新聞主題	發電用柴油機的性能要求與特點

 

摘要：   現代柴油發電機組因其使用燃料經濟安全、熱效率高、性能可靠穩定、排放對環境污染小等特性，廣受歡迎。因而，得到了廣泛的運用。柴油發電機組技術作為一門實用技術，也是一門極為綜合的技術，相關工程人員需要通過專門的學習和訓練才能滿足實際工作需要。20世紀末、本世紀初以來，主用或備用柴油發電機組用戶急劇增加，更需要購買單位和操作者了解柴油發電機組的性能特征、基本要求以及實際應用等知識。

 

一、柴油發電機應用

 

      現代人工作、生活的各種場所都需要連續可靠的供電，如購物中心、商務中心、大型國際國內展覽中心、金融中心、廣播電視中心、網絡數據中心、大型會議中心是一刻也不能離開電。這些場所日常用市電，遇到市電檢修，或自然災害或人為或設備自然故障因素造成停電，這都需要良好的備用電力系統，即配備柴油發電機組（以康明斯發電機組為例，結構如圖1、圖2所示）。試想上述場所如果停電，后果如何？可以想像，其經濟損失是不可估量的。

1、建筑施工

      建筑施工地往往各項設施不完備，但又需要大量電力來支持日常施工。柴油發電機則可為施工現場提供穩定的電力供應。

2、工業生產

      工業生產在需要電力支持時，柴油發電機可作為可靠的備用電源，確保生產過程的連續性和穩定性。

3、商業服務

      商業服務行業往往需要穩定的電力供應確保服務的周到性。柴油發電機可以為商場、酒店、醫院等提供備用電源，保證服務的正常運轉。

4、農業生產

      農業生產需要大量的水泵、灌溉設備等，柴油發電機可以為這些設備提供穩定的電力支持。

5、高層建筑

      超高層建筑具有人員密集、流動量大、電器設備多、供電線路復雜等特點。且此類建筑位于城市中心，對噪音、尾氣排放等環保有更嚴格的要求。因此，采用柴油發電機作為備用電源使用，可提供可靠、高效、環保的清潔能源。

6、交通運輸

      柴油發電機還被用于為大型運輸工具提供電力，如客車、火車等。柴油發電機不僅功率大、輕便易移動，而且可以供應高速運動中的電子設備，為旅客提供更好的舒適和便利。

7、采礦行業

      礦山油田中需要大量的電力來驅動照明、機械設備和通風系統等設施，而柴油發電機可以提供可靠的備用電源，保證開采過程中的設備始終處于高效工作狀態。

 

C140D5康明斯發電機組平面結構圖

C140D5康明斯發電機組側面結構圖

 

二、內燃機和外燃機比較

 

      凡是把燃料燃燒時所放出的熱能轉化為機械能的機器稱為熱力發動機（簡稱熱機）。內燃機是熱機的一種，燃料直接在汽缸內燃燒，靠燃氣膨脹推動活塞對外做功，如圖2（a）所示。如帶動發電機組的內燃機，燃油在汽缸內部燃燒后，產生高溫、高壓的燃氣，燃氣膨脹時推動活塞使曲軸旋轉，通過傳動裝置帶動發電機工作。柴油機和汽油機是產生動力的機器，因此稱之為發動機。

      除內燃機外，還有另外一種熱機，燃料在鍋爐內燃燒，將水加熱成高溫、高壓的蒸汽，再送至蒸汽輪機內膨脹做功。這種熱機稱為外燃機，如圖2（b）所示。

      內燃機與外燃機比較，精簡了一些設備，也減少了熱能的損失。因此，內燃機具有結構緊湊、輕巧、功率范圍廣、適應性能好、運行安全、熱效率高、燃料和水的消耗少、操作使用簡便、易起動等特點。但是，內燃機結構比較復雜、精密度高、制造費用高、操作維修技術要求比較高。

      盡管如此，由于內燃機具有上面這些優點，所以它在國民經濟各個部門如工業、農業、交通運輸和國防領域中都得到廣泛的應用，成為現代重要的動力設備。在通信系統中，所處的工作環境是比較復雜的，對于動力設備既要求有足夠大的功率，又要求結構緊湊、輕巧、便于搬運和安裝、燃料和水的消耗量也要少，因此選擇內燃機作為動力設備就比較適宜。所以，目前內燃機在通信系統中也得到了廣泛應用。

      柴油發電機組用內燃機，對動力設備的性能要求比較高，除了要驅動發電機外，還要克服發電機的傳動損失和勵磁損失，并適當留有一定的功率儲備，以適應短期超負荷的需要。同時，為了保持發電機電流頻率的穩定性，一般要有高性能的調速裝置。

 

圖3 內燃機與外燃機的區分

圖4  柴油機結構等測圖

 

 

三、柴發機組基本要求

 

 

1、對發動機要求

（1）要求有足夠的功率范圍。現在發電設備用內燃機功率要求在0.5～2500kW。

（2）負荷、轉速范圍寬，有適當的超載能力，外特性曲線如圖5所示。

（3）要求經濟、可靠、持久耐用。

（4）使用性能良好的全制式調速器，保證柴油機在任何轉速下均能穩定運轉，從而保證工作機械在速度和負荷急速變化的情況下能很好地工作。

（5） 發動機適用于使用符合GBT6072. 1-2000及輕柴油作燃料、水冷、四沖程、直接噴射、自然或壓力送氣，并符合GBT6072. 1-2000的規定，發動機的額定容量須符合 GBT6072. 1-2000連續運行的要求并與發電機持續運轉的額定容量相配合。

