柴油发电机的转速和同步发电机的励磁电流。为此,并车板的参数分析,运算、控制逻辑也主要是求解出对本机的发电机速度调节和对同步发电机励磁电流调整的变化量。 综上所述,因为多种参数和因素直接或间接地危害着负载分配,所以很难使并列供电的发电机负荷均衡,但在采取均衡手段后,电流差值常可限制在规定范围内。因为除发电机空载电压不等产生的电流差不随负荷变化外,其他诸参数不等发生的电流差都随负载增大而增大,于是对负荷均衡性的要求详细着眼点是在接近额定负载时,两台发电机输出的电流无法相差太大,以免使输出电流大的发电机因过载烧毁。柴油发电机润滑油压力波动的常见原由
柴油发电机油压波动大的原因很多,若该损坏并不是机油泵本身的起因导致的。机油泵供油不足,虽能使机油压力下降,但不会来回波动。真正的原由,多为以下几点:调压阀是用来限制和维持汽缸体主油道内正常油压的,当调压阀弹簧弯曲、偏斜或折断时,弹簧与阀座孔壁碰擦,使弹簧不能随主油道内油压的变化而自由伸缩,以致阀门的打开和关闭都显得比较困难。在柴油发电机作业中,当主油道内油压升高时,调压阀打开卸压,主油道内油压下降。但由于阀座孔壁对弹簧的卡滞用途,阀门只有在主油道内油压降得很低时才能关闭。如此循环往复,必将造成主油道内油压大幅度波动。安全阀频繁开启当机油滤清器的滤清器严重堵塞时,进入到主油道内的机油量少,压力低。为防范主油道缺油而发生烧瓦故障,在机油粗滤器内设置有安全阀。当滤芯严重堵塞,使主油道内油压较低时,安全阀在压力差的功用下打开,使机油不经过过滤直接进入主油道。当主油道内油压升高,安全阀两端压力趋于平衡时,安全阀在自身弹簧的用途下又会自行关闭。故此,当安全阀打开时,主油道内油压暂时升高。当安全阀关闭时,则油压减少,从而造成机油压力表指针不断摆动。如果柴油发电机油底壳内机油面过低,或机油集滤器装斜翘出液面,或吸油管接头螺栓松动,垫片故障密封不严时,机油泵会断续吸入空气。由于空气的可压缩性大,泄漏大,从而也易引起油压波动。柴油发电机组稳速运行时,机油压力由正常值0.3-0.4Mpa突然升高,超过限压阀的限压值0.6-0.7Mpa,有时表针指向刻度外。其因由主要有:康明斯发电机组作业中,机油压力自正常值突然降至零,此时应立即停机验看,以免酿成烧瓦故障。机油压力突然消失的因由具体有:起动后进行验查,发现低速度时,油压基本正常,但转速升高后,油压出现波动情形,特别是加大节气门的瞬间波动较大。产生该故障的缘由具体有柴油发电机工作时润滑油内产生的泡沫较多旁通阀或者机油压力调节阀频繁开启。首先检查润滑油的品质,没有发现不正常情形。在验看机油压力调整阀时发现其柱塞有锈蚀状况。经阐释认为,可能是防冻液进入润滑机构后,导致调节阀柱塞锈蚀。当润滑油压力偏低时,调节阀不开启,因此压力基础正常。当转速升高后,在润滑油压力的功能下,调整阀开启,但是因为柱塞锈蚀出现卡滞状况,故而不能随着润滑油压力的变化灵敏地开启或关闭,而是间歇性地时开时关,此时会发生压力忽高忽低的情形。经熟悉得知,该柴油发电机曾发生过机油盘进水的事故。而在维修步骤中,因为不是调节阀的损坏,所以没有对其进行清洗,引起调节阀积水而锈蚀。更换调整阀柱塞,并将调节阀的开启压力调至规定值后,装复柴油发电机,作业正常。由该事故可知,平常维保中要加强对机油压力调节阀的查看,特别是柴油发电机发生水箱宝进入润滑油后,避免其工作异样而致使润滑油压力不正常的事故。柴油发电机装配品质、试验因素和测定项目
摘要:柴油发电机装配严查是一项关键的程序,用于检修柴油发电机的安装状况并记录察看结果。通过对柴油发电机的装配程序严查和试验、检测,可以确保装配作业的品质,减小潜在的问题和故障。同时对本文所述柴发机组检查项目进行记录,相当于提供和保存有力的证据,证明柴油发电机在安装流程中是否符合相关的安全标准和要求。因此,康明斯发电机服务中心在本文中为大家讲解柴油发电机组在施工场所的检查项目以及装置品质现场试验内容。(3)柴油发电机组装配稳固,地脚螺栓应采用“二次灌浆”预埋,地脚螺栓外露一致。柴油发电机组与底座之间要按设计要求加装减振设备;(4)柴油发电机组的油泵、油箱、水泵、水箱装配牢固、平直,燃油管路装配平直,无漏油、渗油现象,燃油管涂漆棕红色,管路分支部分有红色流向箭头;(7)电源线及信号电缆布放符合规划要求,不得将交、直流电源线及信号线)柴发机组监控装置正常,大电和油机切换正确无误;柴发机组主体、基座应可靠接地,配套的油箱也应可靠接地;(9)油机监控开通后,应能实现油机的自动起动、停机、自动调节输出电压、频率、故障显示及油位显示等。(11)开放式柴油发电机组应安装在室内符合规定的基础上,并应高出室内地面0.25~0.30m,外形如图1所示。移动式柴油发电机组应处于水平状态,放置稳固,其拖车应可靠接地,前后轮应设置卡住机构,外形如图2所示。室外使用的柴发机组应搭设防护棚。 (12)柴油发电机组电源必须与外电线路电源连锁,严禁与外电线台以康明斯油发电机组并联运转时,必须装设同步设备,并应在柴发机组同步后再向负荷供电。(4)可采用纯阻性负荷或容量因数大于0.8的感性负载;负载变化的等级为空载、25%、50%、75%、100%额定容量。(5)测量容性负荷时,按照柴发机组输出较大有功容量的100%配置阻性负载,并按照功率因数超前(容性)0.95配置相应的容性负荷。 除另有规定外,各电气指标均在柴发机组操作界面输出端考核。 柴油发电机组的随机附件包括散热水箱、油箱、油管、底盘、电瓶、电池导线、消音器、减震垫、三滤(空气滤芯、机油过滤器、柴油滤芯)、排烟管、波纹管、连接法兰。