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柴油發(fā)電機組的機組功率標定
油機發(fā)電機組是由柴油發(fā)電機和同步發(fā)電機組合而成的。柴油發(fā)電機允許使用的 功率受零部件的機械負荷和熱負荷的限制,因此,需規(guī)定允許連續(xù)運轉的 功率,稱為標定功率。
柴油發(fā)電機不能超過標定功率使用,否則會縮短其使用壽命,&至可能造成事故。
1.柴油機的標定功率
標準規(guī)定,在柴油發(fā)電機銘牌上的標定功率分為下列四類:
(1)15分鐘功率即柴油發(fā)電機允許連續(xù)運轉15分鐘的 有效功率。是短時間內可能超負荷運轉和要求具有加速性能的標定功率,如汽車、黑龍江大慶本地摩托車等柴油發(fā)電機的標定功率。
(2)1小時功率即柴油發(fā)電機允許連續(xù)運轉1小時的 有效功率。如輪式拖拉機、黑龍江大慶本地機車、黑龍江大慶本地船舶等柴油發(fā)電機的標定功率。
(3)12小時功率即柴油發(fā)電機允許連續(xù)運轉12小時的 有效功率。如電站機組、黑龍江大慶本地工程機械用的柴油發(fā)電機標定功率。
(4)持續(xù)功率即柴油發(fā)電機允許長時間連續(xù)運轉的 有效功率。
對于一臺機組,柴油機輸出的功率是指它的曲軸輸出的機械功率。根據(jù)GB1105-74規(guī)定,電站用柴油機的功率標定為12小時功率。即柴油機在大氣壓力為101.325kPa,環(huán)境氣溫為20℃,相對濕度為50%標準工況下,柴油機以額定轉速連續(xù)12小時正常運轉時,達到的有效功率,用Ne表示。
美國康明斯NT系列柴油機,其功率分為持續(xù)功率和備用功率,兩者功率之比為0.91:1,相當于我國12小時功率和持續(xù)功率之分。
2.交流同步發(fā)電機的額定功率
交流同步發(fā)電機的額定功率是指在額定轉速下長期連續(xù)運轉時,輸出的額定電功率,用PH表示。
根據(jù)機組的運行環(huán)境和技術要求,機組輸出的額定功率,由下式進行計算:
PH=K1·n(K2K3NeH-Np)(kw)
式中PH—同步交流發(fā)電機輸出的額定功率(kw);
NeH—柴油機輸出的額定功率(PS);
K1—單位變換系數(shù)(即kW/PS)K1=0.736;
K2—柴油機功率修正系數(shù);
K3—環(huán)境條件修正系數(shù);
n—同步交流發(fā)電機的效率;
Np—柴油機風扇及其他輔助件消耗的機械功率(PS)。
通常我們把柴油機輸出額定功率(PS)與同步交流發(fā)電機輸出的額定功率(kw)之比,稱為匹配比,用K表示,即
K值的大小受當?shù)卮髿鈮毫?、黑龍江大慶本地環(huán)境溫度和相對濕度等多種因素的影響,對于在平原上使用一般要求的機組,通常K值取1.6對使用要求較高的機組K值應取2。
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什么問題導致發(fā)電機散熱器損壞
(1)故障現(xiàn)象 某部一車用C系列康明斯柴油機,行駛過程中發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度過高,經檢查發(fā)現(xiàn)冷卻液過少,添加到規(guī)定值后,繼續(xù)行駛。半小時以后,水溫又偏高,停車檢查時,冷卻液又減少了。檢查發(fā)現(xiàn)散熱器下部有漏水現(xiàn)象,對其進行焊接后,試機發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度正常,冷卻液也沒有過量減少現(xiàn)象。但是該車高速行駛過后,又出現(xiàn)散熱器漏水和冷卻液溫度過高的現(xiàn)象。
