柴油发电机特性

柴油发电机特性（共12篇）

柴油发电机特性 篇1

0概述

低温起动性能是柴油机正常使用中首先要解决的问题。柴油机低温起动系统由起动电机、柴油机、蓄电池、起动开关等主要部件组成。由蓄电池经开关向起动电机供电, 带动柴油机实现低温起动。近年来, 随着柴油机向多缸、小缸径、轻量化、高转速等方面发展, 要求起动电机体积小、功率大、成本低, 还要求起动电机与柴油机的性能匹配高。低温工况时, 柴油机的润滑油、柴油的粘度增大, 燃油雾化困难, 导致起动阻力矩增加、最低起动转速提高, 起动功率也相应增大。因此低温起动电机应同时具备如下性能[1]:足够的起动转矩, 克服各系统的阻力矩;有足够的起动功率, 克服各系统的起动阻力;有合适的转速比, 起动电机在最高功率附近能使柴油机达到最低起动转速。只有这样, 才能低温下成功起动柴油机。

1优化分析

柴油机能否顺利低温起动主要取决于起动电机特性与柴油机起动性能是否匹配, 而起动电机特性指起动功率、起动转矩和转速与电枢电流的关系。本文以永磁直流起动电机为例, 进行优化计算。

1.1起动电机功率

起动电机功率特性与柴油机低温起动性能相匹配条件为

Pem≥Pc (1)

式中, Pem和Pc分别为起动电机和柴油机的起动功率, Pc由柴油机最低起动转速nmin和起动阻力矩Tr来确定, 柴油机最低起动转速nmin通过试验测量。

柴油机的起动阻力矩Tr计算式[2]为

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式中, v0为标准状态下润滑油的运动粘度;λ=3.6×10-2;t为柴油机润滑油的实际温度;t0为标准状态下的温度, 25 ℃。

柴油机起动功率为

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式中, k为安全系数, 1.7;Vn为气缸总工作容积, 2.8 L;τ为柴油机冲程数, 4;η为起动电机与曲轴的传动效率, 0.98。

由式 (1) ～式 (3) 可得起动电机起动功率

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电机的起动功率[3]

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式中, P为电极数;N为每相绕组匝数;ai为极弧系数;Φ为每极磁通量;n为起动电机转速;Ia为电枢电流。

1.2起动电机转矩

柴油机低温起动性能优劣通常用最大起动阻力矩和最小起动转速来衡量。因此要求起动电机起动转矩必须克服柴油机最大起动阻力转矩, 同时具有足够的加速度, 使柴油机在规定时间内达到最低起动转速。

起动电机输出转矩Tem通过传动比为i的起动磁圈传递给柴油机, 其最小值应大于柴油机起动扭矩Tcq。

Tem≥Tcq (6)

柴油机低温起动扭矩[4]为

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式中, J为所有折合到柴油机轴上的转动惯量, undefined;θ为柴油机曲轴转角。

由式 (6) 和式 (7) 可得起动电机起动转矩

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假如忽略功率管开关过渡过程和电枢绕组电感, 则起动电机起动转矩[5]为

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式中, CT为转矩常数;R为每相电阻;Φ为每极气隙磁通;U为电机的端电压;ΔU为电机电压调整率。

由式 (9) 可知:在任意时刻, 电机的起动转矩由两相绕组的合成磁场与转子磁场相互作用产生, 当电源电压、功率管管压降、ΔU和转速一定时, 起动转矩与R、Φ等参数有关。

1.3起动电机转速

起动电机转速特性与柴油机起动性能的匹配条件是柴油机拖动转速大于最低起动转速。直喷式柴油机在低温下最低起动转速为130～160 r/min。

起动电机起动转速[6]为

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式中, Ra为电枢回路总电阻;CE为电动势常数。

起动电机转速由电枢回路电阻压降IaRa和CEΦ这2部分来决定。

2优化匹配

2.1RBFNN-GA算法

RBFNN是单隐层的前向网络, 由3层构成:第1层是输入层;第2层是隐层;第3层是输出层。输入层到隐层按RBF计算隐层输出, 从隐层到输出层按线性网络计算输出节点的输出。RBFNN不仅具有全局逼近性质, 而且具有最佳逼近性能, 同时训练方法快速, 不存在局部最优问题。

遗传算法 (genetic algorithm, GA) 是1种基于生物遗传和进化机制的寻优搜索算法, 具有全局寻优能力和较好的稳定性, 在函数优化等方面得到了广泛的应用。因此, 利用GA和RBFNN融合理论, 提出RBFNN-GA算法, 通过GA动态调整RBFNN的参数, 能在一定程度上克服过学习现象, 增强其全局搜索能力, 避免陷入局部极小点。

RBFNN-GA型求解优化问题的数学模型为

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(11)

式中, x为RBFNN的输入;y为RBFNN的输出;f为非线性优化指标综合评价函数。

图1为RBFNN拓扑结构图, 图2为RBFNN-GA算法程序流程图。由图1和图2可知, RBFNN-GA算法的具体过程:对建立好的RBFNN模型输入样本数据, 即输入向量X (输入向量X的各分量必须在各自值域内) , 通过RBFNN求得相应的输出向量y, 再由评价函数f计算出各个输出向量y的目标适应度, 利用GA算法, 通过适应度值重新调整输入向量X, 调整方法为遗传操作:选择、交叉、变异等, 在给定的综合评价函数f的指导下 (通过适应度值选择个体) 产生种群, 新产生的输入向量X具有更好的适应性。通过遗传计算后, 可得到具有最优目标y, 相应的X也是此目标的优化结果。

2.2优化结果及分析

采用RBFNN-GA算法, 对起动电机在低温-25 ℃下的起动性能进行优化。

约束条件:公式 (4) 和 (5) 、公式 (8) 和 (9) 、公式 (10) 分别是优化起动电机起动功率、起动转矩和转速的约束条件。

优化变量:根据电机自身和起动性能的特点, 选取8个影响因子作为优化变量, 分别是定子的内外径 (Di1、D1) 、铁心长和轭高 (La、hc1) 、转子轭高 (hj2) 、永磁体径向高度 (hm) 、每相电阻与匝数 (R、N) 。

目标函数:由于效率η是评价起动电机性能优劣的关键指标, 故目标函数选为η。

忽略机械损耗和杂散损耗, 电机效率[7]为

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式中, ωr为电机角频率;Ploss为电机可控损耗。

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(13)

式中, ψr为电机转子的磁链;Rs为电机的定子电阻;Lm为电机电阻;Rr为电机转子的电阻;Rfe为电机损耗电阻;Lr为电机的转子电阻;np为电动机极对数。

RBFNN-GA算法的各参数取值如下:种群大小L=50, 迭代次数G=300, 交叉率P0=0.25, 变异率Pm=0.05。优化后的RBFNN拓扑结构为8-8-4, 即网络输入层神经元为8个, 分别代表起动电机的8个影响因子;隐层神经元为8个;输出层有4个神经元, 分别为电机的效率、起动功率、起动转矩和起动转速。

起动电机结构参数优化结果如表1所示。由表1可知:通过优化, 起动电机效率从87%提高到92%, 达到了预测结果。

图3为电机起动功率、起动转矩和起动转速的性能优化结果。根据柴油机低温起动特性可知:起动功率应在最大功率曲线80%～95%的区域内最为合理[8]。此区域内起动电机随时有更大的储备功率发挥, 有利于柴油机低温起动。同时在该区域还可看出起动电机的转速输出范围、相应的起动功率、起动转矩, 甚至还可看出起动电机的起动电流、起动电压、最大阻力矩及判断出使用的蓄电池容量的大小等。由图3a可知:优化后的起动电机功率均比原始功率和柴油机功率大。起动电机优化后的最大功率为2.6 kW, 优化前为2.18 kW, 柴油机低温起动要求的最大功率为1.75 kW。起动电机优化前后的起动功率完全满足柴油机低温起动的性能要求。由图3b可知:随着电流增大 (即负载增大) , 起动电机优化前、后的起动转矩均比原机起动转矩大;优化后的平均起动转矩达到65 N·m, 最大起动转矩为110 N·m, 同时也看到优化后起动电机承受的负载比原机大。由图3c可知:随着电流增大, 起动电机的起动转速下降很快。其原因由式 (10) 可知:当Ia (相当于柴油机阻力矩) 增加时, 端电压U下降, 但CEΦ增大, 结果使n快速下降。比较发现:优化后的起动转速明显高于原机;优化后的平均拖动转速为225 r/min, 最大拖动转速为270 r/min, 满足柴油机较低温度下的起动要求。

3试验验证

试验在低温起动试验室内进行, 环境温度由制冷机组调控。蓄电池供给起动电机电量, 试验对比了原机和优化起动电机, 并测量柴油机低温起动转矩、起动电压、电流与转速等性能参数。

3.1起动电压和电流性能试验

图4为柴油机在-25 ℃起动过程中, 优化的起动电机的电压和起动电流变化曲线。由图4可知:柴油机起动时间为7.1 s;起动电压为9.3～12 V, 波动率为22.5 %;起动电流为398～1 100 A, 满足起动机的要求。在整个起动过程中, 起动电流、电压的瞬时参数的变化规律、波动情况均可采集、记录、处理, 可以对起动机的低温起动特性进行评价和分析。

3.2起动试验

图5为环境温度为-25 ℃、起动转速控制在180 r/min时, 起动电机优化前、后的拖动力矩曲线。由图5可知:优化后起动电机的拖动力矩明显大于原机, 且波动率小于原机, 原因是通过优化, 改变了定、转子的结构和绕组, 这对电机工作特性, 尤其是转矩特性有着明显影响。试验测得原机和优化后起动电机的平均拖动力矩分别为98 N·m和105 N·m, 优化后比原机提高了7.1 %。

图6为环境温度-25 ℃时, 优化前、后的起动电机拖动转速曲线。由图6可知:用原机和优化后的起动电机分别拖动柴油机低温起动时, 平均拖动转速分别为194 r/min和225 r/min, 优化后比原机提高了16 %;起动时间有所缩短。满足了柴油机低温起动的要求, 为柴油机、起动电机和蓄电池的低温起动优化匹配提供了依据。

4结论

(1) 利用RBFNN和GA融合理论, 对起动电机结构参数进行了优化, 通过对起动电机的主要特性 (起动功率、起动转矩和转速) 进行优化分析, 实现了起动电机与柴油机的合理匹配, 保证了低温工况下柴油机可靠、快速地起动。

(2) 柴油机低温起动试验的结果表明:优化后的起动电机起动功率、起动转矩、起动转速分别比优化前提高了18.3 %、7.1 %、16 %, 性能参数均满足柴油机低温起动要求。

参考文献

[1]Ghassemi H, Vaez-Zadeh S.A very fast direct torque controlfor interior permanent magnet synchronous motors start up[J].Energy Conversion and Management, 2005, 46:715-726.

