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关于柴油发电机组节能与环保总述 标准GB/T2820.1一1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分标准9排放中规定：“当发电机组运行时，会产生包括噪声、振动、热辐射、废气和电磁干扰等排放物。任何有关保护环境和人员与的适用法规由制造厂和用户商定产品性能要求时考虑。”环保机组定义：将同时考虑到噪声、振动、热辐射，废气和电磁干扰等排放物对环境因素有影响的机组称为环保机组。 国标对环保机组要求：振动小、噪声低、电磁辐射低、热辐射小、排放污染轻。 另外 标准GB/2819一1995《移动电站通用技术条件》（Mobileelectricpowerplant,Specificationfor）对环境污染做了一定的限定。其中第4.9条污染环境的限值中有相应的规定。 1）振动 电站应根据需要设置减震装置；电站运行时振动的单振幅应不大于0.3mm或0.5mm；使用增压柴油机、单缸和两缸柴油机、单缸汽油机的电站，其振幅值应符合产品技术条件的规定。 2）噪声 电站的噪声允许值应符合噪声允许值中的规定，增压柴油机组电站和低噪声电站的允许值按产品技术条件的规定执行。 3）无线电干扰 对有抑制无线电干扰要求的电站，应有抑制无线电干扰的措施，其干扰值不大于有关标准中的规定值。频率为0.15～3000MHz;端子干扰电压为3000μv～400μv;干扰场强为100～50μV/m。 4）有害物质浓度 有相应要求时，电站排出的有害物质允许浓度按产品技术条件的规定。 5）烟度 有相应要求时，电站的排气烟度按产品技术条件的规定。 烟度要求：因柴油发电机排气量较汽油机排气量要大，而且排烟问题较严重。下面针对机组原动机为柴油发电机的电源车辆来讨论。排烟是由于不完全燃烧所得到的悬浮在柴油发电机排气中可见的白色、蓝色、黑色颗粒物。白色通常由水蒸气或液体燃料蒸汽凝聚而成：蓝色通常是因燃料或机油不完全燃烧所得到的微粒：黑色主要由炭粒组成，其颗粒尺寸常小于1μm。这些排出的颗粒物能够吸收、反射和折射光线。 烟度是表征柴油发电机排气中颗粒物浓度的参量。烟度是指容量排气所透过的滤纸的染黑度。 我国对不同排气量的柴油发电机排气烟度允许值为4.5～4.0波许单位。通常规定白色滤纸的吸光率为0波许单位，全黑滤纸的吸光率为10波许单位，0～10均匀分度。 机组运转时，振动、噪声、排放和辐射等是相互关联的。发电机组是一个大型供电系统，它由若干分系统组成，各系统之间是相互关联的。在分析与研究环保问题时，同时应与机组发动机燃料、燃烧、配气、机械运转等环节相联系。另外，这些对环境有影响的因素又是互相联系的。机组运转就必然的有振动，振动自然就会产生噪声；燃料燃烧必然产生热量、废气和燃烧噪声；热量的产生必然有热辐射；由于燃料的燃烧不完全和杂质等，就必然产生空气污染问题，即使是完全燃烧生成大量的C02，对环境也有较大影响。由于发电机组中发电机是电磁机械，因而就必然有电磁辐射，形成对其他电子设备的电磁干扰。因而，解决柴油发电机组环保问题时，应该用互相联系的观点来研究机组环保问题。例如：在机组设计隔声罩时同时考虑电磁屏蔽。如用带夹层的双层或多层金属外壳制造声罩，中间有水或其他介质冷却，既可以隔声，也可以进行电磁屏蔽，还可以有效降低热辐射。同时增强了机组在风沙、大雨、高温、严寒等恶劣环境下的供电能力。对于柴油发电机组来讲突出的环保问题是振动、噪声和废气。

介绍柴油发电机组调速方法 １面向Simulink数字调速系统框图 　　在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制，变速积分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。 　　１．１常规PID控制 　　首先看常规PID控制，下面是它的系统仿真框图，这是常规采用的PID控制系统图，通过对真实控制系统绘制仿真框图，观察采用常规PID控制效果。 　　１．２不完全微分PID控制 　　下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图２不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分，这是用来改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 　　１．３变速度积分PID控制　 　　下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。 　　１．４模糊PID控制　 　　自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合，吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力，能够自动识辨被控过程参数、自动整定控制参数，能够适应被控过程模型参数的变化；其次它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。　 　　如果用模糊控制箱设计出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系统仿真模型，把模糊控制器模块和我们设计的ＦＩＳ结构连接起来，就可以对它进行仿真研究了，系统仿真框图的建立关键是对ＰＩＤ三个参数Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。 　　下面从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊规则表。 　　（１）比例系数Ｋｐ的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。