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柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)的作用是什么
進(jìn)氣系統(tǒng)的作用是保證柴油發(fā)電機(jī)的各氣缸在工作時(shí)得到充足的新鮮空氣和排出燃燒室內(nèi)燃燒后形成的廢氣。進(jìn)排氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、消聲器、氣缸蓋進(jìn)氣道及氣缸蓋排氣道等組成。另外為了提高柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率,增壓柴油發(fā)電機(jī)裝有增壓器,高級(jí)增壓系統(tǒng)中還裝有中冷器等。柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本文主要介紹防爆型柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及作用。
一、進(jìn)氣系統(tǒng)
防爆型柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)由進(jìn)氣管、進(jìn)氣阻火柵欄,空氣關(guān)斷閥及空氣濾清器等組成。
1、進(jìn)氣阻火柵欄構(gòu)造為疊片式,由多塊1.2mm厚,51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄,柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。是為了防止柴油機(jī)氣缸內(nèi)可能返回的火焰直接通向大氣、火焰經(jīng)它熄滅,不至引燃工作環(huán)境的易燃?xì)狻榱吮WC柴油機(jī)有足夠的進(jìn)氣量,應(yīng)經(jīng)常清理柵欄的表面和間隙間的雜質(zhì)。清理時(shí)應(yīng)保證柵欄間隙不被破壞。空氣關(guān)斷閥是為了而設(shè)置的,在柴油機(jī)發(fā)生“飛車”現(xiàn)象時(shí),用作緊急停車用。在空氣關(guān)斷閥關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)氣被完全切斷,在5~10秒內(nèi),柴油機(jī)即可停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在正常工作狀況停機(jī)時(shí),要使用停機(jī)開關(guān),嚴(yán)禁使用空氣關(guān)斷閥停機(jī)。
2、空氣濾清器
空氣濾清器的作用是濾除掉空氣中的雜,以保證清潔的空氣進(jìn)人氣缸內(nèi)。否則會(huì)導(dǎo)致氣缸套和活塞組零件早期磨損,縮短柴油發(fā)電機(jī)的使用受命,空氣濾清器一般又分為干式濾清器和濕式濾清器。
紙質(zhì)干式空氣濾清器的結(jié)構(gòu)。它不需要加注機(jī)油,即可將空氣中的雜質(zhì)濾除,其原理是通過改變空氣流動(dòng)方向或使空氣穿過具有微孔的濾芯,以達(dá)到凈化空氣的目的。干式空氣濾清器的濾芯一般有金屬網(wǎng)狀濾芯和紙質(zhì)濾芯兩種。這兩種濾芯一般使用150h后,需要濾芯中的雜質(zhì)。金屬網(wǎng)狀漶芯取出后應(yīng)放在汽油中清洗,并用壓縮空氣吹干。紙質(zhì)濾芯取出后,一般用手或木棒輕輕敲擊其端面,使其吸附在濾芯上的灰塵和雜質(zhì)脫落。
濕式濾清器殼的底部放置了一定量的機(jī)油,其日的是利用機(jī)油的黏性吸附進(jìn)人氣缸中空氣的灰塵和雜質(zhì)。目前,進(jìn)口和國產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)較多采用的是濕式空氣濾清器。
濕式空氣濾清器的結(jié)構(gòu)。濕式空氣濾清器濾芯所吸附灰塵和雜質(zhì)較多時(shí),一般可將濾芯放置在汽油中清洗并用壓縮空氣吹干。更換機(jī)油后,再把吹干的濾芯裝人空氣濾清器。
3、進(jìn)氣管
進(jìn)氣管的作用就是按照柴油機(jī)的工作次序,分別供給各缸充足的新鮮空氣。進(jìn)氣管一般是用鑄鐵或鋁合金鑄造,如圖1所示。進(jìn)氣管和排氣管分別安裝在氣缸蓋的兩側(cè),如果在一側(cè)裝配,會(huì)使排氣管的高溫傳給進(jìn)氣管,造成進(jìn)人氣缸內(nèi)的空氣密度減小,影響進(jìn)氣量。同時(shí),為了減小空氣的流通阻力,進(jìn)氣管內(nèi)壁一般要做的比較平整和光滑。
圖1 四缸機(jī)進(jìn)氣管
二、 排氣系統(tǒng)
防爆型排氣系統(tǒng)由水夾層排氣管、水夾層彎管、水夾層波紋管、廢氣處理箱和排氣阻火柵欄以及補(bǔ)水箱等組成。
1、廢氣處理箱(如2所示)