[2]Vaez-Zadeh S, Ghasemi A R.Design optimization of permanentmagnet synchronous motors for high torque capability and lowmagnet volume[J].Electric Power Systems Research, 2005, 74:307-313.

[3]Pryymak B, Moreno-Eguilaz J M, Peracaul J.Neural networkflux optimization using a model of losses in induction motordrives[J].Mathematics and Computers in simulation, 2006, 71:290-298.

[4]Arias A, Romeral L, Aldabas E, et al.Stator flux optimizeddirect torque control system for induction motors[J].ElectricPower Systems Research, 2005, 73:257-265.

[5]Goedtel A, Silva I N D, Serni P J A.Load torque identificationin induction motor using neural networks technique[J].Elec-tric Power Systems Research, 2007, 77:35-45.

[6]张文敏, 李伟力, 沈稼丰.永磁无刷直流起动电机反电动势及定位力矩的计算与仿真[J].哈尔滨工业大学学报, 2006, 38 (2) :297-300.Zhang W M, Li W L, Shen J F.Calculation and simulation ofback electromotive force and cogging torque for permanentmagnet BLDC motor[J].Journal of Harbin Institute of Tech-nology, 2006, 38 (2) :297-300.

[7]张承慧, 崔纳新, 李珂, 等.电动汽车感应电机驱动系统效率优化控制[J].控制理论与应用, 2006, 23 (5) :773-778.Zhang C H, Cui N X, Li K, et al.Efficiency optimization con-trol of induction motor drives[J].Control Theory&Applica-tions, 2006, 23 (5) :773-778.

[8]刘瑞芳, 严登俊, 胡敏强.永磁无刷直流起动电机场路耦合运动时步有限元分析[J].中国电机工程学报, 2007, 27 (12) :59-64.Liu R F, Yan D J, Hu M Q.Field circuit and movement cou-pled time stepping finite element analysis on permanent magnetbrushless DC motors[J].Proceedings of the CSEE, 2007, 27 (12) :59-64.

柴油发电机特性 篇2

承租方：（乙方）

合同签定地：上海

乙双方在自愿、平等、互利的基础上，经协商一致，就乙方承租甲方柴油发电机组事宜，订立合同：

租赁设备说明：

甲方将其合法拥有的 柴油发电机组 台、柴油发电机组 台，共 台出租给乙方使用。

甲方提供柴油发电机组的附件内容：启动电瓶 台（蓄电池已连接好），排气消音器系统 套。

柴油发电机组所用燃油、冷却水乙方自备，不在本合同租赁范围内。

租赁期限：

该柴油发电机组租赁期共 天，自 日起 日止。

租赁期满，甲方收回全部设备，乙方如果需要续租，须提前 天以 形式向甲方提出。

租金支付方式：

该设备 天租金为人民币 元。

该设备押金为人民币 元，以 方式保押。

乙方在甲方提供机组到乙方现场前，即支付全部租金。

租赁设备的使用：

乙方使用甲方柴油发电机组的环境必须符合gb2820-97的规定。甲、乙双方共同确定机组安装地点。

乙方负责设备的进出运输、到场吊装、安装接线、接线电缆。

乙方在使用甲方提供的设备时，所带负载不得超过合同注明功率值。

乙方不得自行对机组进行改造。

未经甲方同意，乙方不得私自将机组分租或转租。

双方的权利和义务：

甲方应按照合同规定时间，将乙方租赁的机组交付乙方使用。

甲方应保证机组正常使用，负责机组的维护保养。

乙方应按照合同规定的时间支付租赁款。

乙方在租赁期间应爱护机组，杜绝人为的损坏或损害。

机组进乙方现场，乙方负责机组安全就位及联结、拆卸。

其他条款：

本合同自双方签字盖章后生效。

本合同一式肆份，双方各持二份，具有同等法律效力。

甲方：中联分马力电机公司革新经营部 乙方：

盖章： 盖章：

日期： 日期：

柴油发电机自启动在水电站的应用 篇3

【关键词】清溪水电站；柴油发电机自启动；事故备用电源；厂用电；智能控制

引言

在水电站厂用备用电源的可靠性至关重要，当系统发生事故或其它原因导致全厂失压，如不能及时恢复厂用电源，会影响水电站的安全生产，如何在最短时间内恢复厂用电，本文提出采用柴油发电机自启动的实现是恢复厂用电的一种快速可靠措施。现阶段水力发电逐渐走向“远程集控，少人维护”的新型管理模式，对水电站自动化、智能化程度要求逐渐提高，而过去的柴油机操作复杂、需人员多、整个流程时间长，容易产生误操作。所以那样的柴油发电机不再适应现代企业的发展要求，所以对厂用电系统备用柴油发电机实现自动启动控制是很有必要的。

概况：以清溪水电站为例，电站位于贵州省绥阳县青杠塘境内，于2009年7月1日正式投入商业运行，装机2x14MW，多年平均流量23.3m2 s，2台总装机容量28MW，多年平均发电量9670KW.h，年利用小时3450h，水库总库容9780万m3，正常蓄水位615.0m，兴利库容4530万m3，死水位598.0m，死库容3850万m3。

电站出线电压110KV，母线接线方式为单母线，通过两回110KV线路接入系统，与系统够成∏型接线运行，母线承担着系统过流母线，是接入境内唯一的110kV桐-正线（桐梓-正安）上，如下图1所示。对于只有单一送出线的清溪水电站来说，系统相对薄弱，特别是雷雨天气，系统易出现故障保护动作，导致清溪电站全站失压，柴油发电机作为厂用电系统备用电源非常重要；

图1 清溪电站主接线

1、厂用电系统概况

厂用电系统由两台厂用10kV断路器、三台厂用400V失压联跳断路器411DL、410DL、412DL、两台10kV厂用变压器、两段厂用400V母线、两组厂房400V配电开关柜、三台400V坝区断路器431DL、455DL、两组400V坝区配电开关柜及1台400V厂用系统备用柴油发电机组成。电站柴油发电机设计安装位于坝区400V配电室距离厂房300米，当系统发生故障线路开关跳闸，导致全厂失压，需要派两名人员到大坝柴油发电机房手动启动柴油发电机，柴油发电机带厂用电正常需要经过一系列复杂的操作，操作需时间长，柴油发民电机启动后时刻监视柴油发电机的电压、频率，需手动调整柴油机给油量，工作极为不便，为了减轻人员的工作量，解放人手，操作简单，2012年2月电站对柴油发电机进行自启动改造。

2、柴油发电机改造前的运行说明

2.1如图2所示，厂用电I段、II段分段运行，厂用电线联410开关断开；2.2厂用电I段431ZKK开关合和II段455ZKK开关其中一个合上；坝区1ZKK和2ZKK开关其中一个合上，16ZKK合上，母线联络11ZKK合上，柴油发电机出口开关拉开；2.3正常运行时，坝区400VI段、II段电源均由厂房厂用电 I段431ZKK引至大坝经1ZKK开关提供；2.4全厂失压时，确保410、411、412开关确已断开，拉开厂用电I段431ZKK开关，手动启动柴油发电机升压正常，合上坝区柴油发电机出口开关，合上大坝2ZKK开关，合上厂房400VII段455ZKK开关，合上400VI段II段410母联开关，此时保安电源由坝区柴油发电机提供。

3、改造前存在的问题分析

柴油发电机安装在大坝距离厂房300m，当系统发生故障，需要开柴油机带厂用电，存在问题如下：

3.1由于手动启动，起启时间长，调节不便；3.2当启动正常需要带负荷时，操作的开关较多，如合上坝区柴油发电机出口开关，合上大坝2ZKK开关，合上厂房400VII段455ZKK开关，由于操作开关较多容易造成误操作；3.3在电站人员少，新手多的情况下，启动柴油机最少需要两个人，在柴油机带上负荷后，柴油机启动正常后随时监视电压、频率的变化，厂用负荷发生变化需及时调整，调节困难。3.4停机前，先卸去负荷，然后调节调速器操纵手柄，降低转速，运转3-5min后再拨动停车手柄停车，这样要求熟悉设备者操作。

4、柴油发电机改进措施及自启动的实现

在发电机出口加装一台SYK1系列的自动转换开关。该开关可实现Ⅰ路厂用电源失电后自动接通Ⅱ路备用电源，Ⅰ路市电带电后自动断开Ⅱ路备用电源，当Ⅰ路接厂用电检测电源，Ⅱ路接柴油发电机出口，即可实现厂用电消失后，柴油发电机自动合闸，当厂用电恢复后，柴油发电机自动分闸。

实现柴油发电机的自动启停，还需和控制回路进行配合，通过选用XHZ820B-1系列控制器和电子调速器，对柴油发电机控制系统进行改造，自动转换开关辅助接点将柴油发电机开关信号传至控制器，控制器经过逻辑判断向电子调速器发送启机、停机命令，电子调速器接收命令执行油路控制。即当厂用电停电后，转换开关将柴油发电机出口自动合上，柴油发电机合闸位置信号通过辅助接点传至控制器，控制器逻辑判断后向调速器发送执行打开油门开关命令，同时继电器失电，电磁开关闭合，柴油机点火启动。运行过程中，电子调速器根据电磁传感器信号自动调节转速与功率，保证柴油发电机正常运行。当厂用电恢复时，转换开关自动切换，柴油发电机出口断开，柴油发电机分闸信号传至控制器，控制器逻辑判断后向电子调速器发送停机命令，电子调速器接收停机命令后动作执行机构关闭油门，柴油发电机自动停机。

当发生事故时，全厂失压，智能控制盘监测市电电源无卡耶拉，10S判断是否永久性故障，自动启动柴油机，自动实现高低转速的切换，10S内柴油机各参数正常（反之自动停机起动失败，流程结束），自动合上出口开关，厂房400V配电盘柜带电，即可保证厂房的厂用电正常提供，如图3所示。

4.2技术改造后的优点

4.2.1将黑启动的关口前移，原来是要在出现极端情况下才需要开启柴油机，现在只要厂用电消失柴油机马上就启动将厂用电带起，有利于运行人员进行事故处理，不会忙中出乱，不会在处理过程中扩大事故。

4.2.2操作简单，因为几分钟就可以带起厂用电，柴油机根据负荷变化自动调节。

4.2.3柴油机实现了智能充电，减少了维护工作量。

4.2.4抵抗全厂失电功能。所谓全厂失电是指发电厂在失去厂内、外交流电源。柴油发电机自动启动，提供厂用电源。

4.2.5柴油发电机具有自动启动功能、自动并列功能、自动接带负荷功能、自动调整功能、模拟试验功能，所以更能保证事故保安电源的稳定性。

5、结束语

平时注意检查蓄电池电压，保证机组燃油、机油、冷却液正常，按时做好柴油发电机启动检查。

经过近年的运行实践；目前一切运行正常，未发生过柴油发电机误启动现象。为保证可靠，柴油机自启动后由运行人员定期在厂房远方手动模拟操作开关跳闸全厂失压让柴油发电机自动启动，并且每次柴油机启动正常成功率达100%，清溪电站柴油发电机自启动于改造后，未发生误启动现象，大大缩短了事故时恢复事故处理时间，确保设备的安全稳定运行，减少了运行人员的工作量，解决了在人员不足的问题情况下，确保紧急情况下事故闸门、油压装置、排水系统等重要设备的正常工作，为电厂和的安全运行提供了有效保障。

清溪电站厂用电接线图3

参考文献

[1]杨冠成，解大.电力系统自动装置原理（第四版）[M].北京：中国电力出版社，1995：10.

