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野外施工时柴油发电机组应注意哪些问题
柴油发电机组已经在野外施工场所中备受重用,因为其是以柴油机为原动机,拖动同步发电机发电的一种电源设备,是一种起动迅速、操作维修方便、投资少、对环境的适应性能较强的发电装置。
野外施工时,有以下问题需要注意:
1、野外施工柴油发电机的额定电压必须与外电线路电源电压等级相符。
2、野外施工柴油发电机组的安装环境应选择靠近负荷中心,进出线方便,周边道路畅通及避开污染源的下风侧和易积水的地方。
3、固定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至0.30m。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,前后轮应卡住。室外使用的柴油发电机组应搭设防护棚。
4、发电机组电源必须与外电线路电源连锁,严禁与外电线路并列运行;当2台及2台以上发电机组并列运行时,必须装设同步装置,并应在机组同步后再向负载供电。
5、柴油发电机组及其控制、配电、修理室等的设置应保证电气距离和满足防火要求;排烟管道应伸出室外,且严禁在室内和排烟管道附近存放贮油桶。
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唯有切断供气才是制止柴油发电机飞车行之有效的方法
柴油发电机飞车的实质是喷油泵调速器作用失灵,供油量不能随负荷减小(转速相应升高)而减小引起的飞车;或者是气缸内进入了额外的燃油或过多的机油,使燃料燃烧产生的动力大大超过柴油发电机的运转阻力(机械摩擦阻力及外界负荷),柴油发电机工作失去平衡而引起的飞车。
“飞车”产生的原因:
1.调速器部分(1)油泵齿条(拉杆)卡滞在 供油位置。原因是装配过紧,或进入脏物,或固定螺母、销子和腱等连接件漏装或脱落。(2)调速器弹簧断裂,飞锤脱出或卡滞;高速限制螺钉不起作用。(3)调速器内加入润滑机油太多,影响飞锤的惯性作用而无法灵嫩地控制喷油泵油量。在冬季机油如果冻结,飞锤不能飞甩,更易造成“飞车"。
2.油泵部分(1)油泵柱塞卡滞在 供油位置造成“飞车”。若在柴油发电机工作过程中发生“飞车”,多是因油泵内进入了脏油,油中带进的水和机械杂质进人柱塞副的间隙中,引起柱塞卡滞。(2)安装不当,如带动油泵柱塞的齿条和齿轮的啮合关系装错了,或柱塞装反。(3)为了调大供油量,使柱塞螺旋槽旋度过大。
防止“飞车”的措施:(1)调试喷油泵总成时,要严格地按照调试工艺检修。调整喷油泵和调速器的各个零件和组合件、各连接点磨损时必须修复,指坏件要及时更换。装配时要严格按照工艺步骤与要求进行, 要在技术状态良好的喷油泵试验台上进行的调试。调试内容包括三方面:不同工作情况供油量的调整,调速器的调整,供油角度的调整。现在有轻视喷油泵的倾向,认为手工就可以解决油泵的切问题,就是上试验台也只是调一下供油量与供油均匀性,这种看法和做法是造成“飞车"的重要原因。若在工作中油泵进入了脏油致使柱塞卡滞,应首先检查清洗柴油粗细弗列加滤清器,放出油箱中沉淀物和水,然后排除柱塞卡滞现象,必要时应拆卸油泵柱塞(包括喷油嘴)进行清诜。(2)当发生“飞车"时,应沉着、果断、采取紧急熄火措施。这样就可避免机器事故和保障人身。常采用紧急熄火的方法有:立即停止供油,将凋速手柄拉到熄火位置,顺手关掉油箱开关或用扳手卸掉高压油管,(3)立即停止供气,用棉衣紧紧包住弗列加滤清器的空气入口,或用力拔下弗列加滤清器,堵死进气口。(4)打开减压装置。减压后气门不能关死,致使柴油发电机熄火。不过采用此法等于在配气机构中造成数毫米的间隙,在高速下,这样大的间隙,将形成很大的冲击,可能掼坏减压机构、气门弹簧或配气系统的其它零件。如果减压机构被打坏,则会停不住车。如在行进中,可刹车增大负荷,迫使发电机熄火。
飞车后的应急措施处理飞车的措施基本上有3个:加大负荷;切断供油(高压油);切断供气短加大负荷的方法是挂高挡并强行制动迫使发电机熄火、这样做虽然有效,但容易造成发电机和传动部分零件的损坏,并容易导致交通事故。
切断供油从原理上是说得通的、但实际上却不怎么有效。原因是飞车多发生在发电机空载运行时,由于喷油泵柱塞套上的吸、排油口在高速下产生了较强的节流作用,使供油量比额定油量还大,这些燃油喷入气缸后无法完全燃烧,除以大量浓黑烟的形式排出外,必然还有部分燃油滯留在发电机活塞顶部。因此即使在发生飞车时立即切断高压油供给,但活塞頂部的残油足以维持相当时间的继续燃烧,不能使发电机转速立即降下来,浪费了宝贵的时回,眼睁睁地看着发电机损坏而束手无策。
唯有切断供气才是制止飞车行之有效的方法,没有空气中的氧气助燃,燃油就没有办法继续燃烧。切断供气的方法按发电机结构不同而有所区别。有减压机构的,应立即使发电机减压;有由机械纵或气动操纵的进、排气动装置的,应立即实行阻气能动;若这些机构都没有,可堵住发电机进气口,使其缺氧而自熄。
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气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因
导读:发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外,还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注,尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题,引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化,气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题,严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。
一般说来,高速、轻型大功率柴油发电机,不论是开式冷却还是闭式冷却,气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔,甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废,此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。
1.穴蚀部位:缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上,一般集中在柴油发电机的左右侧方向,特别是承受侧推力 一侧的偏上方;冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上;缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外,不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外,冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。
2.气缸套穴蚀机理
1)一般穴蚀机理:迄今为止,关于穴蚀机理的论述很多,其中较为普遍接受的一种理论认为:机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中,并与液体有相对运动,或机件在液体中受到某种能量的传递作用,形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区,液体汽化形成气泡,或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来;在另一瞬间形成高压时,空泡、气泡被压缩,泡内气体迅速液化而使气泡溃灭,这时周围液体急速冲向溃灭处,产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击,使机件表面金属逐渐剥落。与此同时,金属表面还产生微观电化学腐蚀,两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。