(1) 水夾層排氣管、水夾層彎管和水夾層波紋管,水夾層中的水作為冷卻液與柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通封閉循環(huán)冷卻,保證排氣管表面溫度不超150℃。各部件之間在連接處通過橡膠軟管將各水夾層聯(lián)通,使水夾層形成了一個(gè)通暢的循環(huán)水路。水夾層波紋管位于柴油機(jī)和廢氣處理箱之間,主要起減震的作用。
(2) 廢氣處理箱內(nèi)有排氣阻火柵欄、水浴箱和膨脹箱。用以處理由排氣管進(jìn)入的廢氣。主要用作熄滅廢氣中的火焰、進(jìn)一步冷卻和洗滌廢氣,炭煙及溶解廢氣中的部分有害物質(zhì)。經(jīng)過排氣阻火柵欄熄滅火焰和水浴處理后的廢氣經(jīng)膨脹箱、排氣尾管通向大氣。
(3) 排氣阻火柵欄構(gòu)造為疊片式,由多塊1.2mm厚,51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄,柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。要及時(shí)清理柵欄的表面和間隙間的雜質(zhì)和積炭,以保證排氣的暢通。排氣阻火柵欄,要做到每天一清理,清理時(shí)打開維修門,松動(dòng)頂緊輪,抽出柵欄,清理兩表面上的積炭和雜質(zhì),然后將柵欄裝回頂緊,關(guān)閉維修門并鎖住。維修清理時(shí)應(yīng)保證柵欄間隙不被破壞。
(4) 廢氣處理箱中的水量控制,廢氣處理箱中的水量約50升,與補(bǔ)水箱連通。廢氣處理箱中水量的大小由進(jìn)水浮球閥和水位報(bào)警浮球控制,進(jìn)水浮球閥控制 水位和在水量不足時(shí)由補(bǔ)水箱向廢氣處理箱中補(bǔ)水。水位報(bào)警浮球在水位降至 控制水位且補(bǔ)水箱無法正常向廢氣處理箱中補(bǔ)水時(shí),啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)裝置報(bào)警并在1分鐘內(nèi)使柴油機(jī)自動(dòng)停機(jī)。因此,每次工作前必須將補(bǔ)水箱加滿水,在工作中要隨時(shí)觀察補(bǔ)水箱的水位,及時(shí)加水保證防爆柴油機(jī)工作正常。
(5) 氣密封襯墊,在進(jìn)、排氣的管路中,各連接法蘭處都夾有密封襯墊,襯墊均采用特制的銅皮包封石棉板制成,具有良好的彈性、拆裝時(shí)若發(fā)現(xiàn)有損壞或失去彈性應(yīng)予更換,對各處的密封面不許有任何碰傷和劃痕。
防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)-康明斯發(fā)電機(jī)組.png
廢氣處理箱的結(jié)構(gòu)示意圖
2、消聲器
消聲器的作用:主要是減少廢氣排出時(shí)的噪聲。消聲器一般用鋼板沖壓并經(jīng)焊接而成。在裝配時(shí),消聲器帶有斜面的出口要朝下,以防止雨水或異物進(jìn)人。
3、排氣管
排氣管的作用是按照柴油機(jī)各缸的工作次序,分別把燃燒室燃燒后形成的廢氣從燃燒室中排出。排氣管一般采用鑄鐵鑄造。為了減小排氣阻力,排氣管內(nèi)壁要做的直徑較大且平整和光滑。同時(shí),排氣外管的彎曲度要做的盡可能小,否則會(huì)影響柴油機(jī)的輸出功率。
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發(fā)電機(jī)組的基本設(shè)備包括哪些系統(tǒng)?
答:柴油發(fā)電機(jī)組主要包括六大系統(tǒng),分別是:(1)機(jī)油潤滑系統(tǒng);(2)燃油系統(tǒng);(3)控制保護(hù)系統(tǒng);(4)冷卻散熱系統(tǒng);(5)排氣系統(tǒng);(6)起動(dòng)系統(tǒng)。
二、柴油發(fā)電機(jī)組視在功率、有功功率、額定功率、大功率、經(jīng)濟(jì)功率之間的關(guān)系?
答:1.視在功率的單位為KVA,我國習(xí)慣用于表達(dá)變壓器及UPS(UPS是英語UninterruptiablePowerSupply的縮寫,譯為不間斷電源。)其基本功能是:市電中斷供電時(shí),能不間斷供電的容量。
2.有功功率為視在功率的0.8倍,單位是KW,我國習(xí)慣用于發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備。
3.柴油發(fā)電機(jī)組的額定功率是指12小時(shí)可連續(xù)運(yùn)行的功率。
4.大功率是額定功率的1.1倍,但12小時(shí)內(nèi)僅容許使用1小時(shí)。
5.經(jīng)濟(jì)功率是額定功率的0.75倍,是柴油發(fā)電機(jī)組不受時(shí)間限制可長期運(yùn)行的輸出功率。在該功率運(yùn)行時(shí),燃油省、故障率低。
三、發(fā)電機(jī)組的良好使用功率(經(jīng)濟(jì)功率)如何計(jì)算?