柴油发电机特性 篇4

1.1 数据中心的电力负荷特点及可靠性要求

数据中心的电负荷不同于一般的民用建筑,电子信息设备及其他辅助设备全年365天不间断运行,电力负荷受时段的影响小,全年电负荷波动范围统计约为0.90〜1。

数据中心对电力系统的可靠性要求也不同于一般民用建筑。对于A级机房,国标《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008中有明确定义:机房内的场地设施应按容错系统配置,在电子信息系统运行期间,场地设施不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修导致电子信息系统运行中断。供电系统必须满足该功能,才能达到A级机房的要求。

A级电子信息系统机房的供电电源应按一级负荷中特别重要的负荷考虑,除应由两个电源供电(一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到破坏)外,还应配置柴油发电机作为备用电源。

1.2 数据中心柴油系统与柴油发电机的重要性

在市政断电的情形下,数据中心的UPS在ms级启动以满足电子信息设备的电力需求,此时柴油发电机启动和并机,一路供电至冷水机组、水泵等动力设施;另一路经UPS、PDU供电至电子信息设备电源。可见,柴油发电机适时正常启动,是数据中心可靠性的重要保障。

柴油是柴油发电机启动和发电的必要条件,因此,除了做好柴油发电机自身设备的维护,柴油储存和供应是数据中心可靠性的重要保证,在数据中心机电系统的设计中不容忽视。

2 数据中心柴油储存与供应

2.1 数据中心柴油储存量的确定

年ructure Tier Standard:Topology一文中规定:T3数据中心的场地设施须包含燃料储存,储存量应满足容量为“N”的发电机可靠运行12h;T4数据中心的场地设施须包含燃料储存,储存量应满足容量为“N”的发电机可靠运行12h。对于柴油发电机来说,燃料储存就是柴油的储存。

12h的柴油储存在实际项目中,可视项目的具体情况有所增加。有的数据中心建设地点远离柴油供应中心,对于这样的数据中心,柴油的储存量应根据柴油罐车能到达的时间进行修正,增加为24h,或者更多;有的数据中心建设地点靠近柴油供应中心,比如中石油的数据中心,石油供应的可靠性是很高的,柴油的储存量不需要增加。

2.2 数据中心柴油供应系统

T3数据中心的可靠性要求为“在线维护”,T4数据中心的可靠性要求为“容错”。T3数据中心的柴油供应系统如图1所示。

T4数据中心的柴油供应系统如图2所示。

数据中心柴油系统还应设置卸油装置,保证油罐卡车的正常顺利卸油,如图3所示。

2.3 柴油品质的监测、取样及维护

由于柴油机在数据中心的运行维护过程中并不经常使用,通常每个月空载启动一次,每三个月或者半年带载启动一次,这就导致柴油的储存时间比较长。因此柴油系统须合理解决柴油的储存品质问题。

柴油储存时间长了,可能产生尘埃、水、微生物等杂质。对于尘埃,油泵前设有过滤器,但需要定期更换过滤器;对于水或者水蒸汽,国外的最佳实践是增加一套柴油的汽水分离及过滤装置,见图4。

有了这套装置,柴油可以储存很长时间,甚至长达两年;对于微生物,须设置柴油的取样及监测装置,实时监测柴油品质,判断是否满足柴油发电机的启动及运行要求。

3 小结

以上分析表明,柴油的储存和供应是柴油发电机可靠性的重要保障,数据中心的柴油系统须注意以下事项:

(1)在遵守规范的基础上,根据项目的实际情况合理确定柴油的储存时间;

(2)根据数据中心的可靠性要求合理确定柴油供应系统;

(3)合理设置柴油系统确保柴油品质。

可见,数据中心柴油系统的合理配置与柴油发电机的可靠性息息相关,与数据中心电力供应的可靠性关系密切,数据中心的场地设施须合理设计柴油的储存和供应系统。

参考文献

[1]中华人民共和国工业和信息化部.GB50174-2008电子信息系统机房设计规范[S].北京:人民出版社,2009.

[2]ANSI/TIA-942-2005数据中心用远程通信基础设施标准[S].

柴油发电机购销合同 篇5

乙 方：

经双方协商，就甲方二手上柴12V135配兰州电机250KW事宜达成以下协议：

一、价钱与甲乙各方的责任：

1、发电机组价钱为50000.00元整(伍万元整)不含税票;

2、除发电机组以外，甲方向乙方提供两个足以供机组启动的蓄电池(24V);

3、乙方负责发电机组的吊、运及就位等费用;

4、甲方负责发电机组到达乙方安装点的标准安装工作;需要的安装材料、电缆、切换开关以及室外排烟系统，导风系统的材料等费用由乙方负责;

二、保修时间与保修期各方的责任：

1、甲方向乙方承诺，保修一年或500工作小时(以先到为准);

2、保修期向甲方每季度定期对发电机组例行维护保养一次，如发电机出现故障，甲方收到通知以后四个工作小时以内到达现场处理;(甲方的以上承诺不包括乙方人为疏忽造成的损坏，失机油、失冷却水，超负载及不可损拒的自然灾害造成的损坏)

三、结算方式：

1、双方签订合同以后，乙方向甲方支付发电机组价钱的95%，即元整(肆万柒仟伍佰元整)。

2、甲方收到乙方款项以后，两天以内把机组运抵乙方指定安放的地方，(吊运及相关费用由乙方支付)，安装调试运行正常以后，3个工作日内向甲方结清余下5%款项 2500.00 元(贰仟伍佰元整)。

四、合同生效：

本合同一式两份，甲乙双方各执一份，以双方负责人签名、盖章、生效。

甲方： 乙方：

签名： 签名：

电话： 电话：

日期： 日期：

付款资料：

户名：叶兴妃

开户行：建行海口支付

账号：户名：叶兴妃

开户行：农行海口支行

柴油发电机特性 篇6

摘 要：本文提出了一种基于DSP的船用大功率柴油发电机充电控制器的方案，分析了控制器硬件及软件的结构和功能，并在大功率直流电力系统平台上进行了实验验证，结果表明控制器的性能良好。

关键词： DSP；分级恒流控制

中图分类号：U665.1 文献标识码：A

Abstract： This paper presents a charging control system of high-power marine diesel generator based on DSP， analyzes the structure and function of the control system and the goodproperties of the control system are verified through experiment on the high-power DC powersystem platform.

Key words： DSP； Multi-constant current charging

1 引言

某些船舶采用电力推进方式，其特点是一次动力源为柴油发电机，二次动力源为蓄电池，在柴油机动力不足或者特殊工况下，由蓄电池提供主要动力。另外，蓄电池还能增加其水下续航能力，提高作战隐蔽能力。

本文研究的蓄电池充电系统为：四台整流柴油发电机、两组蓄电池、直流负载、保护装置、充电控制系统等，见图1所示。

图1中，1号和3号柴油发电机为一组，Icf1和Icf3为两台柴油发电机的充电电流，与1号蓄电池组直接并联，蓄电池充电电流为Idc1；2号和4号柴油发电机为一组，Icf2和Icf4为两台柴油发电机的充电电流，与2号蓄电池组直接并联，蓄电池充电电流为Idc2。两组蓄电池分别并接负载后通过限流保护装置Rx并联。

蓄电池分级恒流充电控制系统作为充电系统的核心，要求其能够在尽可能地延长蓄电池使用寿命的基础上，在规定的时间内使蓄电池快速充足电量。它的主要任务是根据给定的电流级别经过计算输出4～20 mA的恒流控制信号，该信号经过励磁调节器放大后去控制柴油发电机的励磁电流，从而使两组蓄电池的充电电流值达到给定的充电电流级别。

2 蓄电池充电系统的控制策略

充电系统的充电电源为四台柴油发电机，能工作在恒流或恒压两种工作模式。一般发电机恒压充电工作于手动工况，需要实时调节控制电位器来调节充电电流，操作强度大；而自动充电工作于恒流模式，采用多级恒流与浮充恒压充电方案，具体策略如下：

（ 1 ） 将蓄电池整个充电过程分为六个恒流阶段和一个浮充阶段，根据经验选择2 400 A、1 800 A、1 200 A、900 A、600 A、300 A作为六个恒流阶段的充电设定值；

（ 2 ） 各充电阶段终止控制策略：主要基于每阶段的蓄电池端电压值，当蓄电池端电压达到设定的阀值时，便进入恒压充电阶段，充电电流将逐渐减小，同时提示转入下一充电阶段；

（ 3 ） 浮充阶段的充电控制策略：当切换到浮充档后，若此时蓄电池端电压没有达到所设定的浮充电压值，则充电电流限制在100 A 以内。当达到浮充电压值时，控制蓄电池组的充电电流为0，使蓄电池组处于既不充电又不放电的状态；

（ 4 ） 发电机的投入和退出策略：柴油发电机的工作电流有最大上限，在功率缺额时需提示投入新的柴油发电机弥补缺额，并投入柴油发电机后能自动均流，减小冲击；在柴油发电机处于轻载或空载状态时，特别是在低于25%负载并联运行时易出现振荡，需提示退出柴油发电机，避免振荡，提高燃油效率；

（ 5 ） 功率保护越限策略：在满功率时，不是在所有情况下柴油发电机都能输出额定电流，当蓄电池电压升高到一定值后，需要实时计算此时的最大充电电流上限值，避免柴油发电机功率越限。

3 基于DSP的充电控制器硬件电路设计

如图2 所示，整个硬件电路主要包括两组蓄电池电压电流检测及采样电路、四台柴油发电机投入状态开关量检测电路、四台柴油发电机励磁状态开关量检测电路、充电电流分级开关信号检测电路、四台柴油发电机控制信号D/A输出及隔离电路、CAN通讯接口电路等。

3.1 蓄电池组电压电流检测及采样电路

两组蓄电池组的电压、电流的取样都是通过霍尔传感器来实现的，其采样信号经过调理电路、RC滤波电路接入芯片TLV2544的模拟输入通道，经A/D 转换后，通过高速光耦隔离电路6N137将串行数据送入DSP。