这些属于常规附属件,还有些定制型附属件,包括:低噪音、防雨箱、移动拖车、水套加热器、全自动控制器等。以下是对柴发机组随机附件和定制型中详细零件进行系统性讲解: 一般运用户要求而装配主回路断路器,以保护发电机组和第一级电路之间的电路,这些断路器却无法保护发电机自身。为保护发电机组,模块式和电源回路式的断路器应适当安装,构造如图3所示。模块式断路器可在各种电流额定值下得到。同时也适用直接安装在发电机组的输出盒内。电源断路器型号有125-4000安培之间的各种规格备选。模块式断路器耐用但价格贵一些。电源断路器一般安装在靠近发电机组的独立的仪表板上,而不是装在自身上,这是因为他们的体积和震动的敏感性决定的。当主回路断路器必须装配时,计划中应包括断路器类型、分励分类和额定值。 发电机的起动和发电机组控制的电池装置也许是要求较严但又较可能失效的子系统。正确的选定和保养电池和电池充电器对提高装置可靠性是非常重要的。在200kw以下的发电机组中,电池用于发电机起动和发电机组控制中。装置包括电池、电池架、后备时可用普通电源充电的浮充电器以及发电机驱动的充电机,它可以在发电机组运行时提供直流电流,同时对电池充电,充电流程如图4所示。① 当发电机组并联装配时,每台机组的电池常常是单独安装的,以给并列装置提供控制电源。并车系统的制造商应相互协商以确定发电机控制电源装置的适应性,由于电压峰值会影响一些并列控制装置,因此并联装备需要使用分离式电池。③ 装配位置应便于维修电池和防范接触水、尘埃和油污,在有地震的地方,电池架应制成特别的构成以防电池液泄漏和电池破裂。 随柴油发电机组提供的一般是铅酸电池,这是操作较广泛的电池类型,相对较便宜,在-18℃到38℃温度范围之间有良好的性能。铅酸电池该当安装在发电机组附近。铅酸电池可能是免维保式或者是大容量式。免维护式电池维保要求低但不容易监控。所有的铅酸电池都需要在操作前充电,即使是免维护电池也无法无限期地充电。大容量型电池在必要时需要添加电解液在刚添加电解液之后,电池只能达到50%的充电程度。发电机组通常随机配置的为大功率的需保养的铅酸电池。 浮充充电器能全自动的对柴油发电机启动电池进行监测和充电,当充电器监测到电池电压低于预先校准值时,会自动发出一系列电子脉冲对电池充电,在充电的步骤中,充电器继续对电池电压监测,当测定值高于合适的极限值时,充电器将停止充电,直到电池电压降到低于校准的极限值,将再次充电。如此循环。 浮动充电电压力详细影响电池正极板栅的腐蚀速率和电池内气体的排放,当电池的浮动充电压超过一定值时,板栅腐蚀进一步缩短了电池的使用年限。增加的浮充电流将导致更多的剩余气体通过排气阀排放,引起电池流失。平衡充电时,气体产量是浮动充电时的几十倍,因此平衡充电时间过长会加剧电池的流失和栅格的腐蚀,从而故障电池。 发电机组在很多运用中使用了辅助启动设备。通常自然吸气柴油发电机可以在0℃以上(不需要辅助装备)非常顺利地起动。而增压柴油发电机具有过低的压缩比,在4-7℃以上(不需要辅助装备)启动时才非常顺畅。对柴发机组而言,可选用如防冻液加热器、机油加热器等辅助起动设备。 机油加热器安装在柴油发电机曲轴箱上,所在位置如图5所示。它加热柴油发电机油底壳内的机油,便于柴油发电机在低温下起动。 为了保证发电机组在低温下能很快的启动,介绍采用防锈水加热器,安装位置如图6所示。柴油发电机缸套周边和缸盖内都有冷却水,加热器加热柴油发电机水箱宝并靠对流使柴油发电机内的冷却液全部加热。特别对自动化发电机组和备载发电机组,为了确保在10秒钟内起动,柴油发电机冷却液温应至少保持在49℃,室温保持在10℃。 消音器通常为蜂窝式工业消音器,大多工厂作为标配。柴油发电机消声器形式规格很多,目前用在柴油发电机房低噪声工程上的主要由直管式消声器和片式消声器两种。其消声性能具体与扩容控流通道形式、长度及吸声材料的性能有直接关系,直管式消声器是阻性消声器中简易的一种。 在过热、高流速燃烧废气的周期性作用下,柴油发电机的排气管系统会发生振动和热膨胀位移。当管系热膨胀位移发生的应力远超过排烟管系固定支撑处材料的强度极限,将对固定支撑造成破坏。因此,大型柴油发电机在管系布置中一般采用排气波纹管来补偿排气管系因热负荷发生的热膨胀位移,从而消除排烟管系因热膨胀位移发生的巨大应力,保证柴油发电机可靠运转。 减振垫安装于底座与水泥基础之间,起到吸收震动的功能。根据形状分为方形减震垫、碗形减震垫。减震垫的主要材料是天然胶、氯丁胶以及丁晴胶以及上下壳体,发电机组中的减震垫要求应用范围大约在25hz,柴油发电机组发出的电是50hz以及60hz,只要低于这个数值1倍左右就算达标,比较差的减震垫的材料已生胶为主,手感上无弹性、载重压缩比呈现非线性,以及表面较为粗糙,而且容易老化。 柴油发电机组各独立电气回路对地及回路间应能承受试验电压数值为表1规定、频率为50Hz、波形为实际正弦波、历时1min的绝缘介电强度试验而无击穿或闪络现象。 2、起动检测 常温条件下向自动起动机构发出自动启动指令(模拟大电市电中断供电、模拟电网市电电压下降至规定值等),观察柴发机组是否自动起动、升速、建压、合闸供电,运行1min,重复进行3次,间歇时间小于20s;柴油发电机组自动起动后,观察柴油发电机组是否自动加载;加额定负载后,观察柴油发电机组是否能在20s内带额定负载运转;检查低温启动装置的电路、管路、油路等是否畅通。 