Ｋｐ越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但容易产生超调，可能会导致系统不稳定。Ｋｐ取值过小，会降低调节精度，使响应速度变慢，延长调节时间，使系统动态和静态特征变坏。 　　（２）积分作用系数Ｋｉ的作用是系统的稳态误差。Ｋｉ越大，系统的静态误差越快，但Ｋｉ过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。但Ｋｉ过小会使系统的静态误差难以，影响系统的调节精度。 　　（３）微分的作用系数Ｋｄ的作用是改善系统的动态特征，其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但Ｋｄ过大，会使响应过程提前制动，延长了调节时间，而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。 　　２对系统进行仿真研究 　　建立了系统的仿真框图后，就可以对系统进行仿真研究，就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自适应PID控制的比较，并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解，并初步地分析出我们需要的控制参数，对系统的研究有积极作用。 　　系统仿真图通过ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱实现，同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的，基本可以反应控制系统的基本情况，可以起到很好的仿真模拟作用。 　　首先，比较常规PID控制和变积分PID控制，变速积分PID通过改变积分项的累加速度，使得它和偏差大小相适应，偏差大的时候，积分慢；偏差小时，积分快，这就可以减少超调，同时更好地静差。 　　下面比较一下常规PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节，使得系统性能得到改善，在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。 　　 介绍模糊自适应控制和常规PID的比较，并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的柴油发电机的系统模型的 　　可见模糊PID控制器和常规PID控制相比，它使得系统响应的超调时间减小，曲线更平整，反应时间加快了，控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点，而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势，是一种性能优良的控制器，所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。

柴油机在寒冷气候下的启动 (1)预热当温度为10℃或更低时，为帮助启动柴油机可采用进气空气预热器，预热设备包括一个将燃油泵入进气歧管中的手油泵和一个将电热塞电路接通的开关，电热塞由蓄电池通电加热，燃油在进气歧管中燃烧以加热进入汽缸的空气。电热塞系统向汽缸中提供的热量使压缩空气温度足以点燃燃油。但应注意：帮助启动用的蒸气与预热器不可联合使用，否则会引起火灾。 冷车启动使用预热器的操作步骤： ①将油门调到怠速位置。将电热塞拨动开关转到“开”（ON）的位置上，红色指示灯应亮。 ②红色指示灯燃亮20秒钟后，开始启动柴油机。当柴油机一转动后，立即开动预热器手油泵使之保持（552～689）kPa（80～1001bf/in2）的燃油压力。如果在20秒钟前就用手油泵会将电热塞弄湿妨碍加热。 ③如果柴油机在30s内不能启动，应停止转动柴油机，等（1～2）min后再启动。 ④在柴油机启动后，应慢慢泵动手油泵以保持柴油机平稳怠速运转。在寒冷气候条件下，怠速运转需要（4～5）min或更长一点时间，才能加速。 ⑤当柴油机走热之后，在手油泵注油行程间不再颤动时，停止泵油。关闭并锁上手油泵，关断电热塞拨动开关，紅色指示灯熄灭。 ⑥若柴油机在预热器泵头三个满行程中无启动迹象，用手摸进气歧管是否热，如果不热应检查电路情况。若电路良好，应卸下进气歧管上靠近电热塞处的1/8”管塞。然后合上电热塞手动开关15s观察1/8”管塞孔电热塞应呈白热状态。如果不是这种状态，将电线接到（6～12）V电源上，测釁其电流值，小电流应为（30～32）A。若电热塞良好，再检查手动开关和电阻情况，必要时，予以更换。 (2)启动液辅助启动装置启动液是高挥发性燃料，可在较低的汽缸温度下燃烧。用一个压力喷雾器或一块用启动液湿的布片通常能在一23℃的低温下实现快速启动。 喷雾器接头必须安装在柴油机进气歧管上或进气管接头上，以便向各缸供应等的启动液。喷雾器上的两个喷油孔相隔180°布置，这样安装使喷雾器喷雾顺着进气歧管的孔道喷射,否则喷雾就会喷向进气歧管的管壁上，效果降低。 采用弗里特伽德（Fleetguaed）辅助启动装置时的启动方法: ①将油门调到怠速位置； ②分离传动机构或将变速器拨到空档位置； ③打开手动燃油截流阀或电动截流阀； ④开动启动机，当发动机转动时，供应定量的启动液直到柴油机平稳地怠速运转为止。 在无计量设备情况下使用启动液注意的问题： ①当一个人启动柴油机时，另一个人向空气滤清器中喷雾状启动液。 ②启动液烟雾被吸人到柴油机的进气歧管中，这样柴油机就容易发动启动。 由于启动液是挥发性很强的燃料，不允许启动液与明火靠近，也不允许将其与预热器或火焰喷射设备一起使用，不得吸入启动液烟雾，启动液使用量过多会导致压力过高，引起爆震或使柴油机超速运转，因此，使用启动液时，一定要注意。 启动液辅助装置只能在一23℃低温下实现快速启动。若低于此温度，就需要采用直接向进气歧管中喷射蒸气的办法帮助启动。