3.2 四路恒流控制信号输出电路

DSP计算的控制量是数字量，因此需要将其转化为模拟信号才能作为四台柴油发电机励磁的输入信号。四路数字控制信号通过光耦隔离电路，驱动四路具有独立隔离电源的模转换芯片DAC7512产生输出0～5 V 的电压信号，而柴油发电机的励磁调节器是由电流信号驱动的，故需采用由AD694恒流源电路把0～5 V 电压信号转化为4～20 mA 的电流信号。

3.3 电压限幅值下传通讯电路

蓄电池使用一段时间后，充电特性会发生变化，为了便于维护蓄电池，上位机可以通过CAN隔离通讯接口将修改后的电压保护限幅值下传到控制板上，并在数据效验合格后存储于EPROM中，提供快捷的用户接口。

4 基于DSP的充电控制器软件设计

在以TMS320LF2407 为核心构成的蓄电池恒流充电控制系统中，其软件功能如下：

（ 1 ） 实现检测信号的A/D 变换和控制信号的D/A 转换；

（ 2 ） 实现蓄电池多级充电电压限幅数据下载存储；

（ 3 ） 实现电压外环、电流内环的PI控制算法；

（ 4 ） 实现四台柴油发电机投入和退出逻辑控制及指示。

主程序要完成系统和所需各个功能模块的初始化，进入主程序中循环执行，等待T1周期中断的发生。T1中断周期为20 ms，是程序调用的最小时间节拍。一旦T1周期中断发生，DSP自动执行T1周期中断服务子程序，完成0到9的循环计数，即一个调节时间步长为200 ms，其间以时间片来调度蓄电池电压、电流共四路检测信号的转换A/D变换、PI调节算法、投入逻辑控制、D/A转换、通讯接口的数据查询。

在蓄电池恒流充电控制系统中，由于柴油发电机输出恒定电流，而充电电流的变化会直接影响端电压的变化，故设计了电压环、电流环双环的PI控制结构，如图3所示。其中电压环为外环，在2 400 A、1 800 A、1 200 A、900 A、600 A充电电流级别时，设定的电压给定值为蓄电池的过充保护电压值；在300 A时，设定为浮充电压值。当端电压没有达到该电压值时，电压环将输出与充电电流级别关联的饱和值，这时电流环起主要作用；当蓄电池达到该电压值时，电压环才起作用。

电压环、电流环调节采用PI调节器。根据双环控制的结构特点，选用增量式PI调节器算法。

图4给出了PI调节器的结构框图，为了防止溢出，设置了输出饱和限制。PI调节器的参数值（k1 和k2 ）整定比较复杂[2]，需要通过实验来整定。

5 试验结果

在进行实际系统联调实验时，在蓄电池充电系统模拟测试平台上根据几种典型的工况验证了控制器的性能。

（1）第一种工况：蓄电池并联充电，1、2号柴油发电机投入，将充电电流级别从1 200 A 逐级切换到0A档，观察蓄电池各级充电电流响应情况。以1 200 A 切换到900 A 为例，图6 给出了充电电流较大一组蓄电池的响应情况。

由图6 可以看出，充电电流调节过程比较平缓，调节时间为12 s 左右，符合实际系统的要求。

（2）第二种工况：蓄电池并联充电，1、2号柴油发电机投入，充电电流级别为900 A，观察蓄电池充电电压上升，达到保护值545 V时充电电流的变化。

如图7 可以看出，蓄电池端电压达到设定值时，充电电流会逐渐减小。这时充电电流的控制进入电压、电流双环调节的阶段，为了维持端电压恒定，充电电流必然要减小，但变化过程要求比较平缓。

6 结论

该控制器的各项性能指标完全达到了设计要求。在后续的研究中还要继续两方面的工作：一是设计友好方便的人机界面或者交互接口；二是反馈PI环参数和电压电流的采样值和方向，用于监控控制器的工作状态，以提高控制系统的可靠性和安全性。

参考文献

[1] 高金源.计算机控制系统-理论、设计与实现[M].北京航空航天大学

出版社.

柴油发电机的维修和保养 篇7

柴油发电机由柴油发动机、发电机、控制系统以及其它辅助组件组成。柴油发动机是以柴油为燃料的内燃机, 属于四冲程压缩点火式发动机。其原理是将柴油雾化与空气按比例混合, 压缩自燃膨胀推动活塞运动, 将化学能转化为动能。

发电机转子轴与发动机连接, 由发动机带动转子转动, 切割磁力线产生电能。

控制系统用于协调发动机和发电机工作, 显示柴油发电机组的多种参数, 如:机油油压、发电机电压、电流、频率、冷却水水温、电瓶电压、累计工作时间以及异常告警指示灯 (无法启动、低油压告警、超速告警、高温告警) 等。还有紧急停车按钮、控制开关、电力输出开关、故障灯测试按钮等。

柴油发动机四冲程分别为吸气、压缩、做功和排气。发电机是无电刷励磁组件, 省去了对滑环和电刷的保养, 发电机整个系统装在一个机壳并且按无故障操作来设计构造的, 整个转子系统是动态平衡以保证无震运转, 电机可靠性很高。

根据以上描述, 我们大体可以将故障分两个大类进行考虑:柴油机无法运转和柴油机启动但无电力输出。第一大类的故障占大多数。

1 柴油机无法运转

柴油机无法运转又可分为柴油机无法启动和柴油机启动后不久停机两种。

1.1 柴油机无法启动

1) 查看控制面板上红色的紧急停车按钮是否被按下, 如果被按下则顺时针方向旋转放松复位;

2) 看控制开关是否在“OFF”位, 如果是, 则转至“ON”或者“AUTO”位;

3) 测量启动电瓶电压, 如果电压低于13V, 对电瓶进行充电或者更换新电瓶;

4) 若电压正常, 则检查启动马达和磁吸, 如有故障及时更换或维修;或者检查电瓶电力输出线接头螺丝是否松掉, 接触不良则加固;

5) 检查电力切换柜到油机的控制信号线是否中断, 这种可能性不大, 但有鼠患的地方需要留意;

6) 检查喷油泵是否漏油进气, 导致供油不足, 这种情况比较少见不过确实有碰到过;

7) 环境温度是否过低, 一般情况下南方冬天温度对于启动油机影响不大, 北方需要加预热启动装置。

1.2 柴油机启动后不久停机

1) 检查柴油油位, 过低则加油;

2) 检查燃油管道及过滤器是否堵塞, 若堵塞则清洗和更换柴油滤清器或相应管道;

3) 检查交流发电机一侧的保险丝F1 F2 F3, 异常则更换;

4) 柴油机是否过载, 如果加了很多用电设备, 根据重要性高低关掉一些非关键用电设备再启动油机, 过载也会引起高温告警;

5) 若高温告警灯亮, 检查散热器是否堵塞, 风扇皮带是否松动, 或者等柴油机冷却后检查冷却水位是否过低, (切不可在未冷却时打开盖子和加入大量冷水, 这会对柴油机构成严重破坏) , 若有问题进行相应处理;

6) 若低油压告警, 检查机油油位, 使其处于合理水平, 机油过少不影响启动, 但对设备损坏比较严重, 应加强注意;

7) 检查空气滤清器是否堵塞, 必要时进行清洗或更换。

2 柴油机能运转但无电力输出

之前我们说过, 威尔逊柴油发电机的发电机组很可靠, 如果真的是电机坏了, 作为普通值班人员是没有工具和能力对机组拆开和检修的, 只能请厂家专业维修人员。作为雷达值班人员, 当油机正常运转但无电力输出的情况下, 我们首先看电力输出开关是否合上, 其次检查控制面板的电路板是否损坏。

以上检查步骤是我们对柴油发电机的初步和最大可能性排查, 在以上努力后仍不能恢复正常, 我们再请厂家专业维修人员进行检修。

总之, 故障排除我们首先对故障现象进行大体归类, 然后用可能性大小及由易到难的原则进行筛选检测, 能最快地定位和排除故障, 减少不必要的损失。

为了使发电机组少出故障, 我们有必要对油机进行定期和不定期的保养, 尽可能减少不确定因素。

2.1 柴油机的日常保养:

1) 检查整机外观有无损坏, 做好外部清洁;

2) 检查润滑油位、冷却液位、燃油位是否在正常水平;

3) 检查散热器和冷却器有无阻塞情况;

4) 检查润滑油和燃油是否有泄漏;

5) 测试故障灯好坏;

6) 每周定时无负载启动半小时。

2.2 柴油机的半年或年度保养

1) 更换润滑油;

2) 更换或清洗燃油滤清器和空气滤清器;

3) 检查调整风机及充电发电机皮带张紧力;

4) 清扫散热器芯;

5) 排放燃油箱残水。

以上论述是作为一个雷达值班员对柴油机维护和保养的粗浅探讨, 不当之处多多海涵和指正。但这不能作为浅尝辄止的理由, 在日常的工作生活中需要对设备及其零部件更加深入地研究, 既能让自己学得更多, 又能节省台站经费, 对汽车发动机也能举一反三更快更好地理解。

参考文献

[1]F.G.WILSON ENGINEERING LTD发电机技术操作及维修保养手册[Z].1995, 8.

[2]培训讲义:柴油发电机组[Z].

柴油发电机励磁绕组的改进 篇8

经过对施工环境、发电机使用情况的调查和对故障的分析研究，满载运行时间过长、负载功率因素低、三次以上的高次谐波严重、三相负载严重不平衡、频繁起动较大功率的异步电动机、发电机及负载短路、保安装置失灵或不完善以及高温高湿环境连续作业等是造成发电机温升过高、从而最终导致励磁绕组被烧毁的主要原因。

1 改进措施

拆除烧损的励磁绕组，按原线径匝数采用高强度聚脂漆包线重新下线，绕组浸漆(常用1032三聚氰胺醇酸树脂漆或1012耐油清漆适用于E级或B级绝缘)，经用500伏兆欧表测量，绝缘电阻达100MΩ以上。参考各类发电机励磁系统，结合具体情况分析原励磁系统设计上的缺陷和不足，我们重新设计了励磁恒压系统。采用单相半波可控整流，整流电压最大值为103V，导通角≤180°。

根据设计计算采用3CT50/500V可控硅代替原3 C T 1 0/5 0 0 V的可控硅，经试运转及电路测量、元件调整，各项指标均符合要求，达到了改进目的。励磁电流为26A，励磁电压为64V，当外负载变化时，瞬态电压调整率≤±25%，瞬态频率调整率≤±8%，电压稳定时间≤1.5s，频率稳定时间≤6s，稳态电压调整率≤±5%，稳态频率调整率≤±6%，电压频率波动率≤±0.6%，接近新品指标。

2 使用控制措施

1)严格控制发电机温升(以气温40℃为基准)不超过50℃。运行中经常以触摸感觉、温度计检测的方式，当发现轴承外圈温度超过95℃、润滑脂有稀释流出现象，或轴承有沙沙磨擦声时，均应立即停车查明原因，排除故障后方可运行。