通过模拟的办法在柴发机组的控制屏上对相应的传感器输入信号接入端子给人为的闭合信号,观察柴油发电机组能否自动保护停机或告警;柴发机组应具有的保护包含:机油压力低、过欠电压、超欠速、水温高、发电机温度高、过载、短路保护、逆功率(并联时测)、过电流等。 柴油发电机组额定长行功率的连续运行试验:(1)柴油发电机组在额定工况下满载运转11h后,紧接着过载10%运转1h;(2)每隔30min记录一次功率、电压、电流、功率因数、频率、柴油发电机冷却出水(或风)温度及机油温度(在仪器板温度表上读取)、添加燃油时间等。(3)观察柴发机组是否发生停机、降功率等不正常情形;柴油发电机组铭牌上未标出额定功率数值的,发电机厂商应提供相应的常载功率数值以供测试。 柴油发电机组按0%→50%突加负荷,然后从50%→慢慢加至100%(不小于5%),最后100%→0%突减负荷,重复进行三次。取三次结果的平均值。 柴油发电机按100%--0负载突减特性测试。使用电能质量分述仪表记录波形,查看柴发机组能否保持稳定的输出,是否引起柴油发电机组保护性停机,以及是否出现频率异样、电压异常导致的电源设备的报警甚至停机。7、容性负荷能力测定(YD502新的测试方法,arctan0.95计算要求加入) 测量容性负荷时,按照柴发机组输出较大有功容量的100%配置阻性负载,并按照容量因数超前(容性)0.95配置相应的容性负载。柴油发电机组在额定工况下运转1h。每隔30min记录一次功率、电压、电流、容量因数、频率、柴油发电机冷却出水(或风)温度、机油压力和发电机绕组温度。 主要测试柴油发电站实载能力、冷热态电压变化、燃油消耗率和机油消耗率等指标。柴发机组先以额定容量带载运行2小时,紧接着以110%额定容量运转一小时,应无停机、降容量等不正常情形。运转过程中记录以下参数: 如有并机装置测试要求,则需在单机测试合格后,再进行并机性能测试。(1)模拟大电停电,观察本装置内油机是否能全部自动启动且并联成功,记录柴油发电机组从启动发出到全部油机并联成功的时间;(3)模拟并机测试自动加机减机用途逻辑验证,当负载减少到柴油发电机组退出一台柴油发电机组的要素时(通常80%),验证柴油发机电系统是否能够自动退出一台柴油发电机组,并自动停机;当负载增加到自动加另一个柴发机组时(通常85%),验证柴油发机电装置是否能够自动启动且能够并网到柴油发电机系统中实载运转;(6)模拟大电恢复,观察油机是否经过可调节的延时将所有负荷切回电网电源供电,油机在空载下运转约5分钟是否自动停机,控制装备是否自动复位,为下一次运转做好准备。 柴油发电机装配是一个复杂而综合性的程序,需要遵循一系列规定和要求。任何装配过程中的失误或疏忽都可能引起严重的后果,包括设备损坏、安全隐患和人员伤害。因此,对于柴油发电机的安装流程进行严查和记录非常重要。其中,检查记录不仅可以帮助确保装配工作的质量,还可以为后续的保养和损坏处理提供有价值的信息。通过记录柴油发电机的安装细节和验看结果,可以为日后的维护作业供应参考依据,从而提高设备的可靠性和寿命。综上所述,柴油发电机安装验看和记录,对于确保装配品质和装置稳定运行非常重要,是一个不可或缺的过程和文档。温馨警告:未经我方许可,请勿随意转载信息!如果希望领会更多有关柴发机组技术数据与产品资料,请电话联系销售宣传部门或访问康明斯发电机公司官网:柴油发电机气缸体和缸盖不平度、变形检验方式
摘要:康明斯发电机持久在高速度、大负载要素下作业,润滑不足、烧瓦抱轴等会致使汽缸体变形、开裂以及轴承座孔中心线的变化。康明斯发电机工厂在本文中以东风康明斯6BT5.9系列柴油发电机为例,细说了深圳某用户在实际操作中所产生的问题,并引荐了柴油发电机气缸体和缸盖的裂纹、不平度、变形检验步骤。 应力是造成发电机汽缸盖在使用步骤中产生裂痕和稳定性差的起因之一。在发电机运行程序中,汽缸盖会受到螺栓紧固力、燃气爆发压力以及活塞、连杆等出现的惯性力和离心力的用途,这些大小和方向都不相同的力,会使气缸盖产生轻微的弯曲和扭转,严重时甚至会产生裂痕。图1和图2分别为柴油发电机启动与停机时的应力云图。(1)使用管理不当,柴油发电机太热时,突然加冷水;或在冷态下急剧加热(柴油发电机起动后不暖机又急剧增加负载);供油时间不对,发生早燃或爆燃,造成缸盖温度偏高等,导致缸盖热胀冷缩而发生裂痕;寒冷季节,停机熄火后,马上放掉水箱宝或没有放净,使缸体和缸盖由热骤冷或因剩余防锈水而冻裂。(3)维修时,气缸盖螺栓没有按规定顺序、规定功率拧紧,或各螺栓拧紧程度不一致,造成缸盖、缸体受力不匀而产生裂痕。 内部存在过大的应力,长期在发烫高压状态下工作,内应力慢慢向外释放,造成缸盖变形。 柴油发电机长期超负载运行;柴油发电机高温状态骤加防锈水;长期使用硬水,水道内产生过多的水垢,造成散热差,尤其是铝合金缸盖,膨胀系数大,热变形大,更容易造成翘曲。 装配时缸盖螺母没按规定功率、次序拧紧,或主观的增加功率,以为密封效果好,其实这样不但增大了缸盖的变形,破坏了密封,而且缩短了螺栓的使用年限;缸盖各螺检扭紧力不一致时,往往会造成局部凸起变形;气缸套过盈量过大或台肩凸出不一致,缸盖压紧后变形。在热车状态下拆除汽缸盖也是引起缸盖变形的重要因由。严查是重点是严查平整度,以及积碳程度和配气机构的磨耗度及间隙。 首先要检测气缸体缸壁的裂纹和缸盖不平度,然后可先用堵漏剂试验,如无法解除则需更替缸体或加装薄壁干式缸套。其次,要处理排气管不通的问题——疏通或换管,才能彻底解决故障。