2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间,在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时,由于缸套和活塞之间的间隙,活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧,使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小,冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压,被压缩时形成瞬时高压。此外,冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化,也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡,瞬时高压时气泡溃灭,缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。
3.影响缸套穴蚀的因素:生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏,即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。
1)缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因,缸套振动强度与以下各点有关:(1)活塞与气缸套之间的配合间隙:活塞在气缸中运动时,活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变,但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以,活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大,活塞横摆加速度大,冲击前壁能量大,则缸套振动增强。(2)缸套刚度:缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大,受活塞冲击时缸套变形小,振动小,可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外,还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关,缸壁厚度增加,支承跨距缩短,缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体,缸套刚度增大,可有效地防止穴蚀。(3)冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄,水流速度增高,容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s,水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm,各处均匀一致,水流畅通不形成死水区和涡流区,有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm,大大降低缸套穴蚀。
2)冷却水温度与压力:冷却水温度过高将加速腐蚀的进程,但也不宜长期水温过低。实验表明,钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50~60oC时穴蚀严重,随着水温的升高,穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发,冷却水腔淡水温度在80~90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成,减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。
4.防止缸套穴蚀的措施
除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外,对柴油发电机气缸套穴蚀,还可采用以下措施:
(1)缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开,或使缸套外圆表面强化,可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。
(2)在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀;例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。
(3)在冷却水中加入缓蚀剂;例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂,使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜,不仅可以防止电化学腐蚀,而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用,从而减轻穴蚀。
结论:在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多,选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定,以取得良好效果。
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柴油发电机组的基本原理和结构
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能,根据其用途的不同,可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组;如果按品牌的不同,可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组; 按转速不同,可分为低速发电机组和高速发电机组。
基本原理
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内,经过空气弗列加滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行, 称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。
结构分析
一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓 将发电机钢性连接片和柴油机飞 连接而成,目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较 多一些,柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上,然后配上各种起保护作用的传感器,如 水温传感器,通过这些传感器,直观地把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器, 就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警,这个时候如果操作 员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用 的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组 的控制系统,控制屏一般安装在发电机上,称为背包式控制屏,也有部分是独立一个屏放置在操 作室内,称为分体式控制屏,控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接,分别显示电参数和柴油
机运行参数。此外 , 发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱 , 有的还装设有消声器和外罩。
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