2)保持调速器良好，稳定发电机转速在1 500r/min，使周波达50Hz，运行中发现周波有变化，应及时调整柴油机油门稳定周波，并检查调速器是否运行正常。

3)发电机二级保养时斟情更换润滑脂，润滑脂数量应为轴承空隙的1/2～2/3左右。应按使用说明书规定仔细检查轴承，如果滚珠或轴承内、外圈等处出现蓝紫色时，说明轴承受热退火，应注意使用或更换。更换轴承时，轴承内外孔和轴及机体配合应符合规定的过盈量，太松时应在轴承内外圈挂锡，精磨后装配;过紧时应用00号砂纸细心打磨后装配，既防止轴承配合过松打滑、磨擦生热，又防止过紧时减小轴承游隙，增大磨损，增加温升。

4)发电机使用时应尽量使用电设备合理分配，三相功率平衡(其中整流励磁的A相已消耗电力2kW)，三相不平衡不应超过20%。尽量使用三相电焊机，使用两相对焊机时应停用其它设备，并间歇对焊。工作中密切注视机体温度，如果温升过高，应立即停机降温。

5)发电机在高温、高湿环境下作业应采取降温和除湿措施，如采用吹风机改善通风条件、间歇运行，使之冷却，控制机体温度不超过90℃，或减轻负载不超过发电机容量的85%，作好发电机顶部密封，防止雨淋。

6)原则上禁止发电机过载使用，特殊情况过载使用时，如使用发电机进行钢筋对焊时，应间歇作业，并严格控制发电机温升，一旦温升过高，应立即停机采用吹风机冷却，待降温后再投入使用。负载电动机最大容量不应超过发电机容量的40%，间断起动电动机间隔时间不应低于1min，尽量避免频繁起动。

7)发电机运行中应密切观察励磁电流，若超过额定值时应减轻负载。若调整无效应停机检查励磁绕组是否因绝缘下降(发电机冷态低于2MΩ，热稳定状态低于0.5MΩ)而严重漏电或短路接地，不可强制运行以免造成机器损坏。

8)发电机若长期不用，使用前应将定子采用稳态短路电流法对绕组进行烘干驱潮，当绝缘大于2MΩ以后方可使用。

3 效果

重新设计、安装了新的励磁恒压系统，并实施了一系列措施，严格执行操作规程，加强设备管、用、养、修工作，经过一段时间检验，设备状态良好，消除了类似故障。我们又陆续对其他几台有故障的75kW～250kW柴油发电机励磁系统进行设计改装,并在全集团公司进行推广，改造、安装新装置，改善了技术性能和各项经济指标,充分发挥了设备的使用性能，提高了设备完好率、利用率，保证了施工生产的顺利进行，取得了较好的经济效益。

摘要：本文介绍了柴油发电机组励磁系统出现的故障及原因,设计了新的励磁装置,并制定了使用控制措施,通过实践检验,排除了类似故障,从而保证了工程施工的安全、质量、进度和效益,取得了较好的经济效益。

柴油发电机特性 篇9

柴油机颗粒物排放对人体的危害正日益为人们所重视。1989年国际癌症研究组织(IARC)指出柴油机的颗粒排放物对实验动物具有致癌性和对人类具有潜在的致癌作用[1]。研究表明,不同直径的微粒对人体健康的危害程度是不同的,微粒粒径越小,悬浮于空气中的时间就越长,更容易经呼吸道深入到人体肺叶中,在人体中的滞留时间也越长,危害也就越大[2]。因此,在国内外柴油机常规排放研究中,除了根据法规要求对颗粒物质量总量进行监控外,对于颗粒物数目和颗粒粒径分布也给予了越来越多的关注。从文献[3]可知,颗粒物的成形原理可分为两类,即核态颗粒和聚集态颗粒。核态颗粒主要是由H2SO4凝核生成,而聚集态颗粒则是在燃烧过程中燃油不完全燃烧所残留的碳颗粒聚集而成。同时,由于成形原理的不同,聚集态颗粒的粒径比核态颗粒要大,二者的分界在粒径30～60 nm之间,根据发动机及工况的不同各有区别。

生物柴油为绿色、可再生的柴油机代用燃料,具有无毒、高生物降解率等特点,还可以与石化柴油进行任意比例的混合,在基本不改变发动机结构参数的前提下燃用,具有比柴油更佳的排放性能(NOx除外)。因此,生物柴油目前已在欧美等国家得到了广泛的应用和研究[4,5,6] 。而国内对生物柴油的应用也开展了一系列的研究,包括生物柴油车的道路试验、冷起动试验和发动机动力性、经济性和排放特性等试验[7,8,9]。但对于生物柴油的颗粒粒径分布的研究相对较少,特别是针对高压共轨喷射系统的国-Ⅲ柴油机,鲜见报道。本文在国-Ⅲ共轨柴油机上,对生物柴油和柴油混合燃料的排放颗粒物粒径分布进行了研究。

1 试验系统及方法

1.1 试验系统

表1为试验用发动机主要技术参数。发动机包括:高压共轨喷射系统、增压中冷系统、中冷EGR系统、二级氧化催化器等。

试验系统如图1所示,主要由7部分组成:共轨柴油机、AVL台架控制系统、AVL735油耗仪,AVL多组分气体分析仪、CO2气体分析仪、自制部分取样稀释风道和扫描迁移率粒度分析仪(SMPS)。其中,AVL多组分气体分析仪可同时测量HC、CO、NOx、PM等各项法规要求的排放物数据,以及多项非标气体的数据。SMPS是试验的主要测量仪器,它提供采样气体内不同粒径颗粒物的粒径分布数据,测量范围为7～1 000 nm。稀释风道的取样管路和稀释管路均采用绝热处理,以减少颗粒传输过程中的热泳损失。稀释空气采用高效空气过滤器过滤。稀释系统的稀释比采用柴油机产生的CO2作为示踪气体,主要包括:排气中的CO2浓度 E(由FTIR测量)、稀释空气的CO2浓度 A和混合气体的CO2浓度 M,由CO2分析仪测量(精度0.01 %)。稀释比(Dr)按照下式计算:

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1.2 燃料特性

试验采用的生物柴油原料是地沟油、柴油为0号柴油,相关特性测试结果如表2所示。与普通柴油(B0)相比,纯生物柴油(B100)的含氧量约为11%,生物柴油的硫含量仅为柴油的0.5 %左右,而低热值比柴油约低10 %。试验燃油混合比分别为B0、B40、B60、B100(数字代表混合燃料中纯生物柴油所占的体积百分比)。

1.3 试验方法

试验转速为2 000 r/min,扭矩分别为50、100、150、200 N·m,试验前SMPS采用标准粒子标定,测量范围为10～360 nm,颗粒数量排放数据均在发动机工况稳定后测试,测量点位于两级氧化催化器之后。试验时发动机未做任何改动和调整,试验前两级氧化催化器均进行换新。

2 试验结果及讨论

在比较生物柴油与柴油粒径分布前,首先对燃用普通柴油时颗粒粒径分布进行测量,如图2所示。随着负荷的增加,颗粒的粒径分布从单态分布转为双态分布,在100 N·m工况下开始出现核态颗粒,升高到150 N·m后颗粒粒径分布形态趋于饱满。双态的分割点在50 nm左右。此结果与国内外学者的研究结果基本一致[3,10]。峰值<50 nm的颗粒属于核态颗粒,峰值>50 nm的颗粒属于聚集态颗粒。而聚集态颗粒的粒径分布基本不受负荷变化影响。颗粒粒径分布的变化主要位于核态(<50 nm)。负荷为50 N·m时的核态颗粒数量仅为200 N·m时峰值的千分之一,并且未出现核态峰值。当负荷增加到100 N·m,核态颗粒峰值开始出现,并随着发动机负荷的增加,核态颗粒粒径分布范围逐渐增大。国外试验研究表明,核态颗粒的主要成分是H2SO4凝核生成,由于燃油中含有硫成分,在燃烧过程中会形成SO2,通过氧化催化器转化成SO3,与排气中的H2O结合形成水化物硫酸[11]。本文认为当发动机低负荷运行时,排气温度比较低,使得催化器效率过低,不能有效转化SO2;随着负荷的增加,排气温度逐渐升高,越来越多的SO2被转换成SO3,形成核态颗粒峰值。

图3和图4分别为负荷在200、50 N·m时,燃用不同混合比生物柴油测得的颗粒排放物粒径分布情况。随着混合比的不断升高,聚集态颗粒的数量浓度有一定程度的下降。这是因为随着混合比的提高,生物柴油的含量逐步增加,燃油中的含氧量不断增加,改善了燃烧过程,减少了碳颗粒的生成,因而以碳颗粒为主体的聚集态颗粒相应减少。

经过硫含量的线性插值估算可知,B60燃油的含硫量约为480×10-6,由图3可见,颗粒物排放仍存在核态峰值。使用含硫量280×10-6的燃油进行相似试验时也存在核态峰值[11]。而当生物柴油混合比增加到100 %时,颗粒物粒径分布形态由双峰分布变为单峰分布,核态颗粒的排放峰值消失了。这主要是由于燃油中的硫成分在燃烧过程中所产生的H2SO4是核态颗粒物的主要成分,而B100生物柴油的硫含量仅为64×10-6。因此,燃料中硫含量的大幅度减少使得H2SO4生成量极少,从而导致了核态颗粒物峰值的消失。

3 结论

(1) 国-Ⅲ共轨柴油机颗粒物排放呈双态分布(核态颗粒和聚集态颗粒),基本以50 nm颗粒为界。随着发动机负荷的增加,燃用石化柴油的颗粒粒径分布从单态转变为双态,这是由于排气中的SO2被催化器氧化为SO3后,进一步形成了微小的硫酸颗粒。

(2) 在2 000 r/min、200 N·m工况下,当混合燃料的混合比<60 %时,颗粒物排放呈明显的双峰分布,纯生物柴油为聚集态单态分布。在50 N·m工况下,所有燃料均为聚集态单态分布。试验结果表明燃料硫含量直接影响柴油机核态颗粒的形成。

(3) 生物柴油是含氧燃料,在低、高负荷时均可明显降低聚集态颗粒的数量浓度。

参考文献

[1]宋健,叶舜华.不同粒径柴油机派出颗粒物的致突变性研究[J].上海环境科学,1994,13(8):8-10,14.Song J,Ye S H.Study on mutagenicity of diesel exhaust parti-cles in different diameter[J].Shanghai Environmental Science,1994,13(8):8-10,14.

[2]应杏秋,朱心强.超微颗粒毒性研究进展[J].国外医学:卫生学分册,2005,32(1):6-10.

[3]Johnson T V.Diesel emission control in review[C].SAE2001-01-0184.

[4]Alam M,Song J,Acharya R,et al.Combustion and emissionperformance of lowsulfur,ultra lowsulfur and biodiesel blendsin a DI diesel engine[C].SAE 2004-01-3024.

