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增壓型柴油機簡介 1)發電機依靠缸內燃燒發出功率。因此,進入缸內的燃油和空氣是基本的兩大要素,兩者要合理調配,燃燒才能完全,使之達到功率大而燃油省的目的。 2)燃油的輸入量是可以控制的,關鍵是空氣吸入量。一般發電機靠自然吸氣,空氣吸入量受發電機進氣系統阻力的限制,僅能吸入70%~80%((以1個大氣壓計。吸入氣缸的空氣體積與氣缸容積的百分比)。因此功率難以提高。 3)增壓型柴油機的基本特征就是采用了“增壓器”。因此。進入氣缸的空氣不是依靠自然吸氣,而是由增壓器強制將空氣壓入或“填入”氣缸,從而使空氣量增多,噴射的燃油量也相應增加,不但發電機功率大大提高,而且由于燃燒完全,相應降低了耗油量,尾氣煙度也有所改善。 4)廢氣渦輪增壓器利用發電機排氣壓力推動渦輪,帶動另一端的葉輪壓氣機“鼓充”進氣,葉輪轉速每分鐘一般達10萬轉左右。采用這種內燃機增壓技術的發電機為增壓型,其功率比自然吸氣型提高20%~40%,燃油消耗率也顯著下降。 5)進氣氣缸的空氣通過廢氣渦輪增壓器后,由于受壓縮功的影響,其溫度大幅度提高(全負荷時一般達到12℃左右),空氣密度卻顯示下降,限制了功率的進一步的提高,因此出現了“增壓中冷”是將發電機的冷卻液或汽車前端的進風通過“中冷器”(即熱交換器)對已增壓過的發電機進氣進行“中間冷卻”。水冷型可將進氣溫度降至90℃左右,空氣冷卻型可將進氣溫度降至50℃左右。采用增壓中冷技術的發電機為增壓中冷型,其功率比增壓型進一步提高,油耗也相應地進一步減少,其工作原理如圖1-1所示。 6)B系列柴油機有3種吸氣形式--自然吸氣型、增壓型和增壓中冷型。依靠這種技術,B系列柴油機在缸徑、沖程和轉速不變的情況下,可逐級提高它的功率和轉矩,因而明顯擴大了系列內柴油機的功率范圍。以B系列6缸機為例:自然吸氣型(代號6B)的額定功率為96KW,增壓型(代號6BT)的額定功率為118KW,增壓中冷型(代號6BTA)的額定功率140KW,它們的轉矩和燃油量也分別不同程度地逐級得到提高和減少。 7)B系列柴油機是通過采用增壓和增壓中冷技術來擴大功率范圍,而不是通過采用擴大缸徑的方法來達到的。由于缸徑不變,缸體、缸蓋等零部件完全通用,就大大降低了工廠生產成本,減少了市場備件平中;又由于設計時不慮保留擴大缸徑的余地,使發電機能盡量緊湊,體積和質量明顯減小;更由于增壓技術的優點,不僅提高了動力性的經濟性,而且有利于降低噪音和使排放達標。此外,如在高原地區使用,動力可保持不變或損失較少。B系列柴油機的結構強度是按 功率和轉矩的需要設計的,因此保證了全系列機型的可靠性和耐久性。 8)發電機配HIC增壓器主要按中、高速端匹配,因而低速端增壓壓力不足。為了不使煙度排放性能等惡化,不得不限制供油量(通過冒煙限制器),從而犧牲了低速轉矩并影響整車低速行駛性能。這種匹配主要適于汽車經常高速行駛的使用條件。 旁通渦輪增壓器正是針對解決低速動力性不足而開發的,它以低速端進行 匹配,低速增壓壓力高,冒煙限制器不起作用,因此低速轉矩大、排放低,并通過旁通閥來解決由此產生的高速端增壓壓力過高的問題,從而兼顧了高速端的性能,可以看出,旁通閥和曲柄連成整天轉動,并通過推桿與執行器(用支架固定在增壓器殼體上)中彈簧的一端相連,執行器的另外一端則通過軟管與壓氣機出口增壓壓力想通。當旁通閥處于關閉狀態時執行器中的彈簧具有一定的預緊力。 當增壓壓力達到一定程度而足以克服彈簧預緊力時,作用力將通過推桿,曲斌使旁通閥打開,將進入渦輪的部分廢氣經旁通閥流入總排氣管,從而減少了進入渦輪的能量,使轉速和增壓壓力隨之下降。


