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柴油發(fā)電機(jī)排放污染物的控制有哪些措施
柴油發(fā)電機(jī)的CO和HC排放量相對(duì)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)要少得多,但NOx與汽油機(jī)在同一數(shù)量級(jí),而微粒和碳煙的排放要比汽油機(jī)大幾十倍甚至更多。因此,柴油發(fā)電機(jī)的排放控制,重點(diǎn)是NOx與微粒,其次是HCO降低微粒和碳煙排放與改善柴油發(fā)電機(jī)燃燒過(guò)程是完全一致的,不過(guò)NOX排放往往與之矛盾,這就為柴油發(fā)電機(jī)的排放控制造成特殊的困難。由于汽油機(jī)排放的NOx可以通過(guò)三效催化劑或稀燃來(lái)解決,而柴油發(fā)電機(jī)排氣中富氧條件下的NOx催化劑尚在研究開(kāi)發(fā)中,目前尚無(wú)成功的催化劑可用,如何在保持柴油發(fā)電機(jī)良好性能的同時(shí)減少NOx的生成,是目前面臨的重大技術(shù)挑戰(zhàn)。
柴油發(fā)電機(jī)造成污染物排放的根本原因在于燃油與空氣混合不好。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),平均過(guò)量空氣系數(shù)一般都在1.3以下,如果達(dá)到理想的混合,碳煙是不可能生成的,NOx的生成也不會(huì)很多。但混合不好導(dǎo)致局部缺氧,使碳煙大量生成。所以,柴油發(fā)電機(jī)的排放控制要圍繞改善油氣混合這一中心任務(wù),防止局部在超過(guò)0.9(這有利于NOx生成)和低于0.6(這有利于碳煙生成),做到油、河南焦作當(dāng)?shù)貧?、河南焦作?dāng)?shù)厥遥ㄈ紵遥┤叩? 匹配,這是降低柴油發(fā)電機(jī)排放為常見(jiàn)和治本的措施。
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請(qǐng)聽(tīng)我說(shuō):柴油發(fā)電機(jī)組的歷史故事
如果用簡(jiǎn)單方式看待歷史,那么組成歷史的僅僅包括年代、河南焦作本地人名、河南焦作本地故事三個(gè)要素。雖然時(shí)間跨度沖淡他的年代和故事,但他應(yīng)該感到欣慰,因?yàn)橹辽偎拿值靡粤鱾?。魯?shù)婪颉さ屹悹?RudoflDiesel)一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)被忘卻的名字。
命運(yùn)多篤的發(fā)明家
在科學(xué)史上,人們總是會(huì)對(duì)那種無(wú)心插柳卻一舉成功的故事津津樂(lè)道,比如倫琴射線、河南焦作本地青霉素、河南焦作本地宇宙微波背景輻射等等。當(dāng)然能有上述的成就固然可敬,但還有一種同樣可敬的人:他們?cè)谟猩瓴粩嗵剿鳎删蛥s不被世人承認(rèn),直到多年之后他們的成就才發(fā)揚(yáng)光大。柴油機(jī)的發(fā)明者魯?shù)婪?狄賽爾就是這樣的一個(gè)人。
狄賽爾1858年出生在法國(guó)巴黎,他的父親是德國(guó)奧古斯堡的精制皮革制造商。成年之后,狄賽爾進(jìn)入了德國(guó)的慕尼黑技術(shù)大學(xué)攻讀。就在他讀大學(xué)期間的1876年,德國(guó)人奧托研制成功了 臺(tái)4沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī),這是法國(guó)技師羅夏內(nèi)燃機(jī)理論 次得到實(shí)際運(yùn)用。這一成就鼓舞了當(dāng)時(shí)從事機(jī)械動(dòng)力研究的許多工程師,這其中既包括后來(lái)汽車(chē)的發(fā)明者卡爾·奔馳和戈特利普·戴姆勒,也包括對(duì)機(jī)器動(dòng)力十分有興趣的年輕人狄賽爾。