[5]National Renewable Energy Laboratory NREL.The effect ofbio diesel composition on engine emissions froma DDCseries 60diesel engine[R].Final Report,2003.

[6]Sheehan J,Camobreco V.An overviewof biodiesel and petroleumdiesel life cycles[C].National Renewable Energy Laboratory,1998:5-8.

[7]谭丕强,胡志远,楼狄明,等.非直喷式增压柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性[J].内燃机学报,2006,24(2):110-115.Tan P Q,Hu Z Y,Lou D M,et al.Performance and emissionsof IDI turbocharged diesel engines fuelled with biodiesel fuels[J].Transactions of CSICE,2006,24(2):110-115.

[8]袁文华,龚金科,李德桃,等.生物柴油在柴油机上的应用研究[J].拖拉机与农用运输车,2005(1):55-57.Yuan W H,Gong J K,Li D T,et al.Research on applicationof biodiesel fuel to diesel engines[J].Tractor&Farm Trans-porter,2005(1):55-57.

[9]葛蕴珊,信建民,吴思进,等.增压柴油机燃用生物柴油的排放特性[J].燃烧科学与技术,2004(2):125-129.Ge Y S,Xin J M,Wu S J,et al.Emission characteristics ofturbo-charge diesel engine with bio-diesel fuel[J].Journal ofCombustion Science and Technology,2004(2):125-129.

[10]Tanaka S,Shi mizu T.Astudy of composition and size distribu-tion of particulate matter from DI diesel engine[C].SAE1999-01-3847.

柴油发电机的日常维护与运行 篇10

人类的生活越来越离不开电力支持, 随着科技进步, 出现了越来越多的供电方式。按其能量来源大致分为核能发电、水力势能发电、火力发电、风力发电和太阳能发电。在大型发电站的支持下, 城市才能正常运作。但是城市对电的供应需求也越来越大, 尤其是在夏季, 用电高峰期经常会出现供电不足的现象。而医院、政府机关等单位一旦断电将产生极大的负面后果。除此之外, 断电对大型企业会造成非常大的经济损失。所以现在越来越多的单位都拥有自己的备用电源。作为最常用的备用电力设备, 柴油发电机组的维护和运行问题逐渐得到人们的重视。本文就多年使用柴油发电机设备的经验, 对对其进行维护、故障诊断及管理进行阐述。

2日常维护

柴油发电机组共有六大系统, 分别是机油润滑系统, 燃油系统, 控制保护系统, 冷却散热系统, 排气系统和起动系统。其中问题主要集中在燃油系统、冷却系统和启动系统。

2.1 启动系统问题

由于柴油发电机是一般情况下是备用电源, 因此柴油发电机常处于待机状态, 运行状态较短暂。但正是由于是应急电源, 其应急启动能力尤为关键, 这就要求启动系统不能有问题。而启动的关键在于蓄电池, 蓄电池是发动机启动时的唯一电源, 对蓄电池要进行悉心的维护。

要让蓄电池达到额定电压, 就要求在平时对蓄电池的电压进行监控, 对蓄电池进行充电时, 到达额定电压后停止充电, 若电压低于额定电压则自动进行充电。这需要带蓄电池电压监控功能的自动充电设备。

维护保养蓄电池要关注蓄电池内部成分比例, 如果内部水、酸损失没有得到及时补充, 或电解液量达不到规定液面高度, 就会使蓄电池的性能大幅降低。若补充电解液时过量, 则多于的电解液易腐蚀接线柱, 处理的方法是打磨掉腐蚀, 重新加固螺丝, 以降低电阻。

即便是经常进行正确的蓄电池维护, 蓄电池仍然有其固定的使用期限, 国产蓄电池寿命不超过两年, 应及时更换, 以免耽误发动机的应急启动。

2.2 冷却系统

柴油发电机运转时应避免作业温度过高, 虽然柴油发电机自身有冷却系统, 但对冷却系统本身也应多加维护。冷却系统工作不畅主要源于以下原因。

(1) 冷却罩被灰尘包裹。

灰尘是温度的不良导体, 覆盖冷却罩后温度无法散去, 极易导致发电机停止运转。其解决方法较简单, 只要保持冷却罩清洁即可。

(2) 散热扇工作不畅。

其元凶之一也是灰尘。灰尘杂物等易被冷却风扇吸至水箱处, 堵塞通风, 导致高温。一旦发现风扇工作不畅, 应及时清理杂质。另一个导致散热扇工作不力的原因是皮带老化, 使皮带难以带动散热扇转动。应对风扇皮带进行更换, 且要更换整组皮带, 而非仅仅更换一条老化皮带。

(3) 风扇电源线老化。

风扇电源线路老化会引起线路熔断, 风扇无法转动, 若风扇不转, 应首先检查其线路是否通畅。

(4) 冷却液不足。

冷却液不足会影响冷却系统工作。在日常维护时要检查冷却液是否充足, 若不充足应先检查遗漏位置, 进行修复后再讲冷却液补充到规定液面。

(5) 冷却液不合格。

冷却液性能不高, 或因质量不好, 产生水垢, 或腐蚀冷却管产生杂质, 阻塞冷却系统, 影响冷却系统循环。再采购冷却液时建议使用高质量产品, 毕竟柴油发电机并不经常工作, 消耗量不大。

(6) 过分依赖发柴油电机自身冷却系统。

在高温环境下作业时, 除柴油发电机自身的冷却系统工作外, 也应进行辅助冷却, 如在柴油发电机房安设风扇, 对发电机体进行吹风降温。

2.3 燃油系统

燃油系统故障主要有两方面原因。

(1) 喷油嘴堵塞。

低标号燃油因含有较多杂质, 会导致喷油嘴堵塞, 为避免故障发生, 柴油发电机应选用高标号燃油。否则当喷油嘴堵塞后, 然后无法充分燃烧, 会引起柴油发电机冒烟, 甚至损坏柴油发电机缸体。选用高标号燃油可以有效延长柴油发电机使用寿命。另一个堵塞喷油嘴的因素是环境尘埃过多。为避免灰尘堵塞喷嘴, 应对空气滤芯进行定期清洗, 或更换。

(2) 空气进入燃油系统。

空气进入燃油管后, 会降低管内压力, 导致喷油嘴无法正常工作, 发动机无法启动。引入空气主要有两个原因。一个是燃油耗尽, 此种情况应完全避免, 工作人员应时刻注意燃油余量, 保证油箱始终有柴油。另一个原因是管道老化破裂, 使空气进入, 平时维护时记得检查及更换即可。

2.4 其他问题

对柴油发电机组进行日常保养时, 不可缺少的一步就是添加机油, 其过程要严格按照要求添加, 切不可添加过量, 否则发电机会产生蓝烟, 如若过量, 减少机油至规定量即可。

虽然断电时常发生在夏季, 但冬季也有可能会用到备用电源。在气温过低时, 柴油发电机无法正常工作, 为确保柴油发电机组可以进行应急供电, 要保持柴油发电机机房温度不低于10℃。一般要在机房内安装保温设施, 冬季门一侧的墙壁铺设保温材料, 可以悬挂保温门帘。

柴油发电机运作时会产生一定的震动, 震动会使连接电极松动, 因此对连接线或电极的加固是日常维护不可缺少的环节。尤其是柴油发电机输出线端子的紧固螺母、蓄电池接线柱与电缆接头、控制电路板的连线、起动马达的电缆线连接线等部位, 要定期进行检查和加固。

3故障诊断

在测试柴油发电机或进行正式运作时, 可能产生一些问题。参照上文及工作经验对下面三种故障提出诊断意见。

3.1 按下起动按钮后, 机组没有反映或转动很慢

产生该问题的原因可能是: (1) 电瓶电量不足, 处理方法是检查电瓶充电量。 (2) 启动按钮、启动回路接触不良, 处理方法是更换按钮, 检查启动回路。 (3) 起动机故障, 处理方法是检修起动机。 (4) 电瓶线及插头松动, 处理方法是检查和紧固电瓶线及插头。 (5) 供油系统供油不畅或不供油, 处理方法是排尽燃油系统中的空气, 疏通管道使燃油畅通检修油泵, 清洗燃油初滤网。 (6) 中间继电器失效, 处理方法是检查中间继电器动作是否正常并对其进行维修。

3.2 柴油发动机能转动到一定速度, 但不能着火

产生该问题的原因可能是: (1) 喷油咀无油喷出 (供油不畅) , 处理方法是检查从油箱到输油泵之间的油路有无漏气、堵塞, 进行适当清洗或更换。 (2) 调速器操作手柄位置不对, 处理方法是启动时, 将调速器手柄置于空载位置。 (3) 电调板、执行器、速度传感器等回路故障, 处理方法是分别检查相应设备及回路并进行维修或更换。 (4) 喷油泵喷油时间不准确或喷油泵故障, 处理方法是重调喷油泵时间。 (5) 燃油系统渗入了空气, 处理方法是打开排气螺钉检查出油情况。

3.3 起动后又自行停机

产生该问题的原因可能是: (1) 自动化机组直流电中断, 处理方法是检查蓄电池电压或电量是否充足, 并适当进行充电。 (2) 自动保护功能设定参数偏移, 处理方法是重新设定参数。 (3) 油路不畅、滤清器堵塞、输油泵故障, 处理方法是检查油路畅通情况, 必要时更换柴油滤芯。 (4) 电调板、执行器、速度传感器等回路故障, 处理方法是检查相应的设备及回路并进行维修。 (5) 喷油咀故障, 处理方法是更换油咀。 (6) 空滤器堵塞严重, 处理方法是检查空滤器状况, 进行清洗或更换。

4柴油发电机组的管理

除作为一般单位备用电源外, 柴油发电机组也常用作高层建筑消防备用电源, 一般由物业进行管理。但由于使用率极低, 维护维修价格极高, 往往得不到管理者的重视。长此以往, 备用电源成为摆设。在刚刚设置备用电源时, 发电机组往往可以达到备用标准, 但长期疏于管理, 一旦突发紧急事故, 无法对消防设施进行备用供电, 后果不堪设想。即便是一般单位作为生产备用电源, 若紧急时刻备用无法使用, 轻则带来巨大经济损失, 重则引起医院病患死亡, 其结果都是及其可怕的。作为单位自身生产的备用电源, 柴油发电机组往往都有专人管理, 但普通建筑的消防备用电源发电机往往缺乏有效的管理。对此, 国家应制定高层民用建筑应急备用电源管理办法, 并设置了专业的培训机构对发电机组进行专业的维护, 而且管理者在经过专业训练后仍要持证上岗, 提高管理者的专业素质, 才是将柴油发电机组的备用作用发挥到实处的根本办法。

备用电源是一种预防手段, 在任何事情中起到预防作用的手段, 往往都具有使用频率低, 维护维修费用高的缺点, 但这些费用是有形的, 可以抵挡住无形的更大的损失, 所以这种应急电源的日常维护必须到位, 要做到在平时使用率极低的情况下, 一旦停电能迅速起用, 供电恢复后能立刻停用, 使其遇到突发事故时, 在生产中保证生产不间断, 在消防中保证30秒内提供生命电源, 做到“令行禁止”。

5结束语

防患于未然, 在此意义上, 备用电源的日常维护及管理的必要性, 不亚于对消防设施的维护和管理。随着用电量的增大, 火灾隐患和供电中断往往伴生, 如果在火灾来临时备用电源不到位, 将产生非常大的损失。即便火灾没有来临, 生产的中断, 或是夏季用于降温的供电中断, 都将对企业或居民带来严重的影响, 其损失远远大于对发电机的日常维护和运行管理。望各相关单位予以重视, 并希望本文能为发电机维护和运行管理者提供有意义的参考价值。

摘要：强调了柴油发电机日常维护的重要性, 简要介绍了备用柴油发电机组的常见问题及解决方法, 为提高柴油发电机组管理维护水平提供一定的建议, 以此延长柴油发电机使用寿命。

关键词：柴油发电机,维护,运行

参考文献

[1]王晟, 梁冬梅, 林基斌.柴油发电机的日常维护和常见故障的处理[J].内蒙古广播与电视技术.2010 (01) .