(2)汽缸盖变形∶下平面表面较大变形为0.05mm,进气歧管(或排气歧管)侧平面为0.10mm,排烟歧管侧平面为0.10mm。(2)用铲刀铲除汽缸体上平面(或汽缸盖下平面)和气缸盖下平面上气缸垫残余黏连物、气缸盖两侧的进气和排气接口平面上的残余黏连物。(4)放入清洗盆中,用煤油清洗气新缸体上平面、气缸盖下平面和汽缸盖两侧的进气和排气接口平面。(1)用一只手轻轻将刀刃直尺的锐角靠在气缸体上平面(或汽缸盖下平面),如图4(a)/(b)所示,另一只手用塞尺内0.05mm的检测片向刀刃直尺和汽缸体上平面(或气缸盖下平面)的缝隙中试插。(2)如果用0.05mm的测定片不能或很难插入刀刃直尺和汽缸体上平面(或气缸盖下平面)之间的缝隙中,则说明此测量点的变形量没有达到较大值,然后更换位置检验刀刃直尺和汽缸体上平面(或汽缸盖下平面)之间的其他缝隙。(3)如果测得图4(a)/(b)所示的位置上刀刃直尺和汽缸体上平面(或气缸盖下平面)之间的所有缝隙都没有达到较大限值,则再将刀刃直尺按照图中粗实线所示的其他几个方位,用上面两个步骤的方法重复进行检验。(4)在测量流程中,如果用0.05mm的测定片插入刀刃直尺和汽缸体上平面(或气缸盖下平面)之间的缝隙时有一些阻力或阻力很小,则说明此气缸体上平面(或气缸盖下平面)的变形量达到或超过了较大限值。(1)用一只手轻轻将刀刃直尺的锐角靠在气缸盖进气歧管(或排气歧管)侧平面,如图4(c)/(d)所示,另一只手用塞尺内0.10m m的检测片向刀刃直尺和汽缸盖进气歧管(或排烟歧管)侧平面的缝隙中试插。(2)如果用0.10 mm的测定片无法或很难插入刀刃直尺和气缸T盖进气歧管(或排烟歧管)侧平面之间的缝隙中,则说明此测定点的变形量没有达到较大限值,然后更换位置检验刀刃直尺和气缸盖进气歧管(或排烟歧管)侧平面之间的其他缝隙。(3)如果测得图4(c)/(d)所示的位置上刀刃直尺和汽缸盖进气歧管(或排烟歧管)侧平面之间的所有缝隙都没有达到较大限值,则再将刀刃直尺按照图中粗实线所示的其他几个方位,用上面两个流程的步骤重复进行检查。(4)在测量步骤中,如果用0.10mm的测定片插入刀刃直尺和汽缸盖进气歧管(或排气歧管)侧平面之间的缝隙时有一些阻力或阻力很小,则说明此汽缸盖进气歧管(或排气歧管)侧平面的变形量达到或超过了较大限值。(3)用压缩空气吹净汽缸体的上平面和气缸盖的下平面上的煤油时要戴好护目镜,气枪无法朝向人吹。 根据柴油发电机的作业环境和使用说明,选定适合的材料。对于发热高压环境,可以选购具有良好耐热性和耐腐蚀性的材料。 在制造程序中,确保加工精度和安装精度,以增强机体和缸盖的质量。同时,采用领先的铸造技术和热解决工艺,降低材料内部的短处。 定期检查冷却装置,确保其正常作业,避免柴油发电机偏热。同时,避免长时间高负载运转,以减轻温度变化对缸体和缸盖的影响。气门区域温度曲线、 减小柴油发电机的机械负荷,防范频繁的突加突减负荷。此外,选用适合柴油发电机组性能的润滑油,并按期更替。劣质机油会加剧柴油发电机损伤,进一步加剧缸体和缸盖的变形。 在生产步骤中加强质量检验,及时发现和消除变形问题。对于已经变形的机体和缸盖,进行替换或修复,以确保柴油发电机的正常运转。 汽缸盖构成复杂,壁厚不均匀,在发热高压下各部位热负载极不均匀,所有这些都会导致热应力的产生,同时,还承受很大的机械应力的功用。汽缸盖的工作要素相当恶劣,常产生汽缸盖裂痕和底平面翘曲变形等事故。本文在上述内容中对这两种损坏进行了浅述,陈说了检验与检修程序,以提升柴油发电机汽缸盖的修理品质。柴油发电机带不起负荷的原由
柴油发电机带不起负荷是指发不出应有的容量,其表现通常为柴油发电机达不到应有转速,即使达到应有的速度,稍加负荷排烟管便冒出黑烟;排烟声不均匀;转速降低;运行不平稳等.同一台柴油发电机,容量的大小不仅与速度有关,而且与供油量的大小,柴油燃烧性能的好坏等条件有关。空气滤清器不清洁会造成阻力增加,空气流量减轻,充气效率下降,引起发电机动力不佳。应根据要求清洁柴油空气滤清器芯子或排除纸质过滤器上的灰尘,必要时更替滤芯;排气管阻塞会造成排气不畅通,燃油效率下降。功率不足。应检修是否由于排气管内积炭太多而造成排烟导阻力增加,一般排烟背压不宜超过3.3Kpa,平时应经常清降排气管内的积炭;供油提前角过量或过小会造成油泵喷油时间过早或过晚(喷油时间过早则燃油燃烧不充分,过晚则会冒白烟,燃油也会燃烧不充分),使燃烧程序不是处于较佳状态。此时应检验喷油传动轴接合器螺钉是否松动,如果松动,则应重新按照要求调整供油提前角,并拧紧螺钉。因为活塞与缸套拉伤严重或损伤过,以及活塞环结胶造成摩擦损失增大,造成发电机自身的机械损失增大,压缩比减小,起动困难或燃烧不充分,下充气增大,漏气严重。此时,应替换缸套、活塞和活塞环。油路不畅,进气受阻,遭成混合和气过稀或过浓;点火时间过迟或触点间隙过小或过量;发电机排烟管漏气;高压分线漏电或脱落,分电器插孔漏电或窜点;分电器凸轮损伤不均或火花塞积炭过多,裂损漏电。汽缸盖与机体结合面漏气,起动时有有一股气流从衬垫处冲出:汽缸盖大螺帽松动或衬垫损坏。缸垫不密封,烧蚀;气门座圈烧蚀,不密封或脱落;气门弹簧过软作业不好;活塞环咬死或对口;活塞配缸间隙过量。检验柴油发电发电机组是否正常作业的一项重要指标就是输出容量是否稳定正常,而许多用户会困惑,为何柴油发电发电机组运行一段时间后会输出无力,而柴油发电发电机组功率低效将会影响发电机技术工程师提供作业的进程。首先维修冷却器和散热器,解决水垢;检测有关管路是否径过小。如环境温度偏高应改进通风,临时加强冷却手段。气缸组件故障:此时不但动力无劲,而且有漏气,进气管冒黑烟,有不正常的敲击声等现状。4、将柴油滤清器的滤芯与输油泵解体下来,检查进油滤网是否清洗,若滤网清洁,则应检测一下喷油咀是否雾化良好。7、经过以上六步的修理,如果柴油发电发电机组仍然存在功率不足的情形,则检修一下发电机组气缸压力是否正常。柴油发电机调速器内部的调速弹簧发生弹力减弱或本身调整“非法”,连杆轴瓦与曲轴的间隙过大,各轴瓦、衬套与轴颈间产生拉伤状况,活塞、活塞环将气缸套拉伤,柴油发电机内部气缸压缩压力不足,使柴油燃烧不充分等,均会导致柴油发电机输出无力。柴油发电机气缸套失圆度、椭圆度和圆锥度的测量