與致力于改造奧托發(fā)動(dòng)機(jī)的奔馳和戴姆勒不同,狄賽爾的想法更為超前,他想完全舍去發(fā)動(dòng)機(jī)中的點(diǎn)火系統(tǒng),靠壓縮空氣發(fā)熱,噴入燃料后自燃做功,這種方式完全區(qū)別于吸入燃?xì)饣旌蠚恻c(diǎn)燃做功的方式,后人稱狄賽爾的原理為“壓縮式內(nèi)燃機(jī)”原理。當(dāng)然狄賽爾產(chǎn)生這樣的設(shè)想也并不是空穴來(lái)風(fēng),因?yàn)楫?dāng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)明分電器和高壓點(diǎn)火線圈,點(diǎn)火裝置非常簡(jiǎn)陋和不穩(wěn)定,狄賽爾想跳過(guò)這個(gè)技術(shù)障礙完全是可以理解的。不久,他在法國(guó)人約瑟夫·莫勒特(JosephMollet)發(fā)明的氣動(dòng)打火機(jī)上找到了靈感,并堅(jiān)持不懈的探索下去。
狄賽爾沒(méi)有料到,他的想法實(shí)現(xiàn)起來(lái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比發(fā)明點(diǎn)火系統(tǒng)復(fù)雜的多,他所遇到的 個(gè)就是燃料問(wèn)題。常用的汽油非?;钴S,也非常容易點(diǎn)燃,但汽油卻不能適應(yīng)有很高的壓縮比的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī),一旦把汽油霧化噴入含有高溫、河南焦作本地高壓空氣的燃燒室,就會(huì)發(fā)生猛烈的敲缸甚至爆炸。舍去汽油是必然的,狄賽爾創(chuàng)造性把他的目標(biāo)指向了植物油。經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn),對(duì)于植物油的嘗試也失敗了,但他是 個(gè)把植物油料引入內(nèi)燃機(jī)的人,因而近現(xiàn)代鼓吹“綠色燃料”者都把狄賽爾尊為鼻祖。
終燃料選擇鎖定在了石油裂解產(chǎn)物中一直未被重視的柴油上。柴油相對(duì)于汽油來(lái)說(shuō)性質(zhì)非常穩(wěn)定,比較難于點(diǎn)燃,同時(shí)柴油一旦點(diǎn)燃會(huì)冒出大量的黑煙,因而它又不能像煤油那樣用作照明。但柴油穩(wěn)定的特性卻恰恰適合于壓燃式內(nèi)燃機(jī),在壓縮比非常高的情況下柴油也不會(huì)出現(xiàn)爆震,這正是狄賽爾所需要的。經(jīng)過(guò)近20年的潛心研究,狄賽爾終于在1892年試制成了 臺(tái)壓燃式內(nèi)燃機(jī),也就是柴油機(jī)。
這臺(tái)柴油機(jī)用汽缸吸入純空氣,再用活塞強(qiáng)力壓縮,使空氣體積縮小到15倍左右,溫度上升到500—700度,然后用壓縮空氣把霧狀柴油噴入汽缸,與缸中高溫純空氣混合,由于汽缸這是已經(jīng)有了較高的溫度,因而柴油噴入后自行燃燒做功。1892年2月27日,狄賽爾取得了此項(xiàng)技術(shù)的 。
柴油機(jī)的 特點(diǎn)是省油,熱效率高,但狄賽爾初試制的柴油機(jī)卻很不穩(wěn)定,1894年,狄賽爾改進(jìn)了柴油機(jī)并使其能運(yùn)行1分鐘左右,盡管他的柴油機(jī)還并不穩(wěn)定,但狄賽爾卻迫不及待的把它投入了商業(yè)生產(chǎn),因?yàn)樗母?jìng)爭(zhēng)對(duì)手早在1886年就把汽油機(jī)安裝車(chē)輛上,而8年之后,汽油機(jī)汽車(chē)已經(jīng)投入了商業(yè)運(yùn)作。這位只了解技術(shù)并不了解商業(yè)運(yùn)作的發(fā)明家犯下了一生中 的一次錯(cuò)誤,他急于推向市場(chǎng)的20臺(tái)柴油機(jī)由于技術(shù)不過(guò)關(guān),紛紛遭到了退貨,這不但給了他巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),更重要是影響了柴油機(jī)在公眾的印象,在隨后的幾年里幾乎沒(méi)有廠家或個(gè)人樂(lè)意裝配柴油機(jī)。沒(méi)有了資金來(lái)源又負(fù)債累累,這就使得狄賽爾的晚年陷入了極端貧困。1913年10月29日,55歲的狄賽爾獨(dú)自一人呆站在橫渡英吉利海峽的輪船甲板上,被巨浪卷入了大海(多數(shù)歷史學(xué)家認(rèn)為狄賽爾是跳海自盡的)。為了紀(jì)念狄賽爾,人們把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)命名為Diesel。