[2]周正.加强机械维修保养提高设备管理水平[J].科技致富向导.2011 (11) .

[3]李志浩, 郭宏恩, 李纪军.柴油发电机组启动困难常见故障诊断与排除[J].科技信息.2011 (36) .

[4]谯书琴, 谯兴宇.应急柴油发电机组维护管理分析[J].现代商贸工业.2011 (04) .

[5]贾京花.民用建筑中备用柴油发电机机房设置的一些问题[J].智能建筑电气技术.2012 (01) .

RTG变速柴油发电机组节能改造 篇11

轮胎式集装箱龙门起重机（Rubber Tyred Gantry Crane，RTG）是集装箱码头堆场的主要集装箱装卸设备，因其转场灵活、调度便捷等优点而备受集装箱码头青睐。RTG的功率配备必须满足其最大负荷（过载）能力的功率需求，目前普遍使用的总质量为的RTG（最高堆6层集装箱，最大伸距达7层集装箱）需配置功率为左右的发电机组，其工作转速恒定在/min的额定转速。

RTG柴油发电机组转速与发电频率之间的关系可表示为

n=60 f/P

式中：n为柴油发电机转速；f 为发电频率；P为柴油发电机的磁极对数。对于P=4的柴油发电机，只有当n=/min时，才能输出电压为380 V，频率为50 Hz的标准三相交流电源，且其转速不受负载大小的影响。

RTG每小时工作8～10吊次，平均功率小于。在作业等候、空箱作业、大车行走和小车运行等低负荷情况下，RTG发电机组必须在额定转速下运行，以保持输出电压和频率的稳定，从而造成其有效功率低，富余能量因无法储存而需通过电阻消耗的能源浪费现象。

RTG工作时的负载变化频繁，能量需求也随之变化：重载起升加速时，起升电机电流通常为额定电流的1.5倍，功率在200～之间；大车行走、小车运行等工况下的实际功率仅为左右；作业等候时的功率仅超过。RTG的工作特点导致其柴油发电机组存在以下问题：

（1）装机容量大 由于必须满足短时最高负荷功率需求，装机容量必须按最高需求功率设计，即通常比整机的静态功率大1倍，比实际作业平均功率大3倍。

（2）能源效率低 由于工作负荷轻重交变频繁，轻载时功率过剩，重载起升加速时发动机冒黑烟，废气污染严重。

（3）能量回馈 工作机构减速制动时，电机制动产生的大量能量必须通过能耗电阻进行实时消耗。

（4）维护成本高 大功率发电机组的维修养护成本较高。

2 RTG变速柴油发电机组节能系统的应用

为推动港口业节能减排，码头公司与设备制造商、电控供应商等合作研发出形式多样的RTG节能技术，包括辅助柴油机、超级电容+分档调速、飞轮系统（旧机改造）、超级电容+分档调速、ECO-RTG系统、变速发电机组系统等。招商港务（深圳）有限公司根据码头年集装箱吞吐量（约35万TEU）和RTG拥有量（3台）等情况，结合其小规模内贸集装箱码头的特点，选用变速柴油发电机组（Variable Speed Diesel Generator，VSDG）节能系统。该系统由功率为，转速为/min的卡特彼勒工程机械发动机、功率为的永磁发电机和大容量高倍率钛酸锂电池组成；利用动力电池缓冲，工作机构加速时电池协助供电，减速制动时实现能量回收；发动机功率可降至原有定速发动机额定功率的50%以下，能稳定控制加速、减速动作，节能近40%。

2.1 VSDG系统理论依据

以44100柴油机为例，其额定功率左右，额定转速/min左右，将其用作功率相当柴油发电机组的发动机，其输出功率与转速和油耗的关系如下：

（1）转出额定功率为60 kW且转速为/min左右时油耗最低；

（2）当负载降至额定负载的1/3（即发电机输出功率为）时：柴油机恒定在/min运转时，油耗/（kW h），即/h；柴油机转速降至/min时，油耗降至230 g/（kW h），即/h。两者相比，输出功率同为，油耗相差/h（30%）。

（3）在恒定转速下，负载率相差越大，油耗相差就越多。

为确保输出电压和频率稳定，柴油发电机组必须在恒定转速下运行。当负载接近额定载荷时，柴油机工作较经济；当负载较轻时，柴油机工作的经济性降低，尤其是大功率柴油发电机组低负载工作时的机械效率和热效率都急剧下降。常规RTG装机功率为左右，最低负荷所需功率仅十几千瓦，不到额定功率的10%，然而其转速必须恒定在/min，能源效率极低。

在功率不变的情况下，只要将柴油机转速控制在最大转矩状态下工作，调整转速使柴油机在较经济的范围内工作，便可达到低能耗、高效率目标。

柴油发电机组有效功率、有效转矩和发动机转速之间的关系为

式中：Pe为有效功率，kW；n为发动机转速，r/min；Me为有效扭矩，Nm。由此可见：同一台发电机组，在扭矩相等（即载荷固定）的情况下，柴油机转速与输出功率成正比；当负载发生变化时，通过调节柴油机的转速可以获得所需能量；当转速变化时，输出电压和频率发生改变，此时需要通过能量转换来稳定输出频率和电压。

2.2 VSDG系统结构

传统柴油发电机采取柴油机与发电机结合的方式；变速柴油发电机系统除装配柴油机和发电机外，增加缓冲储能单元、能量管理单元、能量转换单元和辅助电源单元（见图1 ）。

2.2.1 柴油发动机

RTG的VSDG节能系统使用工程机械用可调速柴油发动机，工作转速为800～/min，最大输出功率为205 kW，控制系统根据用电负荷的需要自动调整发动机转速。

2.2.2 永磁同步发电机

发动机的标称功率是在工厂内不带风扇情况下测试出的功率，在带风扇、发电机和油泵等负荷的情况下，发动机的输出功率会有所减小；因此，选择额定功率为的永磁同步发电机。当电池组出现故障不能工作时，完全靠柴油发电机组便可完成慢速提升及大车行走等功能，从而不影响码头作业。

2.2.3 能量管理单元

能量管理单元通过检测负载所需的实际功率来控制发电功率，并根据柴油机的特性曲线，按所需功率控制柴油机转速经济运行；此外，能量管理控制单元还可监控能量转换过程的直流电压，控制柴油机启动、停止、安全运行及保护等逻辑功能。柴油机转速取决于检测到的实时功率，实时功率通过对电流、电压、负载变化的测量获取信号，并根据信号实时、动态地调节供油量，从而达到调速的目的。能量控制单元实现供油量与负载的全程匹配，按照最大功率设计的油门调节器使能量得到最佳控制。

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2.2.4 能量转换器

能量转换器的功能包括：（1）把任意频率和任意电压转换为恒定；（2）按柴油机特性控制发电功率，确保柴油机在突加载荷时不冒烟、不熄火；（3）保护柴油机不反转；（4）在柴油机启动时起驱动器的作用。

2.2.5 缓冲储能单元

当负载较小时，为提高能源效率，系统控制发电机组低速运行；当负载突然增加时，柴油机会因加速缓慢而跟不上负载提升（扭矩增加）的速度而立即“死火”。动力电池储能单元能通过缓冲解决上述问题：当负载增加时，储能单元放电增加输出功率，以满足负载加大的需求，给柴油机提速和增加发电机输出功率留出足够缓冲时间。由于储能单元的关键作用在于为发电机组加速留出缓冲时间，因此也称为缓冲储能单元。在RTG负载起升时，缓冲储能单元协助放电和输出功率的全过程如图2所示。

在VSDG系统中，储能单元的放电功率和容量决定着发电机组的功率配置。放电功率太小或容量过低均不能满足缓冲所需的时间要求，容量过大则会造成成本过高；因此，在VSDG系统设计过程中，必须通过精确计算来选配缓冲储能单元，以使之与发动机的功率精密匹配。

当RTG起升机构下降或其他工作机构制动减速时，负载突然变轻，VSDG控制系统会实时减油降速，以确保发动机在经济转速运行。传统RTG各机构电机在反向制动（如起升机构下降或大车、小车减速）时在制动力矩作用下发电，产生的电能通过变频器转换为直流电能，这部分能量最终通过能耗电阻转变为热能直接消耗掉。根据测算，消耗在能耗电阻上的能量占总能量的40%左右，如果能将这部分能量回收利用，无疑能收到良好节能效果。在RTG减载下降时，缓冲储能单元通过电机制动力矩产生的能量充电的过程如图3所示。当RTG重载下降时，由于制动力矩产生的回馈能量瞬时电流较大，充电倍率低的电池无法回收全部能量，仍需通过能耗电阻消耗部分能量。

缓冲储能装置采用锂离子电池，最大放电功率为。储能电池组配备主动式均衡系统，可以延长电池寿命；电池组电流通过直流变换器输出到直流母线，直流变换器不仅可以控制恒定直流母线的电压，而且可以控制电池充放电电流；电池组由204节电池串联，当其中一节或几节电池出现故障时，通过直流变换器输出的直流电压能保持不变，从而不会影响RTG的正常工作，但系统会报告电池故障，并指明故障电池的位置，以便于维修。

2.2.6 辅助电源单元

经VSDG节能改造后，柴油机房供电至电气房的电源为直流电，直接接入电气房的直流母线上；在电气房内安装逆变电源以提供交流电源，供辅助交流系统工作，逆变电源的容量为。为保证液压站2台电机的启动，在电气房内增加2台变频器，直接从直流母线供电。辅助电源经过逆变后还要经滤波装置使之成为正弦波，以满足其他用电设备的需求。