（6） 發動機額定轉速為1500r/min，其正常旋轉方向須為逆時針旋轉。

（7） 裝設電子調速穩速裝置及超速跳閘機構，當超速15$時切斷燃料。

（8） 冷卻系統為自帶風扇閉式循環水冷卻。

（9） 發動機具備以下最低限度的狀態指示：油壓、油溫、發動機溫度、運行時數、轉速表、電池充電器電流表。

（10） 發動機速度控制和速度調節，曲線如圖6所示：

① 速度控制：

      速度控制必須配備電子速度傳感速控器；速控器必須傳感發動機的實際轉速; 速度控制必須符合GBT6072. 1-2000第四部分I型，A1級之規定。

② 速度電子調節：

      速度必須預先調整好，以保證在滿載時的額定頻率，在各種負載情況下， 必須有手動調節速度的裝置，可在±5%的范圍內進行調整。

 

圖5  柴油機的外特性曲線圖

圖6  柴油機速度特性曲線圖

 

2、對發電機基本要求

（1） 發電機的設計和制造必須按照BS4999和BS5000相應章節的規定進行。

（2） 發電機為同步交流發電機、額定輸出電壓(230V/400V).正弦波(50Hz)，額定轉速 (1500r/min)，三相四線。

（3） 發電機勵磁方式為無刷勵磁

（4） 發電機絕緣等級為H級。

（5） 發電機防護等級為IP23。

（6） 發電機在一定的三相對稱負載上，其中任一相再加20$額定相功率的電阻性負載，且 任一相的負載電流不超過額定值時，應能正常工作lh，線電壓的最大（最小）值與三相 線電壓平均值之差不超過三相線電壓平均值的10%。

（7） 發電機需與柴油機相匹配，在現場現有條件下，即以12h為周期，可在110%額定負 載運行lh，而發電機不超過溫升限度。

（8） 發電機組的設計必須特別留意抑制諧波以消除不正常波形及可能的高頻干擾，感應 效應，或中性線運行電流達至干擾電話或通信的程度；發電機必須能承擔某一相電流大 于其他兩相達60%的不平衡負荷。

（9） 發電機應能承受高于同步值10%的超速運轉。

（10） 發電機必須承受在其輸出端短路達3S的短路電流而不致損壞。

3、執行的主要規范及技術標準

● GB/2820—90《工頻柴油發電機通用技術條件》

● GB/2920 《250至3200kW柴油發電機組通用技術條件》

● GB/12699-90《工頻柴油發電機組額定功率、電壓及轉速》

● GB/T4712-2008《自動化柴油發電機組分級要求》

● GB/3095-2018《環境空氣質量標準》二級標準

● GB/T50087-2013《工業企業噪聲控制設計規范》

● GB/3096-2017《城市區域環境噪聲標準》

● GB/10070-88《城市區域環境振動標準》

● GB/T 50121-2005《建筑隔聲評價標準》

● JB8891-99《柴油機排放限值》

● 00D202-2《應急柴油發電機組安裝》

 

三、柴發發展趨勢

      隨著科技的不斷進步和新能源政策的推廣，柴油發電機將迎來更廣闊的發展空間。未來，柴油發電機將朝著以下幾個方向發展：

1、智能化

      隨著人工智能、物聯網等技術的發展，柴油發電機將實現智能化管理，提高其運行效率和使用壽命。

2、環保化

       未來柴油發電機將采用更加環保的燃料和燃燒技術，以降低廢氣排放對環境的影響。

3、新能源

      隨著新能源政策的推廣，柴油發電機將逐步轉向使用清潔能源如天然氣、生物質等，以適應環保需求。

4、效率化

      未來柴油發電機將繼續提高能源利用效率，降低運行成本，提高市場競爭力。

5、集成化

      未來柴油發電機將與自動化技術、遠程監控技術等相結合，實現電站的集成化、智能化管理。

 

四、使用注意事項

 

1、安全可靠性

      柴油發電機需要具備良好的安全性能，包括防火、防爆、防震等措施，以確保使用過程中的安全。高可靠性也是發電機組所具備的特性之一，它可以保證在長時間運行中保持穩定的輸出功率，并能夠快速啟動和停止。

2、維護便捷

      柴油發電機具備維護便捷的特點，易于進行日常維護和保養，以延長使用壽命和提高可靠性。

3、節能環保

      柴油發電機需要具備較高的能效和低的排放標準，以滿足節能環保的要求。

4、人員操作

      操作人員和維修技術人員需掌握柴油發電機的構造、原理、性能和維修技術知識，熟練地操作使用、維護和修理柴油發電機。

 

總結：

      總之，柴油發電機在許多行業中都有廣泛的應用，可以為各種場景提供電力和備用電源。它們具有高效、可靠、易于攜帶和部署等優點，可以幫助各行各業無憂供電。柴油發電機作為一種重要的能源設備，在未來仍將具有廣泛的應用前景。隨著科技的不斷進步和新能源政策的推廣，柴油發電機將不斷升級和完善，為推動經濟發展和改善生態環境做出更大的貢獻。

 

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