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技術與安全知識 |
極端寒冷氣候下的柴油發電機維護、操作及防寒措施 |
康明斯柴油發電機組在低溫天氣使用中經常會出現多次啟動失敗現象，當然新款國三電噴系列機型不在此列。國二直噴機型在遇到外界氣溫下降至-10°C以下時，柴油機冷啟動就有一定困難；當氣溫降至-40°C以下時，如果不采取一些低溫啟動措施，柴油機則根本無法啟動，為此康明斯發電機公司為用戶介紹在低溫條件下的柴油發電機組操作、維護和防寒措施。
一、寒冷氣候下的維護
1、在寒冷氣候下工作的柴油發電機，推薦使用永久型帶有附加防銹劑的防凍液。
2、對所有的柴油發電機，通過打開放水開關和取下放水螺塞放掉氣缸體和氣缸蓋中的冷卻液。如果使用空氣壓縮機、熱交換器或其他由冷卻液冷卻的附屬設備，也應打開開關放掉冷卻液。在冰凍氣候下柴油發電機附屬設備中沒有徹底放冷卻液將產生重大損壞。
3、在寒冷氣候下使用柴油發電機，可采用浸人式的冷卻液和機油的加熱器、以保持一定的溫度，使得柴油發電機起動后即可以滿負荷運轉。
柴油發電機低溫預熱啟動系統圖
二、寒冷氣候下的操作
在低氣溫條件下工作的柴油發電機，為使其得到滿意的性能，需要改裝一下柴油和周圍設備。溫度越低需要的改裝越大。
1）采用實際而可靠地柴油發電機加溫措施和設備，使柴油發電機保持適當的起動特性。
2）這種裝置或機構應盡可能不受外部影響。
3）進行適當改造以保持滿意的工作溫度而又使所增加的設備和附件保養工作量最小。
如果柴油發電機不能保持合適的溫度，會由于柴油發電機磨損增加、性能惡化以及形成過多的積炭、膠質和其他沉積物而使保養成本提高。為克服低溫危害而采取一些專門的預防措施是十分必要的，但應注意要使柴油發電機在溫暖環境下使用時所需的改動工作量最小。柴油發電機的絕大多數附件被設計成可拆卸的，所以，這些附件不用時對柴油發電機的影響很小。
三、防寒措施
配置低溫工作設備時最常使用的兩個術語是“防寒措施”和“北極地區技術標準”。
1）使用適當的材料。
2）使用低溫潤滑油以保證潤滑良好。
3）采取低溫防護措施，因為金屬材料溫度不變，但低溫下的散熱率會改變。
4）使用合適等級的低溫用燃油。
5）采取加熱措施以增加柴油發電機氣缸體和部件的溫度，使得最低可在-32℃（-25.6 °F）)的低溫下進行行動。
6）采用合適的外部加熱源。
7）電氣設備具有預期的最低溫度下工作的能力。
北極地區技術標準是指柴油發電機在級寒地區-54℃的低溫下良好工作所需要的零件設計材料和規范。
注意：在康明斯柴油發電機上，不推薦使用“防漏”型防凍劑。雖然這些防凍劑與DCA水處理法在化學上并不矛盾，但“防漏”劑可能堵塞冷卻液濾清器而使它們失效。
四、常見冷啟動裝置
1、冷啟動液
冷啟動液是一種輔助起動燃料，在氣缸壁添加低凝析油的條件下，可達到啟動的目的。由于燃燒不穩定，容易引發和壓力，因此柴油機溫度越低，柴油機工作將有更大的程度。因此，在使用冷啟動液時，必須按規定量加入，不能增加太多。
這種啟動方式可以在瞬間啟動發動機，但由于油的低溫和高粘度，啟動一段時間后，氣缸壁上的油不多，條件惡劣。發動機工作使零件之間的往復運動和旋轉運動形成干燥，使零件磨損，因此，在用冷起動液啟動發動機后，不應增加節氣門操作，在霧化條件下選擇起動液，控制噴油時間、噴射位置和噴射量。此外，空氣過濾器的進氣口不應直接注入啟動液，以免影響空氣過濾器的過濾元件，增加提升液的數量，從而使發動機冷卻器的啟動超過速度限制。根據上述情況，建議謹慎冷流體。
2、水套加熱器
當作業環境溫度低于0℃時，可在部署工作前起用水套加熱器。通常室外采用燃油水套加熱器，室內機型采用電加熱器
（1）燃油水套加熱器工作原理：
從柴油發電機組燃油油箱抽取燃料后，在渦輪室進行燃燒，通過水泵將冷卻液循環加熱。水套加熱器工作電源取自蓄電池直流系統，電功率約為0.6kW，熱功率約為35kW，耗油量為3.85L/h。經實際測試，在冬季氣溫為-15℃時，經過2.5h加熱，即可將柴油發電機組水套溫度升至30℃以上，滿足起動溫度要求。
水套加熱器工作原理圖
（2）電加熱裝置的工作原理：
在柴油發動機上，一般加裝冷卻水自動加熱裝置，使發電機組在備機狀態時，柴油機應處于熱機狀態，以便發電機組在市電失電時15s內起動發電機組并帶負載工作。柴油機自動加熱裝置，當水溫低于30攝氏度時，溫控器觸點接通，KM吸合，加熱器EH工作。當水溫上升至50攝氏度時，溫控器觸點斷開，KM釋放，加熱器EH斷電。
（3）使用注意事項：
在發電機組靜態條件下，加熱約4h后嘗試起動底盤發動機，依舊具備足夠起動電量。如長時間不關閉加熱器，在檢測到水溫達到70℃時，將自動熄火停止加熱，只進行冷卻液循環，避免發生水溫過高的問題。
在起動柴油發電機組前，需檢查并將通向加熱器的旁路管道進出閥關閉，以防止機組起動后冷卻液循環壓力較大，反流至加熱器內部導致管路發生泄漏。此種起動方式耗時較長，難以在突發性供電保障場景下保證及時可靠發電。
當遇到需緊急起動發電機的情況時，也可進入機組房艙，摘除空氣濾清器，向兩組進氣管道內各噴射5s柴油機起動液后起動。其原理為通過乙醚等低閃點烷烴類氣體在缸內爆燃而引燃柴油。此種方式可不經預熱，直接起動柴油發電機組，但在設備熱機完成前無法重新安裝空濾，長時間工作易導致缸體受損。同時，起動液成分對人體有害，噴射過程可能影響人體健康。當外部電源突發故障急需機組起動時，同樣需要幾分鐘的準備時間。
3、機油加熱器
在油底殼安裝螺旋式電阻器，該電阻器可加熱油底殼的機油，降低機油黏度，減小啟動阻力。應用此種方法時，應控制加熱時間，避免因加熱時間過長，機油溫度過高，而導致機油老化變質。
4、蒸汽預熱法
即讓蒸汽通過管道從水散熱器的下水管進入冷卻系，或直接進入柴油機冷卻水套，用蒸汽預熱柴油機汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。
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