【摘要】柴油发电机汽缸套早期损伤是一种易损的故障,气缸会早期磨耗的结果将致使柴油发电机供电不足,很难着车,窜机油严重和机油消耗量增大,甚至会造成自动熄火而使柴油发电机不能正常工作。本文较为全面而装置的解述了康明斯柴油发电机组气缸套表面不正常磨损的类型、原理,并关于性地提出各类磨损的防治策略,为柴油发电机汽缸套表面异常磨损研究领域提供参考。 汽缸套是发电机的关键零部件之一,其产品性能直接影响发电机的动力性、经济性、可靠性、环保性和安全性。汽缸套与汽缸盖、活塞、活塞环构成燃烧室,通过进气、压缩、燃烧、膨胀、排气等程序,将热能转化为机械能,供应动力**。汽缸套是发电机中工作环境较恶劣的零配件之一。 汽缸套长久受活塞环高速往复运动,承受大爆发压力和高温燃气功能,机械负荷和热负荷严重,润滑要素恶劣,要求产品具备高耐磨、高减磨、自润滑、耐腐蚀和良好的散热、抗变形等性能。其具体的失效形式是损伤,形成磨损的详细原由包括汽缸套本身结构因由导致的磨耗、未正确使用造成的磨耗以及维修不正常所造成的磨损(如图1所示)。高效减少磨耗、延缓失效对提高内燃机性能有着极其重要的意义。 气缸套使用一段时间,就会发生不均匀磨耗。其特性是沿长度方向发生失圆度,沿圆周方向产生椭圆度和圆锥度。磨损较大、较不均匀的部位,通常是在活塞处于上止点位置时,第一道气环相对应的缸壁处,往下使逐渐减轻,康明斯柴油发电机气缸套在活塞运动区域之外磨损很小,特别是在磨耗较大断面以上部位,几乎没有损伤。故而在此处形成明显的台肩。 由于发电机组散热器用复合箔在工作状态下要承受600 ℃发热,因此需要具有良好的抗下垂性能.参照日本低温焊接**的抗下垂性试验方法测试复合箔的抗下垂性。 利用发电机专用软件模块进行了汽缸套-活塞碰撞动力学仿真,获得了汽缸套与活塞接触区域内,气缸套内部表面的每个节点的碰撞力,而且对每个不同的活塞型线进行了碰撞动力学仿真.对于无损伤、保持原始型线的活塞,气缸套的中上部接触区域中某一节点的碰撞力的动态响应如图2所示。通过上述气缸套-活塞碰撞动力学仿真总述,可以获得汽缸套内部表面各节点的碰撞力结果。 汽缸套沿长度方向发生失圆度,与其作业要素密切相关,可从润滑、冷却、温度、压力、活塞动力转速、磨料和腐蚀性物质等方面来简述其原由。 气缸套上部润滑条件较差。因为康明斯柴油发电机气缸套多采用激溅式润滑,康明斯柴油发电机气缸套上部润滑油较少,而且康明斯柴油发电机汽缸套上部温度较高,润滑油的粘度较低,油膜强度较弱。而康明斯柴油发电机气缸套上部又与发烫气体接触时间较长,易烧损气缸壁上的油膜,形成半天摩擦或边界摩擦,这些因素都使康明斯柴油发电机气缸套上部损伤比下部大,从而产生失圆度。 康明斯柴油发电机汽缸套上部承受的压力较大。这个压力除了活塞本身的弹力以外,主要是燃烧流程出现的高压气体窜入活塞环背隙而用途于气缸壁的压力。由于这个压力随活塞下行而减小,因而造成康明斯柴油发电机汽缸套上部磨耗较大。 来自空气中的灰尘,以及不完全燃烧时发生的积炭等磨料,进入气缸壁与活塞、活塞环的配合表面之间,随着活塞在汽缸中的往复运动,会造成磨料损伤。这些磨料在康明斯柴油发电机汽缸套上部时,其棱角较锋利,向下会沿途磨钝,因而康明斯柴油发电机汽缸套上部损伤较大。 气缸套上部腐蚀较强烈,这也是康明斯柴油发电机气缸套上部磨耗大于下部的重要原由。(1)康明斯柴油发电机气缸套内的燃料燃烧后,会产生水蒸气和某些酸性物质。例如燃料中含有的硫化物在燃烧中与水蒸气化合生成硫酸,二氧化碳与水蒸气化合形成碳酸,在过热燃烧时,大气中的氮与氧化合成氧化氮,而氧化氮又与水蒸气化合生成硝酸等等,这些酸性物质会使汽缸壁发生化学腐蚀。(2)当气缸壁温度低于露点温度时,燃烧废气中的水蒸气在汽缸壁上凝结为水滴,会发生比化学腐蚀严重得多的电化学腐蚀。腐蚀物被运动的活塞环刮去后,又出现新的腐蚀,这样不断重复,越靠近康明斯柴油发电机汽缸套上部化学腐蚀和电化学腐蚀就越严重。实践证时,当防锈水温度低于85℃时,气缸壁腐蚀较严重,而在此温度以上时,燃烧后生成的水蒸气和酸类物质可随废气排出,影响性要小得多。 康明斯柴油发电机汽缸套沿圆周方向损伤不均匀,出现椭圆度和圆锥度则与下列要素有关: 在正常因素下,汽缸套的较大椭圆通常也是出现在康明斯柴油发电机汽缸套上部润滑条件较差的较大磨损位置。 活塞环压力沿径向的分布是不均匀的,其开口处的单位压力常达平均压力的好几倍,这也是康明斯柴油发电机气缸套沿径向发生偏磨的缘由。 在正常条件下,活塞往复运动的侧压力会使康明斯柴油发电机气缸套在连杆运动平面出现较大的磨耗,而侧压力较大的一边,损伤也较大。因而促使康明斯柴油发电机气缸套沿径向出现椭圆度和圆锥度。注意,由于侧压力的较大位置并不在康明斯柴油发电机汽缸套上部,故而对较大椭圆度和圆锥度的形成不起主要功能。 