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关于柴油发电机组节能与环保总述
标准GB/T2820.1一1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分标准9排放中规定:“当发电机组运行时,会产生包括噪声、附近振动、附近热辐射、附近废气和电磁干扰等排放物。任何有关保护环境和人员与的适用法规由制造厂和用户商定产品性能要求时考虑。”环保机组定义:将同时考虑到噪声、附近振动、附近热辐射,废气和电磁干扰等排放物对环境因素有影响的机组称为环保机组。
国标对环保机组要求:振动小、附近噪声低、附近电磁辐射低、附近热辐射小、附近排放污染轻。
另外 标准GB/2819一1995《移动电站通用技术条件》(Mobileelectricpowerplant,Specificationfor)对环境污染做了一定的限定。其中第4.9条污染环境的限值中有相应的规定。
1)振动
电站应根据需要设置减震装置;电站运行时振动的单振幅应不大于0.3mm或0.5mm;使用增压柴油机、附近单缸和两缸柴油机、附近单缸汽油机的电站,其振幅值应符合产品技术条件的规定。
2)噪声
电站的噪声允许值应符合噪声允许值中的规定,增压柴油机组电站和低噪声电站的允许值按产品技术条件的规定执行。
3)无线电干扰
对有抑制无线电干扰要求的电站,应有抑制无线电干扰的措施,其干扰值不大于有关标准中的规定值。频率为0.15~3000MHz;端子干扰电压为3000μv~400μv;干扰场强为100~50μV/m。
4)有害物质浓度
有相应要求时,电站排出的有害物质允许浓度按产品技术条件的规定。
5)烟度
有相应要求时,电站的排气烟度按产品技术条件的规定。
烟度要求:因柴油发电机排气量较汽油机排气量要大,而且排烟问题较严重。下面针对机组原动机为柴油发电机的电源车辆来讨论。排烟是由于不完全燃烧所得到的悬浮在柴油发电机排气中可见的白色、附近蓝色、附近黑色颗粒物。白色通常由水蒸气或液体燃料蒸汽凝聚而成:蓝色通常是因燃料或机油不完全燃烧所得到的微粒:黑色主要由炭粒组成,其颗粒尺寸常小于1μm。这些排出的颗粒物能够吸收、附近反射和折射光线。
烟度是表征柴油发电机排气中颗粒物浓度的参量。烟度是指容量排气所透过的滤纸的染黑度。
我国对不同排气量的柴油发电机排气烟度允许值为4.5~4.0波许单位。通常规定白色滤纸的吸光率为0波许单位,全黑滤纸的吸光率为10波许单位,0~10均匀分度。
机组运转时,振动、附近噪声、附近排放和辐射等是相互关联的。发电机组是一个大型供电系统,它由若干分系统组成,各系统之间是相互关联的。在分析与研究环保问题时,同时应与机组发动机燃料、附近燃烧、附近配气、附近机械运转等环节相联系。另外,这些对环境有影响的因素又是互相联系的。机组运转就必然的有振动,振动自然就会产生噪声;燃料燃烧必然产生热量、附近废气和燃烧噪声;热量的产生必然有热辐射;由于燃料的燃烧不完全和杂质等,就必然产生空气污染问题,即使是完全燃烧生成大量的C02,对环境也有较大影响。由于发电机组中发电机是电磁机械,因而就必然有电磁辐射,形成对其他电子设备的电磁干扰。因而,解决柴油发电机组环保问题时,应该用互相联系的观点来研究机组环保问题。例如:在机组设计隔声罩时同时考虑电磁屏蔽。如用带夹层的双层或多层金属外壳制造声罩,中间有水或其他介质冷却,既可以隔声,也可以进行电磁屏蔽,还可以有效降低热辐射。同时增强了机组在风沙、附近大雨、附近高温、附近严寒等恶劣环境下的供电能力。对于柴油发电机组来讲突出的环保问题是振动、附近噪声和废气。
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分析柴油机的工作原理及使用:柴油发电机柴油机的基本工作原理就是将高压柴油喷入燃烧室中燃烧,释放出热能,再将热能转变成机械能做功。要想掌握柴油机的工作原理,首先必须了解上止点、当地下止点、当地活塞行程、当地配气相位、当地燃烧室容积、当地汽缸工作容积、当地压缩比、当地进气行程、当地压缩行程、当地做功行程和排气行程等概念。