(2)故障查找分析 顯然,這起冷卻液溫度過高的故障是由于散熱器中冷卻液泄漏導致的,而散熱器芯屢次破損可能是由于質量較差或者是冷卻系統(tǒng)壓力過高造成的。經過檢查,排除了 種原因。接下來查找壓力的來源。如果是氣缸內的高壓氣體進入散熱器,那么柴油機工作時,散熱器內應有較多水泡逸出,因此旋掉散熱器蓋后開機,沒有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。 檢查散熱器蓋上的空氣一蒸汽閥,檢查發(fā)現(xiàn)蒸汽閥被異物卡死。
為了防止冷卻液濺出,散熱器的加水口平時用散熱器蓋蓋住。但是由于柴油機工作后溫度升高,冷卻液會產生水蒸氣,從而使冷卻系統(tǒng)的氣壓升高,如果冷卻系統(tǒng)完全封閉,可能會脹裂散熱器的芯子。因此,通常在散熱器蓋內安裝空氣—蒸汽閥??諝庖徽羝y主要由蒸汽閥、黑龍江大慶本地空氣閥和蒸汽排出管等部分組成。
柴油機正常工作時,蒸汽閥2和空氣閥3均因彈簧的壓力處于關閉,將冷卻系統(tǒng)和大氣隔開,防止水蒸氣溢出,使冷卻系統(tǒng)的壓力稍高于大氣的壓力,從而提高冷卻液的沸點,增大散熱器與空氣間的溫差,提高了散熱器的散熱能力,這對于在高原和熱帶工作的柴油機更為有利。當冷卻系統(tǒng)內壓過高時,蒸汽閥2被蒸汽壓開,經蒸汽排出管1排出一部分水蒸氣,使其內壓降低,保護了散熱器芯不至于被過高的內壓脹裂。當冷卻系統(tǒng)內壓過低時,空氣閥3被大氣壓力壓開,外界空氣經蒸汽排出管1進入散熱器中,防止散熱器的冷卻液管被大氣壓力壓癟,因彈簧的預緊力不同,蒸汽閥和空氣閥的開啟壓力也不同。一般蒸汽閥在散熱器內壓力比大氣壓力高出20~30kPa時開啟。由于空氣蒸汽閥的自動調壓作用,閉式水冷系統(tǒng)的沸點較高,當冷卻系統(tǒng)內蒸汽壓力保持在130kPa時,水的沸點可提高到108℃,這使柴油機機與空氣間的溫差增大,提高了散熱能力和對氣候條件的適應性,同時減少了冷卻液的消耗。故目前散熱器上普遍采用空氣蒸汽閥。
可知,當蒸汽閥無法開啟,冷卻系統(tǒng)內部壓力過高時,會導致散熱器芯損壞。
在柴油機的使用過程中,如果需要打開散熱器蓋進行檢査,必須使冷卻液溫度低于50℃,否則就會出現(xiàn)的冷卻液向外噴射而被燙傷的現(xiàn)象。
(3)故障排除 焊接散熱器并更換散熱器蓋總成后,故障排除。
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柴油機故障如何分類?
柴油機故障可從以下不同方面進行分類:
(1)按故障的性質分類 柴油機故障按其性質,可分為本質故障、黑龍江大慶附近誤用故障和從屬故障三類。
1)本質故障。在規(guī)定使用條件下,由于柴油機及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障稱為本質故障,如柴油機連桿斷裂等。
2)誤用故障。不按規(guī)定條件使用或由于外界因素而引起的故障稱為誤用故障,如因機油油量不足引起燒瓦等。
3)從屬故障。某一故障所引起的派生故障稱為從屬故障,也成為相關故障,如連桿螺釘斷裂引起的機體裂紋等。
(2)按故障的嚴重程度 柴油機故障按其嚴重程度和造成的危害,可分為致命故障、黑龍江大慶附近嚴重故障、黑龍江大慶附近一般故障和輕度故障四類。
1)致命故障。凡造成重要零件報廢、黑龍江大慶附近導致人身傷亡或造成重大經濟損失的故障稱為致命故障,也稱為危險性故障,如連桿螺栓斷裂、黑龍江大慶附近機體破裂等。這類故障屬一類故障。
2)嚴重故障。凡柴油機主要性能指標超過限值,主要零件損壞需解體才能排除的故障稱為嚴重故障,如柴油機油耗過高、黑龍江大慶附近活塞環(huán)斷裂等。這類故障數(shù)二類故障。