另外使用维保不当,工作环境恶劣,润滑油无法及时添加或使用不洁净的润滑油,柴油发电机汽缸套或活塞环变形,连杆扭曲等等,都会使康明斯柴油发电机汽缸套发生早期磨耗。 用量缸表测定汽缸的椭圆度和圆锥度,是在垂直于气缸内壁工作表面的三个截面上进行测定的,如图3所示。 第一个截面在活塞上止点时的第一道活塞环所处的位置,在这个位置,气缸内磨损量较大;第二个截面在汽缸套内壁的中间位置;第三个截面在活塞下止点时能后一道活塞环位置处,在这个位置,气缸内壁的损伤量较小。在三个截面上分别泱出每一个截面的左、右和前、后方向的直径,就可计算出气缸的圆锥度和椭圆度。同一个截面内检测出的互相垂直的两直径的差值为椭圆度。分别在气缸套内壁的三截面上的相同方向上,检测出的较大直径和较小直径的差值为圆锥度。量缸表在汽内壁损伤的较大位置外测定的直径与标准尺寸的差值为该缸的较大损伤量。在通常情形下,对汽缸套的椭圆度要求是:汽缸套的内径小于100mm时,椭圆应小于0.2mm;气缸套的内径大于100mm时,椭圆度应小于0.30mm。气缸套的大限度椭圆度为3D/1000mm(D为缸套内径)。对气缸套的圆锥度要求是:气缸套度大于250mm时,圆锥度应小于0.025~0.5mm。在正常情况下,允许气缸套的圆度为0.05mm,较大极限圆锥度不允许超过5D/1000mm。 压力表是另一种常见的气缸压力测定工具,如图4所示。与压力传感器不一样,压力表通常是机械式的机构,它操作弹簧原理或其他机械系统来测量气体或液体的压力。在汽缸压力测量中,压力表一般需要通过连接管与气缸内的气体相连。当气体压力功用在压力表上时,压力表的指针会随之移动,指示出气缸内的压力数值。 柴油发电机的汽缸压力测试是检修柴油发电机内部构成和性能情形的重要对策。一般来说,汽缸压力测试能够反映出柴油发电机的压缩比、燃烧室密封性、活塞环的磨耗程度、喷油装置的工作状态等方面的问题。通过对柴油发电机的汽缸压力测试,可以及时发现柴油发电机的损坏和问题,并采取相应的检修策略,从而确保柴油发电机的正常运行和可靠性。 在进行气缸压力测试之前,要先察看柴油发电机的供电是否正常,以及检查试验仪器的连接线路是否良好。同时,要将柴油发电机的冷却液排放干净,确保柴油发电机处于干燥状态。 将汽缸压力测试仪器连接到柴油发电机的高压油管上,然后将高压油管拧紧,确保油管的密封。 接下来,启动柴油发电机,并将其运转到一定的速度下,然后按下汽缸压力测试仪器上的测试按钮,即可进行汽缸压力测试。在测试流程中,要根据测试仪器上的指示器,记录下各个气缸的压力值。 测试完成后,按照气缸压力测试仪器上的使用策略进行数据排除。将测得的压力值作图,简述各个气缸测试结果的区别性,并根据测试结果判定柴油发电机的内部结构和性能情况。 汽缸套在润滑不良、发烫、高压、交变载荷和腐蚀物质的用途会出现早磨、穴蚀、裂痕等易见失效形式。检修维保和操作错误是造成早期过大磨耗的具体缘由,只有了解,掌握了气缸套的正常损伤和早期非正常磨耗的规律、缘由和预防对策,才能提升其综合性能。采用螨墨铸铁气缸套,对气缸套进行表面改性处理以及领先珩磨工艺等这些途径都可以减少汽缸套的磨耗,增长汽缸套的使用时限。柴油发电机带负载试验的目的和时机
为确保重要生产装置的安全,重要生产企业通常都会设置康明斯发电机组作为应急电源,而柴油发电机的维护和维护是保证其是否能在紧急情况下正常运转的关键。如何才能检查维保和保养是否到位,柴油发电机组的可靠性是否合格?因此,康明斯公司保养规程规定柴油发电机应当每周做空载试验,每年做带负荷试验。试验的目的是为了对柴油发电机的动态特点进行摸底,了解柴油发电机的起动特点参数、调整特性参数、负载冲击特点参数,并且根据这些参数调整损坏情形下的保安装置启动顺序,保证故障状况下柴油发电机具备可靠运转和适应负荷的能力。通过人为地在发电机上放置负荷来设置。负荷在预先安排的时间以增量kW负荷步进施加,这种增加将连续到发电机以110%运行,此时负荷逐渐减小。每次增加kW负荷时,都会记录发电机临界性能的测试读数。并记录发电机处理升压的能力,以及它在可能的较大输出水平和持续时间段内继续运转的能力。这些测试确认柴油发电机组的基础组件处于较佳运转状态,随时可以使用。在进行负荷银行测试时,使用专业装置人为地将负荷施加到发电机上。每台柴油发电机在使用之前都要进行了电阻负载测试,以确保柴油发电机符合要求的高标准。在成功完成负荷箱测试之前,则不该当马上操作发电机。测试以递增的间隔在阶跃负载上运行,直到较终在满负载下运转,以证明发电机的健康现状并确认其负荷能力。因此,康明斯公司强烈建议您对柴油发电机进行年度负荷测试,若无带载测试条件的单位可采用假性负载机来进行试验,以确保完全可靠和可使用的电源,能够在其较大主要负载下运行。当您的下一次关键主电源断电并需要紧急电源时,而柴油发电机已经过负荷测试,就可以放心操作它了。柴油发电机的运行的可靠性是企业生产的最后生命线,因此其实载试验的安全性尤为重要。在没有借鉴的前提下,应为成立专门的试验小组,再由运行部、设备部及安监分部电气专业人员构成试验小组,以保证这项试验有效、可靠地进行。为保证试验的顺利进行,试验小组负责编写规范的启动举措、操作票,对试验作业负责,并将试验结果攻略以供所有运行人员学习、参考,此外在试验成功后对相关的规程、标准操作票进行修改,以达到闭环管理的要求。当班运转人员根据方法对策、运行规程及操作票,并在试验小组的指导下负责试验阶段的运行使用。通常柴油发电机不得与保安段并列运行,对于尚未做过柴油发电机并网带负载运行的用户,应在停机或启机前做首次试验是比较合适。这样即使在试验程序中发生冲击,使一段保安段失电,甚至是保安段进线开关失灵情形下锅炉段或汽机段状况发生,停运发电机组不会受较大危害。若用户拥有多台康明斯发电机组的装备,可在每一台发电机组首次试验成功后,同台发电机组再做正常运转情况下的试验。柴油发电机的布置容量足够供应使机组安全停运的重要装置操作,在带负荷试验中,柴油发电机组启动并网后应小幅度调节,使其出力慢慢增加至持续容量值,并严密监视就地及CRT表计数据,使各项指标特别是容量及电流不超过额定值。运转到规定时间(通常为20分钟)后,再慢慢调小出力,直至容量为0,检测试验保安段运行正常后,分闸KO开关,停运柴油发电机。柴油发电机水力、电力及电涡流测功器