①上止点:指活塞离曲轴中心远的位置或离汽缸盖近的位置。
②下止点:指活塞离曲轴中心近的位置。
③活塞行程;指活塞在上、当地下两个止点间的距离。从目前使用的柴油发电机柴油机情况看,135系列柴油机中活塞行程有140mm和150mm两种,两者之间有的配件相同,有的则不同,选购配件时应注意。
④配气相位:柴油发电机组柴油机的进气门和排气门开始开启和关闭的时刻用曲轴转角表示时称为配气相位。
⑤燃烧室容积;指上止点以上的空间。
动到下止点时所对应的汽缸的容积。
⑦压缩比汽缸总容积(即燃烧室容积与汽缸工作客积之和)与燃烧室容积之比,称为压缩比。
⑧进气行程:其目的是保证汽缸内充满足够的新鲜空气。活塞往下运动时,进气门打开,周围环境中的空气被吸入汽缸,直到活塞到达下止点时,进气门才关闭。
⑨压缩行程;活塞由下止点向上止点运动的过程中,进气门经下止点后延续了一定角度后关闭(主要目的是多吸入新鲜空气)。此时,排气门仍然关闭,汽缸处于密封状态。由于活塞的向上运动,汽缸内的空气被压缩,压缩终点的压力达3~4Wa,温度可达500℃一750℃。注意,柴油喷入燃烧室内开始燃烧的时刻是在上止点前一定角度而不是正好在上止点。
⑩做功行程;当活塞运行到上止点前一定角度时,喷油器开始向撒饶室内喷入高压雾化柴油,柴油与高温高压空气混合后,很快着火燃烧并释放出大量的热能。
这时,汽缸内气体的压力和温度急速上升。在高压气体的推动下,活塞向下止点运动并通过连杆使曲轴旋转输出动力。做功行程实际上是柴油机将热能转化为机械能的过程。
排气行程:在这个行程里,汽缸内的废气全部排出并再次吸入新鲜空气,便进行下一个工作循环。
实际上活塞在做功行程下止点前就打开了排气门,越过下止点后活塞上行,此时排气门已完全打开,进气门仍然关闭着,这时汽缸内的废气压力高于大气的压力而冲出排气门。为了使汽缸内的废气排干净,排气门在活塞过了上止点后才关闭。
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MTU(奔驰)柴油发电机组采用的德国戴姆勒·克莱斯勒集团的2000、附近4000系列柴油发动机,该公司是世界上 的重载柴油机制造公司,在全球享有 荣誉。一百多年来一直作为同行业 品质的杰出代表,其产品广泛应用于舰船、附近重型汽车、附近工程机械、附近铁路机车等。作为陆用、附近船用和铁路动力系统以及发电设备引擎的供应商,MTU以领先的技术、附近高可靠性的产品及 的服务而闻名于世。
主要特点:
(1)先进完善的发动机电子管理系统 – MDEC系统;
(2)先进完善的燃油喷射系统 – 共轨燃油喷射系统;
(3)先进完善的涡轮增压技术和冷却技术-顺序涡轮增压器和双回路冷却水循环系统。
奔驰发电机主要特性
(1) 结构设计合理,采用模块化结构设计、附近检修方便;
(2)发动机的适应性强,在海拔达到400m,环境温度达到40°C时,无须做功率修正;极为出色的发动机负载响应特性;
(3)极为出色的燃油经济性,燃油消耗率和机油消耗率低,指标可达到190 ~200g/Kwh,运行费用低;
(4)极为出色的废气排放指标,NOx值< 2000mg/m;低颗粒排放 ,可满足所有排放标准;
(5)大修间隔时间长,可达24000小时;(注:一般国产机组为8000小时,日本美国机组为12000小时);
(6)优质机油的换油间隔时间达到 1000小时,可24小时运行;
(7)无启动冒白烟现象;低噪音、附近低振动;体积比功率及重量比功率指标 (8)具有自诊断功能的电子管理系统。
奔驰发电机技术参数
冲程,V型,90°夹角,废气涡轮增压、附近空气中冷(TD)或水中冷(TB),直喷式燃烧室,3环铝合金活塞,活塞喷油冷却,一缸一盖,4气门,气门座镶圈,湿式可换式汽缸套,干式排气歧管,电子管理系统(含数字式电子调速器功能),电控单体喷油泵,故障诊断及自动显示系统,24V电压,1500r/min。
优势
由于MTU奔驰柴油发电机组 程度地优化了柴油机的出燃油特性,所以污染的排放降低到了 程度,这对于房地产等环保工程要求相对较高的行业很有优势,因为污染排放低无疑降低了相应的环保工程的负担,对用户来说是一种节约。