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康明斯柴油发电机组的耗量特性
在满足电力网络负荷平衡的前提下,柴油发电机组 负荷分配指的是通过有计划的安排各个柴油发电机组的出力,使得整体的柴油的消耗油量变得小,让成本达到少,进而整个发电厂的效率与收益。柴油发电机组一般是通过在气缸中燃烧柴油,然后借助转化的爆炸动力来推动柴油机的运作,柴油发电机再带动与其相关联的发电机发电,完成整个电力生产环节。因为柴油发电机的做功的数量很大程度上取决于燃油消耗的数量,而柴油发电机的进气量又规定了柴油发电机组出力的大小,由于负荷时刻在波动,为了保证康明斯柴油发电机组在任何时刻达到经济工况,必须对康明斯柴油发电机组的动力特性进行准确的模拟。即确定康明斯柴油发电机组的耗油量特性。
柴油发电机组发出的功率,与柴油发电机组消耗的柴油等的关系形成柴油发电机组的耗油量特性曲线。而柴油发电机组的这一曲线是电力柴油发电机组 负荷分配问题的基本参数,终结果与耗油量特性曲线的正确率有密切的关系。因此在负荷优化分配中,通过分析计算得到柴油发电机组的耗油量特性是必不可少的步骤。
研究柴油发电机组的耗油量特性的参数,必须先对火力电柴油发电机组的参数进行了解,单元柴油发电机组的燃油的使用量B与发电机有功功率P之间的关系比较复杂,主要取决于柴油发电机组本身的特点,同时还受到所处环境温度,水介质温度,大气压等因素影响。康明斯柴油发电机组由于其自身特点,其启动过程耗时较长,由此有时连续优化过程中需要考虑柴油发电机组的启停成本;柴油发电机组在低负荷状态下,为了保证锅炉燃油的稳定燃烧需要进行投油稳燃。如果综合考虑这些成本,会使得柴油发电机组的燃油耗油量B与出力P之间的关系和规律变得难以分析。限于篇幅,本文只讨论康明斯柴油发电机组在稳定负荷下的耗油量特性关系,即不考虑柴油发电机组的启停成本,但是对于柴油发电机组的出力范围进行考虑,可有效避免柴油发电机组在低出力工况下运行。这些简化并不影响结论的正确性。
此时,单元柴油发电机组的耗油量特性可以表示为:
B=F(P)
式中B为燃油消耗油量,即每小时燃油的标准柴油耗油量(单位:t/h);P为发电机有功功率(单位:MW)。
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柴油发电机组的操作使用步骤
1、附近启动前检查
(1)检查机组上及周围有无杂物;
(2)检查冷却水量、附近机油油面、附近燃油箱油量是否正常;
(3)检查燃油阀门是否打开;
(4)检查电启动机组的电路连接是否正常;
(5)对低压燃油系统有渗漏现象的,应检查燃油系统是否有空气并排除。
2、附近启动柴油机
(1)每次启动时间不应超过10秒,启动间隔1分钟。四次不能启动应停机检查。
(2)起动后,断开启动电路,转入正常运行,注意观察机油压力。若30秒内油压仍未达到正常值,应停机检查。
3、附近柴油机的运行
(1)水温45摄氏度、附近油温50摄氏度以上、附近机油压力正常,发电机电压和频率正常,才能加负载。
(2)运行中应经常巡视水温、附近油温、附近油压和发电机电压、附近频率,应符合规定要求。
(3)倾听声响、附近观察排烟。防止超负荷运行。
(4)对无自动保护功能的普通型机组,运行中应特别注意低油压、附近高水温、附近超速和突发的异常声响等问题,发现后应及时停机处理,排除故障后再开机。
4、附近柴油机的停机
停机前先卸负载,坚持空车运行3-5分钟再停机的原则。对于手动调速的机组,在开机和停机时都应逐渐加或减速。
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柴油机与发电机的功率匹配
一般情况下,与发电机配套的柴油机选用12h功率或持续功率作为标定功率。当选用12h功率表示标定功率时,说明柴油机在标定功率下(标准环境状况时)连续运行时间为12h,其中包括超过10%标定功率情况下连续运行1h;当选用持续功率作为标定功率时,表示柴油机允许长期连续运行,其中包括可超过1o%标定功率运行1h。通常持续功率为12h功率的90%。
柴油机铭牌标示的标定功率是按规定的标准环境状况下确定的,当环境条件与标准规定不同时,其功率应按前述方法进行修正。在配套时,柴油机应有足够的功率以保证发电机在标定运行的条件下输出标定功率。
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柴油发电机运动部件故障的原因
柴油发电机曲柄连杆结构常见故障有拉缸、本地连杆磨损、本地敲缸、本地连杆短脱、本地螺栓断裂、本地曲轴断裂等,这些故障主要发生与高速运动部位,采集装置难以安装并进行数据采集,且发生故障后信号干扰信息较多,也难以准确诊断和识别。目前许多学者都比较倾向于地域数据的处理和诊断,也有部分学者考虑依靠动力学对柴油发电机运动部件进行分析和诊断,更进一步地找准故障产生的机理及原因。后者这种方法主要依靠计算机仿真软件实现,通过对柴油发电机进行建模,设定柴油发电机各部件工作参数,设置各部件出现故障后的参数,进行通过仿真模拟,识别故障发生时各部件参数状态。这一技术具有可操作性强、本地实验周期短、本地省时、本地省资金等优点,该技术为未来发展的一个潜力方向。
运动部件产生故障主要原因主要为两方面,一方面相互连接的两个部件由于长时间的接触,造成了磨损,使得接触表面变形,在运动过程产生振动及噪声,另一方面由于接触部件之间发生严重的磨损后产生了相互运动过程的碰撞及撞击,直接产生了异响等现象。显而易见,各部位产生故障涉及到诸多方面的内容,包括机械动力、本地热力、本地摩擦等,故障的分析不能仅仅依靠简单的分析就可以进行诊断和确定。
1.拉缸故障诊断拉缸故障会引起活塞机件损坏、本地柴油发电机油耗增加、本地转速降低、本地连杆断裂、本地曲轴箱爆炸,严重影响发电机正常运行。目前主要通过对发电机进行故障信号检测,判断拉缸时振动信号频域范围,例如国外研究学者 Jacobo Porteiro 通过分析研究,利用人工神经网络验证了拉缸时发电机故障的特征,并分析预测了发电机内润滑油内金属颗粒的含量值。
2. 敲缸故障诊断敲缸指的是活塞撞击气缸内壁产生明显异响的现象,敲缸时巨大的撞击力使得缸体外壁产生较为强大的振动,同时长期的敲缸对活塞及缸体造成严重的破坏。在敲缸故障诊断方面,利用计算机仿真软件,分析了在不同转速、本地不同负载和敲缸程度下的故障信号特征,实现了对敲缸状态下发电机故障的分析和诊断。
3.连杆轴异常诊断柴油发电机长时间大功率工作,连杆轴会产生磨损,使得轴承之间间隙变大,在连杆轴带动活塞及曲轴运动过程,造成敲击幅度变大,容易产生连杆的变形及断裂。杜小元通过对两岸头与轴承之间的振动信号分析,实现了对往复式发电机连杆故障振动信号角域和值域的分析,实现验证具有一定的可靠性。