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發(fā)電機組的四沖程柴油機的工作原理有哪些 在熱力過程中,只有在“工質(zhì)”膨脹過程才具有做功能力,而我們要求發(fā)動機能連續(xù)不斷地產(chǎn)生機械功,就必須使工質(zhì)反復(fù)進行膨脹。因此,必須設(shè)法使工質(zhì)重新恢復(fù)到初始狀態(tài),然后,再進行膨脹。因此,柴油機必須經(jīng)過進氣、壓縮、膨脹、排氣四個熱力過程之后,才能恢復(fù)到起始狀態(tài),使柴油機連續(xù)不斷地產(chǎn)生機械功,故上述四個熱力過程稱為一個工作循環(huán)。 若柴油機活塞走完四個沖程完成一個工作循環(huán),稱該機為四沖程柴油機。如果活塞走完二個沖程完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為二沖程柴油機。目前,柴油發(fā)電機組配置的柴油機都是四沖程機。 1.進氣沖程 進氣沖程的目的是吸入新鮮空氣,為燃料燃燒作好準備。要實現(xiàn)進氣,缸內(nèi)與缸外要形成壓差。因此,此沖程排氣門關(guān)閉,進氣門打開,活塞由上止點向下止點移動,活塞上方的汽缸內(nèi)的容積逐漸擴大,壓力降低,缸內(nèi)氣體壓力低于大氣壓力約68~93kPa。在大氣壓力的作用下,新鮮空氣經(jīng)進氣門被吸入汽缸,活塞到達下止點時,進氣門關(guān)閉,進氣沖程結(jié)束。 2.壓縮沖程 壓縮沖程的目的是提高汽缸內(nèi)空氣的壓力和溫度,為燃料燃燒創(chuàng)造條件。由于進、排氣門都已關(guān)閉,汽缸內(nèi)的空氣被壓縮,壓力和溫度亦隨之升高,其升高的程度,取決于被壓縮的程度,不同的柴油機略有不同。當(dāng)活塞接近上止點時,缸內(nèi)空氣壓力達(3000~5000)kPa,溫度達500~700℃,遠超過柴油的自燃溫度。 3.膨脹(作功)沖程 當(dāng)活塞上行將終了時,噴油器開始將柴油噴入汽缸,與空氣混合成可燃混合氣,并立即自燃,此時,汽缸內(nèi)的壓力迅速上升到約6000~9000kPa,溫度高達(1800~2200)℃。在高溫、高壓氣體的推力作用下,活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低,直到排氣門被打開為止。 4.排氣沖程 排氣沖程的目的是缸內(nèi)的廢氣。做功沖程結(jié)束后,缸內(nèi)的燃氣已成為廢氣,其溫度下降到(800~900)℃,壓力下降到(294~392)kPa。此時,排氣門打開,進氣門仍關(guān)閉,活塞從下止點向上止點移動,在缸內(nèi)殘存壓力和活塞推力的作用下,廢氣被排出缸外。當(dāng)活塞又到上止點時,排氣過程結(jié)束。 排氣過程結(jié)束后,排氣門關(guān)閉,進氣門又打開,重復(fù)進行下一個循環(huán),周而復(fù)始不斷對外作功。
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關(guān)于柴油發(fā)電機組的技術(shù)探討 一、柴油發(fā)電機組主要參數(shù) 當(dāng)前,性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機是一個功能完善、功率容量范圍大、對環(huán)境和場地條件要求低、安裝使用方便的小型發(fā)電設(shè)備。其使用相對廣泛,輸出容量從數(shù)KVA到數(shù)兆VA。柴油發(fā)電機組主體主要由發(fā)動機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)三部分組成。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機組配套的同步交流發(fā)電機由于性能及結(jié)構(gòu)的特點,普遍采用自勵恒壓型,通常選用自激式同步交流發(fā)電機和PMG永磁式激勵式同步交流發(fā)電機。發(fā)電機組包括以下幾項主要性能參數(shù)。 電壓調(diào)整率:在負載功率因數(shù)為0.8-1、負載空載至滿載變化、從冷機到滿機及轉(zhuǎn)速下跌4.5%以內(nèi)等情況下,電壓調(diào)整率可以控制在±1%以內(nèi)。 頻率調(diào)整率:負載從0-范圍內(nèi)變化,頻率穩(wěn)定不變。 隨機頻率波動:負載處于0-功率之間任何值,隨機頻率波動率 值±0.25%。 電壓波形:電路開路空載, 總波形畸變1.5%,只相平衡負載 總波形畸變5%。 