2.3 VSDG系统操作特性

VSDG系统实施自动化控制：在RTG候工时，VSDG系统柴油机可以自动处于休眠状态，由电池提供小负荷用电，实现不间断供电；在接到作业操作指令时，系统会自动唤醒柴油发动机；当发动机产生故障时，可利用电池能量低速进行安全方向操作，卸载后依靠电池能量将RTG移出作业场区；当控制或储能系统产生故障时，可手动切换到定速发电模式，低速进行安全方向操作，移动RTG至维修场。VSDG节能系统改造后，柴油机房操作功能、整机原有作业性能及司机原有操作习惯均保持不变。

2.4 VSDG系统改造方案及主要技术参数

2.4.1 VSDG系统改造方案

按原动力房尺寸和接线口设计并新造动力房，安装VSDG系统，经实验室调试、测试其全部参数符合要求后，用新动力房替代旧动力房。现场改造内容如下：（1）分离旧.柴油机房的电线和管线；（2）吊下旧动力房；（3）吊装新动力房；（4）连接新柴油机房电线和管线；（5）在电气房内安装辅助电源装置；（6）调试系统；（7）测试功能；（8）投产试运行。

2.4.2 VSDG系统主要技术参数

（1）整机性能 输出电压为直流电630～；最大输出功率为；持续输出功率为；辅助电源电压为交流电；辅助电源功率为。

（2）柴油发动机 制造商为卡特彼勒公司；型号为C7；功率为205 kW（2 200 r/min）；有电控单元。

（3）发电机 形式为永磁同步发电机；功率为；额定电压为365 V；额定转速为1 500 r/min；额定电流为285 A。

（4）能量转换器 额定功率为160 kW；额定电压为380 V；额定电流为300 A；冷却方式为风冷。

（5）电池组 类型为锂离子电池组；额定电压为460 V直流电；容量为13.8 kW h；最大持续放电电流为600 A；电池组寿命为8 000次充放电；均衡方式为主动式；有管理系统。

（6）双向直流变换器 额定电流为400 A；输入电压为直流电300～600 V；输出电压为直流电500～750 V；控制方式为充电、放电和自动。

3 VSDG系统效益分析

RTG VSDG系统改造的成本效益如表1所示。由此可见：（1）若RTG平均每小时作业8～10吊次（取9吊次），按75%的利用率计算得出RTG的最大年作业吊次为5.9万吊次；如果业务量不饱和，码头公司可选择部分改造，充分发挥已改造RTG的效率，合理安排生产作业，提高利用率，以达到节省成本、缩短改造投资回报期的目的。（2）随着国家对动力电池行业支持力度的加大以及行业技术的发展，动力电池技术瓶颈将逐步得到解决，电池成本将持续下降。（3）拆除下来的旧发电机组可转让出售，以冲抵部分改造费用。（4）若能申请政府的节能技术补贴，将进一步降低改造成本。RTG VSDG系统改造的节能减排效益如表2所示。

表1 RTG VSDG系统改造前后相关指标对比

表2 VSDG系统改造前后RTG单吊次作业的节能减排对比

RTG进行VSDG系统改造后的节能减排效果明显，对于场地不规则、生产规模较小的集装箱码头具有较好的应用价值：

（1）技术可行 改造方案具备智能能源管理系统、能量变换系统、全程调速发动机和能量回收系统等四大核心技术，可靠性较高。

（2）方案可行 改造方案不改变原有操作方式，保持RTG灵活性；投资不大，节能效果显著；改造灵活，码头公司可根据业务需要选择全部或部分RTG设备进行改造。

（3）经济可行 改造投产后可立即获得收益，能在较短的时间内收回投资。

（4）社会效益 直接减少污染物排放40%以上，有利于创建资源节约型绿色港口。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2013-03-08）

关于柴油发电机安全运行的研究 篇12

关键词：柴油发电机,安全运行,故障分析,维护措施

1 概述

随着社会的不断发展,电力系统的发展也随之扩大,柴油发电机在各大、中型企业中有着广泛的应用。当电力系统出现故障导致停电时,必须要保证发电机组能够迅速启动,进而为负载提供满足要求的交流电,因此,需要加强柴油发电机的日常保养工作,强调正确的使用方法,这是电力工作中的一个重点。

2 柴油发电机设备性能

枫树坝发电公司备用柴油发电机采用的是瑞典富豪奔达(VOLVO PENTA) 4冲程、6缸、直列、直喷式12升涡轮增压柴油发动机。发动机采用无刷励磁和自动电压调节器,电压调节器采用大功率场效应管作为主元件。调节器还采用专用辅助绕组供电,并采用3次谐波绕组进行复励。发电机定子绕组端部采用类似于成型线圈的结构,将定子绕组线圈端部用H级绝缘带半叠包,相间绕包H级薄膜,整个定子端部加装端箍,将全部绕组端部紧固在一起,提高机械强度和耐环境能力。控制系统采用英国DeepSea公司生产的柴油发电机专业控制模块DSE555,该模块为内嵌式微形计算机设计,性能先进,质量可靠,可实现市电故障自动启动机组和市电恢复自动停机,并指示运行状态、供电状况、机组故障报警和保护,具有一套全面的计时器和预配置程序流程清单。另外,还可以通过电话网络进行监控柴油发电机组的工作状况。自安装以来,柴油机一直存在启动时低油压保护频繁动作跳闸和启停试验不方便等缺陷。

3 柴油发电机运行中的常见问题及处理

3.1 机组启动即跳

机组启动即跳,往往是要进行到第2次或第3次启动才能成功。每次机组跳闸首出均是“低油压”,由此可以认为是机组停用时间较长(一般正常情况下将其作为一项定期工作,每周四才启动1次)。柴油机内各轴承润滑油压低,只有当机组启动一两次,建立一定的油压后才能启动成功。所以,将低油压保护经0.5 s延时后再跳闸。事实证明,采取低油压保护带0.5 s延时后,机组每次都能顺利启动。

3.2 柴油机不启动

在进行定期试验时,运行人员应在检查柴油机绿色预备灯亮后,先将柴油机本体钥匙开关置AUTO位,将控制屏上的“选择”开关置“就地”位,按下“启动”按钮,柴油机将自动启动。但往往是有些值班员对个别小开关操作不到位,造成柴油机不能正常启动,这就要求在这方面需大力加强人员现场技术培训。维护人员需要定期对控制柜进行检查,每月切开柴油发电机输出空气开关,手动启动机组空载运行15 min,以确保柴油发电机的完好。根据实际情况排除的故障,归纳如表1所示。

3.3 操作不正确

由于运行人员对柴油机缺乏全面深入的了解,所以在实际生产中,会存在一些不正确的使用和操作方法,具体表现如下。

3.3.1 频繁启动柴油机

在做柴油机启动试验时,往往是1次启动不成功,会立即进行第2次和第3次启动。柴油机上的发动机是在低电压、大电流的情况下工作的,长时间使用会损坏蓄电池,而且发动机连续启动的时间不得低于5 s。一次启动不成功,应隔15 s后再启动。

3.3.2 停机前没有进行降温

柴油机带负荷工作后需要停机时,应该在卸掉负荷后,在怠速或低速(800～1 000 r/min)下运转一定的时间(冬季运转3 min;夏季运转5min),待柴油机温度降低后才能停机。如果柴油机在带负荷工作后立即停机,由于气缸内燃烧温度的回热作用,容易造成柴油机产生“拉缸”等故障。

3.3.3 不同牌号的机油混用

柴油机使用的机油有美孚牌(Mobil)和壳牌(SHELL)两种。当领用到不同牌号的机油后,工作人员并未及时采取有效的措施去处理这一问题,所以,等到柴油机需要补充机油时,运行人员往往会直接补入不同的机油。由于机油的生产厂家和牌号不同,机油的生成方式(各类添加剂等)也会有所不同,两种不同品牌的机油混合使用,可能会导致机油变质或产生沉淀,对柴油机产生不利的影响,从而造成设备故障。为防止此现象发生,则需要采取强化管理,要尽可能只用一种品牌的机油。当领用到不同品牌的机油后,在给柴油机补充机油时,一定要将原用机油排放干净,同时还要在更换机油滤芯后才能向柴油机内补充机油。

4 运行中值班员应注意的问题

4.1 定时记录和巡回检查

定时记录和巡回检查是日常维护中的重要内容,其主要包括:①在日常的运行工作中,值班员必须要对设备运行时的状态数据进行记录,确保数据必须在标准的范围内。②检查的内容包括一次、二次回路相接的地方是否有发热或变色,电压电流运行时是否有异响,设备中的油色、油位是否正常,有没有漏油现象。③水轮设备和发电设备是否存在不正常的噪声。在正常的工作中,设备发出的声音应该是快慢大小都一致的“嗡嗡”声。如果工作中设备发出的声音不是这样的,则要立即找出问题,并及时消除隐患。④注意检查发电设备散发的味道有无异常,摆动和振动幅度是否正常。⑤查看柴油发电设备中的设备主体和轴承的温度是否正常,有没有温度过高的情况,或者只是部分地方温度过高。对没有安装测温仪器的发电设备和轴承,可以用手背进行试温,一般正常运行的情况下,其温度不会烫手。

4.2 定期维护

要对柴油机进行维护保养。为了确保机械设备的正常使用,则必须安排专人对设备进行定期维护,减少能耗,提高其使用效率。定期维护工作如表2所示。

4.3 用油管理

为了避免用油混乱,机械油和绝缘油应分别保管,并作上记号,由专人负责。发电设备主要使用的润滑油(透平油)和绝缘油应定期进行抽样检查,一般是每年检查1次,其质量可通过颜色、气味、混浊度、泡沫和水分含量等来确定。清洁的油应该是清亮、透明的。油的浑浊是指在油中混有颗粒、杂质或水分。油中混有颗粒可能是由于轴承内部的摩擦、破坏或腐蚀引起的,或是由于充油前油槽没有清洁干净所致。油中有无水分可用实验来证明,有两种方法:①将5 mL的油倒进试管并小心加热,当油加热到一定温度时,有水分存在的就会发出“噼里啪啦”的响声;若油完全没有响声,可认为合格。②用纸张蘸取部分油,到安全区域将其点燃,看是否有“噼啪”声,如果没有,也可认为油中没有水分。

5 结束语

总之,柴油发电机虽然不是机电系统的心脏,但作为一种备用的电源设备,其功不可没。因此,要加强对柴油机保护校验工作的管理,积极消除设备缺陷,确保柴油机随时可用、能用、好用。另外,还应不断加强对运行人员现场技术的培训,使运行人员熟练掌握柴油机的操作技术,以确保随时能正确、安全地操控柴油机。

参考文献

[1]席文英.浅谈柴油发电机自动控制系统的相关问题[J].黑龙江信息科技,2010(22).