为了绘制柴油发电机的特性曲线,需要专门的试验测试因素。由于柴油发电机是动力机械,在热功转换的工作流程中对外输出功的同时,会引起强烈的震动。故而,为了正确测定各必要的性能数据,需要将柴油发电机和必要的测定装备及系统固定在坚实而又防震的专用基本上(图1),基本的振幅一般要求不得大于0.05~0.1mm。为了测定柴油发电机的输出功率或转矩,将柴油发电机和测功器在台架上通过联轴器对中连接,并用转速传感器测定主轴或与曲轴同轴连接的测功器轴的速度。由于试验探讨的内容不同,所需要的测试装置有所区别,但是较基础的测试装备有测功器、油耗仪、速度表及排放测试设备等。除此之外,试验台还需要专门的水箱宝系统以保证试验时柴油发电机的工作温度保持在设定的恒温状态,以及向柴油发电机供给所需燃料的燃料供给装置,试验室专用通风装置、消声装置等辅助系统。测功器是专门用来测定柴油发电机动力性指标的装置,具体测定输出转矩Ttg,同时检测柴油发电机的转速n,然后用公式Pe=Ttgn/9550,求得柴油发电机的输出容量,并根据功率和平均高效压力的关系式,计算平均高效压力Pme。测功器能吸收柴油发电机输出的功,利用这一特点可任意改变柴油发电机的负荷和转速,由此模拟柴油发电机的使用工况。根据测功器吸收功的原理不同,将常用测功器分为水力测功器、电力测功器和电涡流测功器三种。水力测功器是通过在柴油发电机带动测功器转子同步旋转时由转子和外壳构造的涡流室内水的旋转运动,将测功器外壳在水的摩擦力作用下摆动一个与输出转矩成正比的角度,由此检测柴油发电机的输出转矩。涡流室内旋转运动的水量越多,水层越厚,摩擦力就越大,外壳摆动角度增加,则外壳上固定的测力机构的读数随之增加,表明水吸收的机械功越多。当柴油发电机稳定运转时,外壳的摆动角度不变,测功器读数稳定(图1)。水力测功器因为价廉、工作可靠、体积小等优势曾在国内外被广泛运用。但随着智能化程度及测定精度要求的不断提高,它逐渐被电力测功器或电涡流测功器所取代。电力测功器如图2所示,当柴油发电机带动直流发电机的转子在定子磁场中转动时,转子切割磁力线而产生感应电流,感应电流的磁场与定子磁场相互功能发生电磁力矩。受该力矩的用途,浮动支承在轴承上的定子外壳摆动一个与该电磁力矩成正比的角度。在定子外壳上固定测力装置,检测此时外壳摆动角度时的力矩大小,该力矩大小与柴油发电机加载在转子上的转矩相等。通过改变定子磁场的大小可任意调节该测功器吸收的柴油发电机输出转矩的大小,从而达到既调整负荷又测定输出转矩的目的。电力测功器虽然装置较复杂,价格高,但因为能销售电能,反拖柴油发电机,而且工作灵敏,测量精度高,因而得到广泛运用。电涡流测功器也是目前常载的一种测功器。它主要利用涡电流效应将柴油发电机输出的机械能转变为电能,再将电能切换为热能。该测功器吸收能量的详细部分是制动器,由转子和定子结构(图3)。定子包括铁壳、涡流环和励磁线圈。而铁壳、涡流环、空气隙和转子组成磁路,当外界直流电源向励磁线圈供电时,在该磁路上发生磁力线中的虚线)。柴油发电机驱动转子旋转,此时由于在磁路中转子外缘涡流槽的存在,在空气隙处磁力线密度发生变化,因而在涡流环内发生感应电动势而形成电涡流。此电流与所产生的磁场相互功用形成电磁转矩,使浮动在支承上的定子摆动一个角度。调整励磁电流,即可改变电涡流强度,从而测功器所能吸收的机械功不同,定子摆动角度也不一样,由此既可检测转矩又可调整负载。由于涡流电路有一定电阻,在涡流环内存在电能损耗,使涡流环过热,故而需要冷却液来强制冷却涡流环。这种测功器操作简便、组成紧凑、运行平稳、测定精度较高,但是不能反拖柴油发电机,而且能量不能销售,成本也较高。柴油发电机带负荷时电压和速度的变化曲线
为了保证柴发机组在突然投入或切除大容量负载时的运转稳定性,必须详细探讨柴油发电机组带载启动和突加、突卸负载时转速、电压电流、功角和功率等物理量的变化状况,解析其受扰动的危害程度,为改良柴油发电机速度控制、发电机励磁控制等供应理论依据。这就需要建立精确的柴发机组的数学模型并进行仿真讨论。柴油发电机组是强非线性机构,所以必须建立柴发机组的非线性模型。目前,很多文献对发电机组都采用简化模型,这样虽然方便了电力系统的稳态剖析,但在突加突减负荷时,势必会引起误差,采用降阶简化模型的动态仿真已经无法反映柴发机组的实际运行情形。本文建立了柴发机组的七阶数学模型,能够保证暂态仿真精度。闭式循环水冷却的机组还必须有散热水箱,这些部件一般都装配在一个公共底盘上,整个发电机组形成一个整体,便于移动和装配。柴油发电机冷却机构采用的风扇、水箱散热器、机油冷却器都安装在柴油发电机前端,风扇为吹风式。