答:P良好=3/4*P額定(即0.75倍額定功率)
四、三相發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)是多少?為提高功率因素可以加功率補(bǔ)償器嗎?
答:功率因素為0.8。不可以,因?yàn)殡娙萜鞯某浞烹姇?huì)導(dǎo)致小電源的波動(dòng)及機(jī)組振蕩。
五、為什么新機(jī)使用一段時(shí)間后需要更換機(jī)油及機(jī)油濾清器?
答:因?yàn)樾聶C(jī)在磨合期中難免有雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)油底殼內(nèi),使機(jī)油及機(jī)油濾清器發(fā)生物理質(zhì)變或化學(xué)質(zhì)變。
六、為什么安裝柴油發(fā)電機(jī)組時(shí),排煙管要向下傾斜5-10度?
答:主要是防止雨水進(jìn)入排煙管,導(dǎo)致重大事故發(fā)生。
七、為什么要求柴油發(fā)電機(jī)組的使用場地必須空氣流暢?
答:柴油機(jī)的出力直接受吸入的空氣數(shù)量和空氣質(zhì)量的影響,發(fā)電機(jī)又必須有充足的空氣給予冷卻。所以使用場地必須空氣流暢。
八、怎樣鑒別偽劣假冒國產(chǎn)柴油機(jī)?
答:先查有無出廠合格證和產(chǎn)品證明書,它們是柴油機(jī)出廠的"身份證明",是必須有的。再查證明書上的三大編號(hào)
1.銘牌編號(hào);
2.機(jī)體編號(hào)(實(shí)物上一般在飛輪端機(jī)械切削加工過的平面上,字體為凸體);
3.油泵銘牌編號(hào)。將這三大編號(hào)與柴油機(jī)上的實(shí)際編號(hào)核對,必須準(zhǔn)確無誤。如發(fā)現(xiàn)有疑點(diǎn)可將這三大編號(hào)報(bào)制造廠核實(shí)。
九、為什么不允許柴油發(fā)電機(jī)組在低于額定功率50%的情況下長期運(yùn)行。
答:因?yàn)槿绻陀陬~定功率50%的情況下運(yùn)行時(shí),柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)油消耗加大、柴油機(jī)容易結(jié)炭、增大故障率、縮短大修周期。
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1、發(fā)電機(jī)沒有按規(guī)定的技術(shù)條件運(yùn)行,如定子電壓過高,鐵損增大;負(fù)荷電流過大,定子繞組銅損增大;頻率過低,使冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢,影響發(fā)電機(jī)散熱;功率因數(shù)太低,使轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流增大,造成轉(zhuǎn)子發(fā)熱。應(yīng)檢查監(jiān)視儀表的指示是否正常。如不正常,要進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)和處理,使發(fā)電機(jī)按照規(guī)定的技術(shù)條件運(yùn)行。
2、發(fā)電機(jī)出租中的三相負(fù)荷電流不平衡,過載的一相繞組會(huì)過熱;若三相電流之差超過額定電流的10%,即屬于嚴(yán)重蛄相電流不平衡,三相電流不平衡會(huì)產(chǎn)生負(fù)序磁場,從而增加損耗,引起磁極繞組及套箍等部件發(fā)熱。應(yīng)調(diào)整三相負(fù)荷,使各相電流盡量保持平衡。
3、風(fēng)道被積塵堵塞,通風(fēng)不良,造成發(fā)電機(jī)散熱困難。應(yīng)風(fēng)道積塵、油垢、使風(fēng)道暢通無阻。
4、進(jìn)風(fēng)溫度過高或進(jìn)水溫度過高,冷卻器有堵塞現(xiàn)象。應(yīng)降低進(jìn)風(fēng)或進(jìn)水溫度冷卻器內(nèi)的堵塞物。在故障未排除前,應(yīng)限制發(fā)電機(jī)負(fù)荷,以降低發(fā)電機(jī)溫度。
5、軸承加潤滑脂過多或過少,應(yīng)按規(guī)定加潤滑脂,通常為軸承室的1/2~1/3(轉(zhuǎn)速低的取上限,轉(zhuǎn)速高的取下限),并以不超過軸承室的70%為宜。
6、軸承磨損。若磨損不嚴(yán)重,使軸承局部過熱;若磨損嚴(yán)重,有可能使定子和轉(zhuǎn)子摩擦,造成定子和轉(zhuǎn)子避部過熱。應(yīng)檢查軸承有無噪音,若發(fā)現(xiàn)定子和轉(zhuǎn)子摩擦,應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行檢修或更換軸承。
7、定子鐵芯絕緣損壞,引起片間短路,造成鐵芯局部的渦流損失增加而發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使定子繞組損壞。應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行檢修,也可送到發(fā)電機(jī)出租的廠家進(jìn)行維修。
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從4個(gè)方面來分析并比較發(fā)電機(jī)的風(fēng)冷和水冷系統(tǒng)