金融業(yè)機房一般采用“市電——發(fā)電機——UPS”并機系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機的負載主要包括UPS、機房專用空調(diào)、應(yīng)急照明、消防電梯等,這些負載啟動或運行時都會對發(fā)電機產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)時,發(fā)電機的負載量在其額定輸出容量范圍內(nèi),但在實際情況中,市電中斷而發(fā)電機投人運行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定,產(chǎn)生多種使“發(fā)電機——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。 1、負載反饋的波動電壓造成發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定度較差,常出現(xiàn)發(fā)電機組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。 2、UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。 3、發(fā)電機的頻率(轉(zhuǎn)速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、電流振蕩范圍小,但影響比較大,導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi),由于負載有規(guī)律地忽大忽小,造成發(fā)電機組工作也忽強忽弱,加劇機組振動,加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。 4、工作不正??照{(diào)壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當(dāng)頻率、電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時,UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機在無UPS負載時恢復(fù)正常,隨即UPS又自動投人,這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產(chǎn)生兩方面影響。一方面是不能旁路,另一方面是電池壽命縮短。 二、發(fā)電機運行不穩(wěn)定原因分析 在“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)中,UPS電路結(jié)構(gòu)決定了其輸人非線性的特性。典型的是傳統(tǒng)雙變換在線式UPS,由于其輸人端AC/DC變換器是整流濾波電路,它的輸入電流是脈動電流,不僅輸入功率因數(shù)低(0.7一0.8),還包括大量的高次諧波電流(30%一40%)。低輸人功率因數(shù)和諧波電流都會通過發(fā)電機定子線圈的感性內(nèi)阻,由于發(fā)電機組定子線圈內(nèi)阻大于電力變壓器的短路阻抗,因此發(fā)電機更易受到非線性負載的影響,即在同樣的負載電流波形失真度(THDI)情況下,其電壓波形失真度(THDI)大于變壓器。同時的諧波電流使發(fā)電機損耗明顯增大(磁滯損耗正比于電流頻率,渦流損耗比于電流頻率的平方及導(dǎo)線的電流趨膚效應(yīng)),并使得發(fā)電機的輸出電壓波形失真度明顯增大,嚴重影響發(fā)電機的正常工作。 此外,負載的階躍變化、UPS前端濾波器提供的容性電流都是造成發(fā)電機組不能正常工作的主要原因。 三、發(fā)電機組的使用與維護 為確保發(fā)電機組的運行,日常運行維護和快速的故障排除至關(guān)重要。根據(jù)發(fā)電機組的不同,維護和檢修的內(nèi)容、步驟、方法有所區(qū)別,一般應(yīng)按照發(fā)電機組保養(yǎng)要求和本單位制定的維護計劃進行。 (1)定期檢查項目定期測量發(fā)電機電池組的電壓及內(nèi)阻情況,并進行記錄定期檢查空氣過濾器、冷卻液位、驅(qū)動皮帶、排煙系統(tǒng)、燃油液位、機油液位、各種控制器及工作環(huán)境等情況。 (2)須按照發(fā)電機組保養(yǎng)要求及時更換機油、三濾、啟動電池及冷卻液。 (3)定期由供應(yīng)商對發(fā)電機組進行檢測,并出具報上口 (4)定期(至少一個季度一次)進行發(fā)電機組空載、帶載測試。 針對柴油發(fā)電機組出現(xiàn)的故障,應(yīng)該有步驟有目的地進行檢查與分析,切不可盲目檢查,胡亂拆卸。應(yīng)根據(jù)故障的異常征兆、跡象、響聲、出現(xiàn)時機、變化規(guī)律來尋找故障產(chǎn)生的部位,從原理與結(jié)構(gòu)層面進行細致的分析推理,做出正確判斷來尋找產(chǎn)生故障原因。查找故障時,應(yīng)從簡到繁、由表及里,按系統(tǒng)部位分段分步驟進行。
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