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發(fā)電機(jī)組起動(dòng)后,排氣管持續(xù)冒藍(lán)煙排除方法, 故障分析:這種故障是一種綜合性故隘,其產(chǎn)生的原因一般是部分機(jī)油竄入燃撓室后,受高溫高壓的作用而蒸發(fā)形成蒸氣,而后隨廢氣排出。如果機(jī)油被燃撓,則又會(huì)使持氣管目黑姻,造成燃燒室內(nèi)積碳增加,機(jī)油消耗量上升。當(dāng)噴油嘴內(nèi)部儡件卡死或油孔堵塞時(shí),排氣管也會(huì)冒藍(lán)姻,具體原因有:機(jī)油過(guò)徐氣門(mén)桿與汽缸蓋內(nèi)部氣門(mén)導(dǎo)管的藩損間陽(yáng)過(guò)大,使?jié)櫥瑲忾T(mén)機(jī)構(gòu)的機(jī)油被吸入燃燒室內(nèi);活塞環(huán)、河南焦作附近活塞和汽缸套之間的磨損間隔過(guò)大,造成機(jī)油進(jìn)入燃燒室內(nèi):油底殼內(nèi)的機(jī)油過(guò)多;活塞環(huán)被積碳膠結(jié)在活塞環(huán)槽內(nèi),活塞環(huán)彈力不足,活塞環(huán)開(kāi)口沒(méi)有錯(cuò)開(kāi),油環(huán)上、河南焦作附近下面方向裝反;新柴油機(jī)或大修后的柴油機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分的磨合,造成汽缸密封性差。
排除方法:
①檢查機(jī)油粘度、河南焦作附近質(zhì)量及存泊量。若機(jī)油長(zhǎng)期得不到更換而變稀或機(jī)油量過(guò)多,均會(huì)使部分機(jī)油進(jìn)入指撓室內(nèi),造成柴油機(jī)起動(dòng)后排氣管冒藍(lán)煙并會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)功率下降。要求機(jī)油鉆度符合規(guī)定,機(jī)油量在柴油機(jī)起動(dòng)前應(yīng)到機(jī)油標(biāo)尺的靜滿刻度線,機(jī)油中應(yīng)無(wú)雜質(zhì)。若不符合上述要求,應(yīng)更換機(jī)油或?qū)τ土窟M(jìn)行調(diào)整,故降即可排除。
②用隔斷法紹小故諺范圍。柴油機(jī)起動(dòng)后,用田斷法依次使四個(gè)汽缸中的某一缸停止供油(用開(kāi)口扳手?jǐn)嚅_(kāi)高壓油泵上部的高壓油管或拆下高壓油泵檢查口的蓋板,用乎口媚絲刀攝起高壓油泵分泵的波輪體,以觀察各汽缸在停止供油前和停止供泊后工作狀態(tài)的變化。若萊汽缸停止供油后排藍(lán)姻現(xiàn)象消失或減弱,則說(shuō)明故障在該汽缸。如果用陷斷法分別斷開(kāi)各汽缸的供泊后持氣管目藍(lán)煙的現(xiàn)象未消失,則說(shuō)明此故障不是個(gè)別汽缸的原因造成的,而要查找對(duì)備缸都有影響的故障原因或進(jìn)行其他檢查。
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根據(jù)用戶的提問(wèn)結(jié)合實(shí)際為用戶計(jì)算柴油發(fā)電機(jī)組的容量
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柴油發(fā)電機(jī)的CO和HC排放量相對(duì)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)要少得多,但NOx與汽油機(jī)在同一數(shù)量級(jí),而微粒和碳煙…根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)容量選擇的基本原理,結(jié)合工程實(shí)例分析柴油發(fā)電機(jī)的負(fù)荷計(jì)算,分別計(jì)算消防負(fù)荷與平時(shí)重要負(fù)荷,綜合考慮選擇柴油發(fā)電機(jī)容量.現(xiàn)代社會(huì)處處需要用電,電能變得越來(lái)越不可缺少.而供電系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高,于是柴油發(fā)電機(jī)組在醫(yī)院、河南焦作賓館、河南焦作酒店、河南焦作房地產(chǎn)、河南焦作工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大,并主要以主要電源、河南焦作備用電源為存在于實(shí)際項(xiàng)目中,備受用戶青睞.作為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作者,柴油發(fā)電機(jī)組容量的正確選擇就顯得尤為重要