3)一般故障。凡柴油機需停機檢修,需要更換非主要部件,用隨機工具即可排除的故障稱為一般故障,如三漏(漏氣、黑龍江大慶附近漏油、黑龍江大慶附近漏水)、黑龍江大慶附近蓋板損壞等。這類故障屬三類故障。
4)輕度故障。凡一般不導致柴油機停機,不需要更換零件,用隨機工具在短時間內即可排除的故障稱為輕度故障。如柴油機密封部位滲漏、黑龍江大慶附近蓋板螺釘松動等。這類故障屬四類故障。
(3)按故障出現(xiàn)時間的快慢分類 柴油機故障按其出現(xiàn)時間的快慢,可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障兩類。
1)突發(fā)性故障。這種故障在短時間內突然發(fā)生,不能靠早期診斷來預測,如連桿螺栓斷、黑龍江大慶附近氣門彈簧斷裂等。
2)漸發(fā)性故障。這種故障的發(fā)生有一個漸變的過程,可以通過早期診斷進行預測,如缸套磨損、黑龍江大慶附近氣門漏氣等。
(4)按故障發(fā)生的部位分類 柴油機故障按其發(fā)生部位,可分為整體性故障和零部件故障兩類。
1)整體性故障。也稱為綜合性故障,影響整機性能,如起動困難、黑龍江大慶附近功率不足、黑龍江大慶附近飛車、黑龍江大慶附近轉速不穩(wěn)、黑龍江大慶附近壓力異常、黑龍江大慶附近溫度異常、黑龍江大慶附近聲音異常、黑龍江大慶附近振動異常、黑龍江大慶附近突然停車等,其原因是綜合性的。
2)零部件故障。是指某一零件所發(fā)生的故障,如齒輪斷裂、黑龍江大慶附近水泵泵量過小等。
(5)按故障的原因和現(xiàn)象分類 柴油機故障按其原因和現(xiàn)象,可分為磨損性故障、黑龍江大慶附近錯用性故障和薄弱性故障三類。
1)磨損性故障。由于摩擦副磨損過大而造成的故障稱為磨損性故障。這種故障是正常使用條件下,正常磨損過程中可以預料的故障,如活塞環(huán)過度磨損,造成嚴重漏氣、黑龍江大慶附近功率不足等。這類故障一般不會造成嚴重后果。
2)錯用性故障。在實際使用條件下,產生的載荷超過了原設計能力所造成的故障稱為錯用性故障,如超負荷使用致使柴油機冒黑煙、黑龍江大慶附近軸系斷裂等。
3)薄弱性故障。在實際使用條件下,產生的載荷未超過設計能力,只是設計失誤造成薄弱環(huán)節(jié),導致零部件喪失工作能力的故障稱為薄弱性故障。這類故障多發(fā)生在新開發(fā)機型上。一般表現(xiàn)為零件破損、黑龍江大慶附近軸系及支架斷裂等。
(6)按故障后果的性質分類,以可靠性為中心的維修指導思想認為,故障后果比故障頻率更為重要,故障后果可以影響重要機件發(fā)揮正常的功能,可以造成更換故障件的費用支出,可以損壞整個系統(tǒng)設備,甚至造成人員傷亡。因此,故障后果決定了維修工作的先后次序和及時提出修改機件設計的建議。故障后果按性質可分為四類:
1)性故障后果。這類故障能造成機毀人亡,需采用維修方式,使故障風險率減少到可以接受的水平;否則,有關機件項目就要重新設計。
2)使用性故障后果。這類故障能干擾使用計劃,會因該機件工作能力的下降,造成其他間接的經濟損失(例如使用中經濟性下降等)。在費用效果分析的基礎上,可采取維修的方式來解決這些問題。
3)非使用性故障后果。這類故障的后果對使用沒有直接的不利影響。例如采用冗余度設計的裝置,其中一個裝置出現(xiàn)故障后,只需在方便時更換或修理。因此,非使用性后果可采用事后維修方式。
4)隱蔽性故障后果。這類故障后果一般不會產生直接的不利影響。但是,當具有隱蔽性故障后果的計件與另一個或幾個計件的故障相關時,如果 個機件的功能故障由于隱蔽原因未被發(fā)現(xiàn),以致第二個機件又發(fā)生故障,從而造成多重故障,則將導致危險性故障,必須采取維護的方式減少這種風險的因素。