柴油發(fā)電機(jī)過冷或者過熱(即發(fā)電機(jī)冷卻能力過強(qiáng)或者過弱)都會(huì)對其動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性,工作可靠性帶來不利的影響。因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng),能夠保證發(fā)電機(jī)始終處于適宜的溫度下工作,以獲得較高的發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性能,動(dòng)力性能,工作可靠性指標(biāo)等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機(jī)在各種工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)電機(jī)過熱,又要防止冬季發(fā)電機(jī)過冷,在冷態(tài)下的發(fā)電機(jī)啟動(dòng)之后,冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機(jī)迅速升溫,盡快達(dá)到正常的工作溫度。
冷卻系統(tǒng),顧名思義,其主要作用就是對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻,保證柴油發(fā)電機(jī)在一定的溫度范圍內(nèi)可靠的工作,根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,分為風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩種。下面康明斯發(fā)電機(jī)公司結(jié)合風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造、振動(dòng)噪聲、冷卻效果、低溫性能、使用壽命,進(jìn)行分析比較。
1.系統(tǒng)構(gòu)造:水冷柴油發(fā)電機(jī)的氣缸套分為干式氣缸套(不直接與水接觸)和濕式氣缸套(直接與水接觸),活塞在缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),將熱量傳給缸套,缸套又將熱量傳遞給冷卻液來實(shí)施冷卻,需要有水泵、水管、節(jié)溫器等專用零部件,構(gòu)造復(fù)雜;風(fēng)冷柴油發(fā)電機(jī)則省去許多部件和環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)相對簡單,但風(fēng)冷系統(tǒng)對材料的耐熱,耐磨,膨脹系數(shù)要求更高,制造起來技術(shù)工藝要求也比水冷要高。
2.振動(dòng)噪聲:水冷系統(tǒng)由于在缸套外側(cè)配備水套,噪音經(jīng)過水后變小,從而大大降低了發(fā)電機(jī)內(nèi)部噪音,相對來說水冷柴油發(fā)電機(jī)的噪聲更小、震動(dòng)較小,擁有更高的壓縮比,爆發(fā)力更強(qiáng),功率更高,風(fēng)冷系統(tǒng)需要風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)來進(jìn)行抽風(fēng)與排風(fēng),風(fēng)燥比較大,震動(dòng)較為明顯。
3.冷卻效果:水冷系統(tǒng)的缸體和缸蓋剛度好,冷卻強(qiáng)度高,發(fā)電機(jī)內(nèi)部和外部冷卻均勻,冷卻水路設(shè)計(jì)自由度大,工作可靠,循環(huán)性好,降溫迅速,不容易過熱,不受環(huán)境影響;風(fēng)冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為空氣,空氣的比熱容大約為水的比熱容的1/4左右,空氣的傳熱系數(shù)大概為水的傳熱系數(shù)的1/20—1/30左右,空氣的降溫效果不如水明顯,尤其在夏季使用中,水冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯。
4.低溫性能:風(fēng)冷系統(tǒng)啟動(dòng)方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì),啟動(dòng)后氣缸的溫度上升較快,在短時(shí)間內(nèi)即可進(jìn)入大負(fù)荷工作狀態(tài),沒有凍裂和過熱沸騰的危險(xiǎn),其低溫性能優(yōu)良;水冷系統(tǒng)啟動(dòng)后,溫升比較緩慢,而且冷卻液更換不及時(shí)容易凍壞發(fā)電機(jī),需要定期檢查冷卻液的質(zhì)量,低溫環(huán)境下風(fēng)冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更大。使用壽命風(fēng)冷系統(tǒng)中于氣缸壁溫度高,升溫速度快,酸性腐蝕和磨損在很大程度上降低了,柴油發(fā)電機(jī)在露點(diǎn)以下的工作時(shí)間也大大縮短了,因而風(fēng)冷系統(tǒng)機(jī)件腐蝕、銹蝕程度小,而且缸體、缸蓋、散熱器、冷卻部件上也不會(huì)像水冷系統(tǒng)一樣存有水垢;水冷系統(tǒng)時(shí)間久了,冷卻管道容易受到腐蝕和損壞,相關(guān)部件容易老化、開裂,水箱容易產(chǎn)生水垢反而影響冷卻效果,風(fēng)冷系統(tǒng)使用壽命更長。
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