客戶的提問(wèn):柴油發(fā)電機(jī)的容量選擇迷茫中,師傅跟我說(shuō)按照負(fù)荷的3-4倍選就行,說(shuō)是考慮啟動(dòng)電流。消防泵房用柴油發(fā)電機(jī)。消防泵75KW*2(星三角啟動(dòng),一用一備),穩(wěn)壓泵1.1KW*2(一用一備),排污泵2.2KW,照明1KW。總功率算出來(lái)75+1.1+2.2+1=79.3KW。還有兩臺(tái)補(bǔ)水泵45KW(星三角啟動(dòng),一用一備),備注的是補(bǔ)水泵不得與消防泵同時(shí)啟動(dòng)。選擇的柴油發(fā)電機(jī)組的功率為250KW。各位前輩,這個(gè)發(fā)電機(jī)功率可以嗎?能否把補(bǔ)水泵和消防泵一起算(就是可以同時(shí)啟動(dòng)),選擇發(fā)電機(jī)?
一、河南焦作設(shè)置原則
一類(lèi)高層建筑應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷要求供電,二類(lèi)高層建筑應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷要求供電?!睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16—92 3.1條規(guī)定:一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞;二級(jí)負(fù)荷條件允許時(shí),也宜采用二路電源來(lái)供電,特別是消防用的二級(jí)負(fù)荷,更應(yīng)該按兩個(gè)回路要求供電;一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,除上述兩個(gè)電源外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。根據(jù)這些規(guī)定,筆者總結(jié)了自備柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置原則:
(1)當(dāng)民用建筑需按一級(jí)負(fù)荷要求供電時(shí),若城市電網(wǎng)能提供二路獨(dú)立電源(一用一備或相互備用),則可不設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組;但當(dāng)一級(jí)負(fù)荷中有特別重要的負(fù)荷時(shí),則一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。
(2)當(dāng)電網(wǎng)只能提供一路電源時(shí),為滿足對(duì)一、河南焦作二級(jí)負(fù)荷的供電要求,一般應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組,此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組將作備用電源及應(yīng)急電源使用。
(3)大、河南焦作中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時(shí)不造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,也宜設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨(dú)立,有時(shí)一個(gè)電源故障或檢修時(shí),另一電源有可能同時(shí)故障,因此,即使有兩路或以上電源供電,為確保民用建筑中消防及其他重要設(shè)備(如智能化設(shè)備、河南焦作通訊設(shè)備等)的可靠供電,一般都設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。
二、河南焦作容量選擇
自備柴油發(fā)電機(jī)組容量的選擇,目前 尚無(wú)統(tǒng)一的計(jì)算公式:有的簡(jiǎn)單地按電力變壓器容量的10%-20%確定;有的按消防設(shè)備的容量相加;有的則根據(jù)投資者的意愿選擇,造成了自備發(fā)電機(jī)組容量選擇的不準(zhǔn)確性,若容量選擇太大造成一次投資浪費(fèi),選擇太小則在事故時(shí)滿足不了使用要求。那么,如何選擇自備發(fā)電機(jī)組的容量呢?