控制装置一般为控制箱,通过减震器安装在发电机接线箱上,各电气仪表、信号灯、电气控制开关装配在控制箱面板上,这种构造形式称为“一体式”。与此相差别,有些大容量发电机组或者需要隔室操作的机组,其控制机构往往是落地式的控制界面,这种构造形式的机组称为“分开式”。 系统框图如图1所示。柴油发电机供给发电机组原动力,其调速系统通过测定实际速度和设定速度的差,调节柴油发电机的供油量,结构速度的闭环控制,在一定负荷变化范围内保证柴油发电机的转速稳定,从而保证输出电压和频率稳定(负载特点曲线所示)。发电机的励磁机构通过测定发电机端电压和负荷电流调整励磁电流大小,结构电压的闭环控制。 柴油发电机组的数学模型包括同步发电机的数学模型、柴油发电机及调速板的数学模型、发电机励磁系统的数学模型。数学模型可以用微分方程组的形式描述,也可以用传递函数或状态方程的形式描述,后两者更适用于线性系统建模。故本文以微分方程组的形式来描述柴油发电机组的数学模型。 同步发电机是柴油发电机组的核心,集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体,实现电能与机械能变换,其动态性能十分复杂,而其动态性能又直接危害柴油发电机组的性能。故应对同步发电机作深入分析,考虑其定子绕组的暂态步骤、阻尼绕组以及励磁绕组的暂态程序和转子的动态程序,建立同步发电机的7阶非线性数学模型。将发电机铭牌的有名值参数归算到自身功率基准值下的标幺值,通过购买各绕组标幺值的基值,确保标幺值互感可逆(第一约束)及保留传统的标幺电机数据(第二约束),同步发电机dq0坐标下经过派克变换的标幺值方程如下:f,uf,φf折合到定子侧的适合物理量,以便在定子侧进行分析及度量,故引入以下5个定子侧等效适合变量:d 为柴油发电机输出转矩; Tr 为柴油发电机阻力矩; ω为柴油发电机曲轴角速度。fi 可认为是调速器的输出量,即喷油量调节量,而速度控制器的输入为转速差信号 Δω,输出量是速度的比例项、积分项和微分项的线、励磁系统数学模型 励磁机构向发电机供应励磁电流,起着调整电压、保持发电机端电压恒定的用途。同步发电机励磁控制机构按照励磁电流的获得方法可分为3类:直流励磁机他励程序、静止自励程序、交流励磁机他励步骤。静止励磁方法的自励静止励磁装置目前操作较为普遍,本文采用这种励磁装备。自励静止励磁机构由同步发电机、PID励磁调整器、可控整流器和互感器结构,根据励磁机构的机理,可以求得其数学模型为:ΔU+ki?∫h0ΔUdt+kd?(dΔU/dt) 三、隐式梯形积分法的仿真算例 对柴油发电机组一系列物理量在大扰动下的变化进行仿真和解析,就必须求解其数学模型对应的微分方程组和代数方程组。微分方程组的求解方案详细有隐式梯形积分法、改良欧拉法和龙格–库塔法。在现今电力系统暂态稳定性分析中,微分方程数值求解多用隐式梯形积分法,用该对策进行柴油发电机组暂态和稳态解析时,对电力机构方程式:+1)=0 再和tn~tn+1时步的差分代数方程组联立求解。其实质为求解一组非线性代数方程组。故本文选取该数值算法作为求解柴油发电机组7阶非线性数学模型的算法。根据上述隐式梯形积分法原理,只要设定发电机组的速度、电压、电流、功率等数据初始值和仿真步长、仿真时间以及在不一样扰动下的负荷,即可利用C#实现模型求解,求解流程如图3所示,只要时间t未达到设置好的仿真时间times pan,物理量w,U,I,Te等就会通过各自的表达式计算出当下步长的数值解,循环结束之后,分别得到各自的一组数组解。 根据上文所建立的柴发机组的非线性数学模型和C#求解模型的过程步骤图,分析大扰动下柴发机组在突加、突卸负荷时转速和电压的变化情形,从而确定柴发机组在受到扰动后的稳定性,为改进发电机速度调整和励磁控制等环节的精度提供理论依据。 表1列出了算法步骤中用到的所有数据取值,发电机适合数据的取值参考了斯坦福UCM系列类型有阻尼凸极机同步发电机详细参数典型值,柴油发电机模型中的参数是参考康明斯K19型柴油发电机参数确定的。其具体参数为:额定功率h=600 HP,缸数i=6,机组的飞轮转矩GD2=1004 kg·m2,柴油发电机惯性时间常数TJ=2.1 s。表1 柴油发电机组算法流程参数取值 突加负载时,柴油发电机组的负载电流突增,会引起发电机速度的暂时下降和市电电压的暂时下降。这时,选型负载的阻抗值为r=0.32,x=0.8,=0.86,即突加46.8%负载,在t=4 s时给予扰动,响应曲线所示。 图4 柴油发电机突卸负载时速度变化曲线 柴油发电机突卸负载时电压变化曲线 柴油发电机突加负载时速度变化曲线 柴油发电机突加负荷时电压变化曲线 在突加负载时,发电机组的动态调速率为2.4%,稳定期间为1.4 s;动态电压变化率为7.7%,稳定期间为1.28 s。在突卸负荷时,发电机组的动态调速率为0.7%,稳定期间为1.5 s;动态电压调整率为2.1%,稳定期间为1.2 s。根据规定,当速度为额定速度时,突加负载时的瞬态电压值不低于额定电压的85%,突卸负荷时,瞬间电压值不超过额定电压的120%,电压恢复到稳定值3%以内所需的时间应不超过1.5 s,可见仿真结果的指标完全符合要求。 本文通过解析柴发机组的机构构造机理,建立了同步发电机的7阶非线性数学模型、柴油发电机调速系统的数学模型、励磁机构的数学模型。采用隐式梯形积分法在C#下求解了柴发机组的非线性微分方程组。最后,选购了特定规格的柴发机组并根据非线性方程组的求解结果,进行了仿真验证。结果表明本文所建立的柴油发电机组的非线性数学模型完全符合标准。