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柴油发电机组的机组功率标定
油机发电机组是由柴油发电机和同步发电机组合而成的。柴油发电机允许使用的 功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制,因此,需规定允许连续运转的 功率,称为标定功率。
柴油发电机不能超过标定功率使用,否则会缩短其使用寿命,&至可能造成事故。
1.柴油机的标定功率
标准规定,在柴油发电机铭牌上的标定功率分为下列四类:
(1)15分钟功率即柴油发电机允许连续运转15分钟的 有效功率。是短时间内可能超负荷运转和要求具有加速性能的标定功率,如汽车、同城摩托车等柴油发电机的标定功率。
(2)1小时功率即柴油发电机允许连续运转1小时的 有效功率。如轮式拖拉机、同城机车、同城船舶等柴油发电机的标定功率。
(3)12小时功率即柴油发电机允许连续运转12小时的 有效功率。如电站机组、同城工程机械用的柴油发电机标定功率。
(4)持续功率即柴油发电机允许长时间连续运转的 有效功率。
对于一台机组,柴油机输出的功率是指它的曲轴输出的机械功率。根据GB1105-74规定,电站用柴油机的功率标定为12小时功率。即柴油机在大气压力为101.325kPa,环境气温为20℃,相对湿度为50%标准工况下,柴油机以额定转速连续12小时正常运转时,达到的有效功率,用Ne表示。
美国康明斯NT系列柴油机,其功率分为持续功率和备用功率,两者功率之比为0.91:1,相当于我国12小时功率和持续功率之分。
2.交流同步发电机的额定功率
交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下长期连续运转时,输出的额定电功率,用PH表示。
根据机组的运行环境和技术要求,机组输出的额定功率,由下式进行计算:
PH=K1·n(K2K3NeH-Np)(kw)
式中PH—同步交流发电机输出的额定功率(kw);
NeH—柴油机输出的额定功率(PS);
K1—单位变换系数(即kW/PS)K1=0.736;
K2—柴油机功率修正系数;
K3—环境条件修正系数;
n—同步交流发电机的效率;
Np—柴油机风扇及其他辅助件消耗的机械功率(PS)。
通常我们把柴油机输出额定功率(PS)与同步交流发电机输出的额定功率(kw)之比,称为匹配比,用K表示,即
K值的大小受当地大气压力、同城环境温度和相对湿度等多种因素的影响,对于在平原上使用一般要求的机组,通常K值取1.6对使用要求较高的机组K值应取2。
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增压型柴油发电机机简介
1)发动机依靠缸内燃烧发出功率。因此,进入缸内的燃油和空气是基本的两大要素,两者要合理调配,燃烧才能完全,使之达到功率大而燃油省的目的。
2)燃油的输入量是可以控制的,关键是空气吸入量。一般发动机靠自然吸气,空气吸入量受发动机进气系统阻力的限制,仅能吸入70%~80%(以1个大气压计,吸入气缸的空气体积与气缸容积的百分比),因此功率难以提高。
3)增压型柴油机的基本特征就是采用了“增压器”。因此,进入气缸的空气不是依靠自然吸气,而是由增压器强制将空气压入或“填入”气缸,从而使空气量增多,喷射的燃油量也可相应增加,不但发动机功率大大提高,而且由于燃烧完全,相应降低了耗油量,尾气烟度也有所改善。
4)废气涡轮增压器利用发动机排气压力推动涡轮,带动另一端的叶轮压气机“鼓充”进气,叶轮转速每分钟一般达10万转左右。采用这种内燃机增压技术的发动机为增压型,其功率比自然吸气型提高20%~40%,燃油消耗率也显著下降。
5)进气气缸的空气通过废气涡轮增压器后,由于受压缩功的影响,其温度大幅度提高(全负荷时一般达到12℃左右),空气密度却显示下降,限制了功率的进一步的提高,因此出现了“增压中冷”技术。“增压中冷”是将发动机的冷却液或汽车前端的进风通过“中冷器”(即热交换器)对已增压过的发动机进气进行“中间冷却”。水冷型可将进气温度降至90℃左右,空气冷却型可将进气温度降至50℃左右。采用增压中冷技术的发动机为增压中冷型,其功率比增压型进一步提高,油耗也相应地进一步减少。
6)B系列柴油机有3种吸气形式——自然吸气型、同城增压型和增压中冷型。依靠这种技术,B系列柴油机在缸径、同城冲程和转速不变的情况下,可逐级提高它的功率和转矩,因而明显扩大了系列内柴油机的功率范围。以B系列6缸机为例:自然吸气型(代号6B)的额定功率为96kW,增压型(代号6BT)的额定功率为118kW,增压中冷型(代号6BTA)的额定功率140kW,它们的转矩和燃油消耗量也分别不同程度地逐级得到提高和减少。