(一)方案或初步設(shè)計(jì)階段 自備發(fā)電機(jī)的容量按供電變壓器總?cè)萘康?0%-20%計(jì)算。
(二)施工圖階段
(1)建筑物的用電負(fù)荷可分為三類(lèi): 類(lèi)為保安型負(fù)荷,即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備和可靠運(yùn)行的負(fù)荷,如消防水泵、河南焦作消防電梯、河南焦作防排煙設(shè)備、河南焦作應(yīng)急照明、河南焦作通訊設(shè)備、河南焦作重要的計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備等;第二類(lèi)為保障型負(fù)荷,即保障大樓運(yùn)行的基本設(shè)備負(fù)荷,主要是工作區(qū)照明、河南焦作部分電梯、河南焦作通道照明;第三類(lèi)為一般負(fù)荷,即除了上述負(fù)荷以外的其它負(fù)荷,例如:空調(diào)、河南焦作水泵及其他一般照明、河南焦作動(dòng)力設(shè)備。計(jì)算自備發(fā)電機(jī)組的容量時(shí), 類(lèi)負(fù)荷必須考慮在內(nèi),即必須采用柴油發(fā)電機(jī)組:第二類(lèi)負(fù)荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來(lái)定,若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定,則應(yīng)將第二類(lèi)負(fù)荷考慮在內(nèi),但若將 類(lèi)、河南焦作第二類(lèi)負(fù)荷簡(jiǎn)單相加來(lái)選擇柴油發(fā)電機(jī)容量,則所選容量偏大,因?yàn)樵谙罓顟B(tài)時(shí),只需保證消防設(shè)備的運(yùn)行,第二類(lèi)負(fù)荷不使用;而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時(shí),消防設(shè)備不使用。可以選擇兩者中較大者作為柴油發(fā)電機(jī)組的容量。設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)出來(lái)后,根據(jù)實(shí)際情況選擇需要系數(shù)Kx(一般取0.85-0.95),計(jì)算出計(jì)算容量Pj=KxP∑,自備柴油發(fā)電機(jī)組的功率按下式計(jì)算P=kPj/η式中: P—自備柴油發(fā)電機(jī)組的功率kw; Pj—負(fù)荷設(shè)備的計(jì)算容量kw; P∑—總負(fù)荷kw; η—發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不均勻系數(shù)一般取0.9,單臺(tái)取1; k—可靠系數(shù),一般取1.1。
(2)按 的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要,計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=(P∑-Pm)/η∑+ PmKCcosψm(KW) Pm—起動(dòng)容量 的電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的容量(kw); η∑一總負(fù)荷的計(jì)算效率,一般取0.85; cosΨm —電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)功率因數(shù),一般取0.4; K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù); C—全壓起動(dòng)C=l.0,Y—△起動(dòng)C=0.67,自耦變壓器起動(dòng)50%抽頭C=0.25,65%抽頭C==0.42,80%抽頭C=0.64。
(3)按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=PnKCXd″(1/△E-1)(kw) Pn一造成母線壓降 的電動(dòng)機(jī)或成組起動(dòng)電動(dòng)機(jī)組的容量(kw) K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù); Xd″—發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗,一般取0.25; E—母線允許的瞬時(shí)電壓降,有電梯時(shí)取0.20,無(wú)電梯時(shí)取0.25.在實(shí)際工作中,也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)能力
三、河南焦作工程實(shí)例:以某工程為例,該工程建筑面積10000m2,12層,為二類(lèi)高層,保安性負(fù)荷主要為消防負(fù)荷,其容量為191kw, 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)為噴淋泵37kw,采用自耦降壓80%抽頭降壓起動(dòng)。
(1)按計(jì)算負(fù)荷計(jì)算P=kPj/η=1.1×191/1kw=210.1 kw
(2) 的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要計(jì)算P=(P∑-Pm)/η∑ +PmKCcosΨm =(191—37)/0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw
(3)按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算P=PnKCXd″(1/△E-1) =37×6×0.64×0.25(1/0.20-1) =142.08 kw 根據(jù)以上計(jì)算,應(yīng)選擇≥238.0 kw的柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái),因此可選一臺(tái)250kw機(jī)組。
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