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柴油發(fā)電機組的基本原理和結(jié)構(gòu)
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能,根據(jù)其用途的不同,可分為陸用柴油發(fā)電機組及船用柴油發(fā)電機組;如果按品牌的不同,可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機組和進口柴油發(fā)電機組; 按轉(zhuǎn)速不同,可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。
基本原理
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機汽缸內(nèi),經(jīng)過空氣弗列加濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行, 稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應’原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出,還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、保護器件和回路。
結(jié)構(gòu)分析
一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機以及控制系統(tǒng)三部分組成,柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式,一為柔性連接,即用連軸器把兩部分對接起來,二為剛性連接,用高強度螺栓 將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛 連接而成,目前市場上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較 多一些,柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上,然后配上各種起保護作用的傳感器,如 水溫傳感器,通過這些傳感器,直觀地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員,而且有了這些傳感器, 就可以設(shè)定一個上限,當達到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預先報警,這個時候如果操作 員沒有采取措施,控制系統(tǒng)會自動將機組停掉,柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用,真正顯示這些數(shù)據(jù)和執(zhí)行保護功能的是柴油發(fā)電機組 的控制系統(tǒng),控制屏一般安裝在發(fā)電機上,稱為背包式控制屏,也有部分是獨立一個屏放置在操 作室內(nèi),稱為分體式控制屏,控制屏通過電纜和發(fā)電機以及傳感器連接,分別顯示電參數(shù)和柴油
機運行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機組還有底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱 , 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。
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國內(nèi)首套柴油發(fā)電機余熱海水淡化示范系統(tǒng)成功出水
近日,由廣州中國科學院先進技術(shù)研究所和南方海上風電聯(lián)合開發(fā)有限公司在珠海桂山島聯(lián)合共建的柴油發(fā)電機組缸套冷卻水廢熱驅(qū)動的海水淡化示范系統(tǒng)成功調(diào)試出水,水質(zhì)達到 飲用水衛(wèi)生標準。該套海水淡化裝置額定日產(chǎn)淡水60噸,為模塊化緊湊設(shè)計。其應用對解決海島淡水資源短缺問題具有重大意義。
目前的海水淡化技術(shù)有熱法和膜法兩種,兩種方法各有優(yōu)缺點,但都需要消耗大量的能源,屬于高耗能產(chǎn)業(yè)。為此, 廣州中國科學院先進技術(shù)研究所開展技術(shù)創(chuàng)新,通過回收柴油發(fā)電機組缸套冷卻水廢熱,并采用低溫多效蒸餾技術(shù)進行淡化海水,大幅降低海水淡化的能耗。該海水淡化示范系統(tǒng)與一臺1000kW的柴油發(fā)電機配套,額定產(chǎn)水量為60噸/天,對于發(fā)電機組實際發(fā)電負荷變化系統(tǒng)具有自適應功能,可在30%~負荷范圍內(nèi)平穩(wěn)運行,滿足150-300人的每日消耗淡水的需求。該項目得到了廣東省科技重大科技專項經(jīng)費支持,具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán),已獲得多項授權(quán)發(fā)明 。
此外,該新技術(shù)有廣泛的應用前景,可利用包括柴油機發(fā)電機組排出的廢熱、工業(yè)生產(chǎn)過程排出的余熱在內(nèi)的各類低品位熱能作為熱源;特別適用于余熱資源豐富但淡水資源緊缺的地區(qū)及企業(yè),如海島(具有柴油發(fā)電機)、化工、火電、鋼鐵等行業(yè)以及大中型遠洋船舶,同時也適用于內(nèi)陸工業(yè)生產(chǎn)過程廢熱中水純化。
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