柴油發電機容量應該如何選擇? 1 設置原則 一類高層建筑應按一級負荷要求供電,二類高層建筑應按二級負荷要求供電。《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16—92 3.1條規定:一級負荷應由兩個電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源應不致同時受到損壞;二級負荷條件允許時,也宜采用二路電源來供電,特別是消防用的二級負荷,更應該按兩個回路要求供電;一級負荷中的特別重要負荷,除上述兩個電源外,還必須增設應急電源。根據這些規定,筆者總結了自備柴油發電機組的設置原則: (1)當民用建筑需按一級負荷要求供電時,若城市電網能提供二路獨立電源(一用一備或相互備用),則可不設柴油發電機組;但當一級負荷中有特別重要的負荷時,則一般應設柴油發電機組作為應急電源。 (2)當電網只能提供一路電源時,為滿足對一、二級負荷的供電要求,一般應設置柴油發電機組,此時柴油發電機組將作備用電源及應急電源使用。 (3)大、中型商業建筑中為確保市電中斷時不造成較大的經濟損失,也宜設柴油發電機組。由于城市電網不可能完全獨立,有時一個電源故障或檢修時,另一電源有可能同時故障,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備(如智能化設備、通訊設備等)的可靠供電,一般都設置柴油發電機組。 2 容量選擇 自備柴油發電機組容量的選擇,目前 尚無統一的計算公式:有的簡單地按電力變壓器容量的10%-20%確定;有的按消防設備的容量相加;有的則根據投資者的意愿選擇,造成了自備發電機組容量選擇的不準確性,若容量選擇太大造成一次投資浪費,選擇太小則在事故時滿足不了使用要求。那么,如何選擇自備發電機組的容量呢? (一)方案或初步設計階段 自備發電機的容量按供電變壓器總容量的10%-20%計算。 (二)施工圖階段 (1)建筑物的用電負荷可分為三類: 類為保安型負荷,即保證大樓內人身及設備和可靠運行的負荷,如消防水泵、消防電梯、防排煙設備、應急照明、通訊設備、重要的計算機及相關設備等;第二類為保障型負荷,即保障大樓運行的基本設備負荷,主要是工作區照明、部分電梯、通道照明;第三類為一般負荷,即除了上述負荷以外的其它負荷,例如:空調、水泵及其他一般照明、動力設備。計算自備發電機組的容量時, 類負荷必須考慮在內,即必須采用柴油發電機組:第二類負荷則根據大樓功能及電網情況來定,若大樓功能要求較高或城市電網供電不穩定,則應將第二類負荷考慮在內,但若將 類、第二類負荷簡單相加來選擇柴油發電機容量,則所選容量偏大,因為在消防狀態時,只需保證消防設備的運行,第二類負荷不使用;而在非消防狀態下電網停電時,消防設備不使用。可以選擇兩者中較大者作為柴油發電機組的容量。 設備容量統計出來后,根據實際情況選擇需要系數Kx(一般取0.85-0.95),計算出計算容量Pj=KxP∑,自備柴油發電機組的功率按下式計算P=kPj/η式中: P—自備柴油發電機組的功率kw; Pj—負荷設備的計算容量kw; P∑—總負荷kw; η—發電機并聯運行不均勻系數一般取0.9,單臺取1; k—可靠系數,一般取1.1。 (2)按 的單臺電動機或成組電動機起動的需要,計算發電機容量P=(P∑-Pm)/η∑+ PmKCcosψm(KW) Pm—起動容量 的電動機或成組電動機的容量(kw); η∑一總負荷的計算效率,一般取0.85; cosΨm —電動機的起動功率因數,一般取0.4; K—電動機的起動倍數; C—全壓起動C=l.0,Y—△起動C=0.67,自耦變壓器起動50%抽頭C=0.25,65%抽頭C==0.42,80%抽頭C=0.64。 (3)按起動電動機時母線容許電壓降計算發電機容量P=PnKCXd″(1/△E-1)(kw) Pn一造成母線壓降 的電動機或成組起動電動機組的容量(kw) K—電動機的起動電流倍數; Xd″—發電機的暫態電抗,一般取0.25; E—母線允許的瞬時電壓降,有電梯時取0.20,無電梯時取0.25.在實際工作中,也可用系數法估算柴油發電機組的起動能力 工程實例:以某工程為例,該工程建筑面積10000m2,12層,為二類高層,保安性負荷主要為消防負荷,其容量為191kw, 一臺電動機為噴淋泵37kw,采用自耦降壓80%抽頭降壓起動。 (1)按計算負荷計算P=kPj/η=1.1×191/1kw=210.1 kw (2) 的單臺電動機起動的需要計算P=(P∑-Pm)/η∑ +PmKCcosΨm =(191—37)/0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw (3)按起動電動機時發電機母線允許電壓降計算P=PnKCXd″(1/△E-1) =37×6×0.64×0.25(1/0.20-1) =142.08 kw 根據以上計算,應選擇≥238.0 kw的柴油發電機組一臺,因此可選一臺250kw機組。



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同步柴油發電機逆功率保護 1.何謂逆功率保護 當兩臺以上柴油發電機組并聯運行時,若其中一臺柴油發電機組的柴油機工作不正常或柴油機與發電機聯軸器損壞等原因,使該機組的發電機不但不能輸出有功功率,反而從供電系舯吸收功率,同步發電機變為同步電動機,即同步發電機處于逆功率狀態下運行。 如果同步發電機在逆功率狀態下運行,對供電系統是不利的,造成參以并聯運行其他機組過載跳閘,供電中斷,因此,應采取措施進行逆功率保護。 2.晶體管逆功率保護裝置 晶體管逆功率保護裝置電路。 由于逆功率保護是有功功率方向保護,因此,它的檢測信號,應取電壓、電流兩方面的信號及其相位關系,并將其轉換為反應有功功率的方向和大小的直流電壓控制信號。 該裝置逆功率保護信號是取自發電機S相的電壓和電流來進行單相逆功率檢測。它的電壓形成回路中,電壓變換器m1、m2噸的原邊接成對稱星形,取出電壓Uso作為電壓信號,并使Uso與發電機輸出的相電壓Uso同相位,其電流信IS號由S相的電流互感器取得,經兩個單相橋式整流電路VD1、VD2整流,在電阻R3得電壓U1,電阻R4得電壓U2,功率檢測環節是應用 值比較原理進行檢測,當R1=R2時,功率檢測環節輸出的直流控制信號電壓Umn與有功功率P成正比,并反映P的方向。在逆功率時,直流控制信號電壓Umn為負值,即n點電位高于通m點電位。當逆功率達8%發電機額定功率時,三極管VT1導通,VT2截止,工作電源經電阻R15、R16對電容C進行充電,充電延時約5s,電容C充電電壓UC達到穩壓管W1擊穿電壓時,W1管導通,二極管VD3及三極管VT3導通,出口繼電器d1通電動作,供電開關自動跳閘,從而達到保護的目的。

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