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从4个方面来分析并比较发电机的风冷和水冷系统 柴油发电机过冷或者过热(即发电机冷却能力过强或者过弱)都会对其动力性,经济性,工作可靠性带来不利的影响。因此设计良好的冷却系统,能够保证发电机始终处于适宜的温度下工作,以获得较高的发电机经济性能,动力性能,工作可靠性指标等。冷却系统的功用就是使发电机在各种工况下都保持在适当的温度范围内,冷却系统既要防止发电机过热,又要防止冬季发电机过冷,在冷态下的发电机启动之后,冷却系统还要保证发电机迅速升温,尽快达到正常的工作温度。 冷却系统,顾名思义,其主要作用就是对柴油发电机进行冷却,保证柴油发电机在一定的温度范围内可靠的工作,根据冷却介质的不同,分为风冷系统和水冷系统两种。下面康明斯发电机公司结合风冷系统和水冷系统的系统构造、振动噪声、冷却效果、低温性能、使用寿命,进行分析比较。 1.系统构造:水冷柴油发电机的气缸套分为干式气缸套(不直接与水接触)和湿式气缸套(直接与水接触),活塞在缸套内往复运动时,将热量传给缸套,缸套又将热量传递给冷却液来实施冷却,需要有水泵、水管、节温器等专用零部件,构造复杂;风冷柴油发电机则省去许多部件和环节,结构相对简单,但风冷系统对材料的耐热,耐磨,膨胀系数要求更高,制造起来技术工艺要求也比水冷要高。 2.振动噪声:水冷系统由于在缸套外侧配备水套,噪音经过水后变小,从而大大降低了发电机内部噪音,相对来说水冷柴油发电机的噪声更小、震动较小,拥有更高的压缩比,爆发力更强,功率更高,风冷系统需要风扇高速运转来进行抽风与排风,风燥比较大,震动较为明显。 3.冷却效果:水冷系统的缸体和缸盖刚度好,冷却强度高,发电机内部和外部冷却均匀,冷却水路设计自由度大,工作可靠,循环性好,降温迅速,不容易过热,不受环境影响;风冷系统的冷却介质为空气,空气的比热容大约为水的比热容的1/4左右,空气的传热系数大概为水的传热系数的1/20—1/30左右,空气的降温效果不如水明显,尤其在夏季使用中,水冷系统的优势更为明显。 4.低温性能:风冷系统启动方便、运行经济,启动后气缸的温度上升较快,在短时间内即可进入大负荷工作状态,没有冻裂和过热沸腾的危险,其低温性能优良;水冷系统启动后,温升比较缓慢,而且冷却液更换不及时容易冻坏发电机,需要定期检查冷却液的质量,低温环境下风冷系统的优势更大。使用寿命风冷系统中于气缸壁温度高,升温速度快,酸性腐蚀和磨损在很大程度上降低了,柴油发电机在露点以下的工作时间也大大缩短了,因而风冷系统机件腐蚀、锈蚀程度小,而且缸体、缸盖、散热器、冷却部件上也不会像水冷系统一样存有水垢;水冷系统时间久了,冷却管道容易受到腐蚀和损坏,相关部件容易老化、开裂,水箱容易产生水垢反而影响冷却效果,风冷系统使用寿命更长。
汽轮发电机的原理 汽轮发电机是指用汽轮机驱动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功,使叶片转动而带动发电机发电,做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。 汽轮发电机是由汽轮机作原动机拖动转子旋转,利用电磁感应原理把机械能转换成电能的发电设备。发电机转子绕组内通入直流电流后,便建立转子磁场,这个磁场称主磁场,它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个磁极出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙,再进入转子另一个相邻磁极,从而构成主磁通回路。由于发电机转子随着汽轮机转动,发电机磁极旋转一周,主磁极的磁力线被装在定子铁芯内的u、v、w三相绕组依次切割,根据电磁感应定律,在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势。 假设汽轮发电机转子具有一对磁极,当汽轮发电机转子与汽轮机转子同轴高速旋转时,如汽轮机以3000转/分旋转时,这样发电机转子以50周/秒的恒速旋转,磁极极性也要变化50次,那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次,同时在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势,即频率为50赫兹的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组末端连在一起接地,而将发电机定子三相绕组的首端引出线与用电设备连接,就会有电流流过,这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。
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柴油发电机是如何运行的呢 1.柴油机启动后在低速下暖机(走热) 柴油机启动后应先在低速下进行暖机,一般为600r/min,然后才能逐渐提高转速,绝不允许猛加油门使转速突然升高,其原因是:(1)机器刚发动机温低,机油粘度大,机油不能迅速进人各轴承间隙内及活塞与汽缸套之间;(2)柴油机未运转时,各轴颈是全部压在轴承上,在常情况下,轴颈与轴承之间仅有极少量的油膜存在,刚启动时,各轴颈与轴承之间几乎处干磨擦状态有机器逐渐走热,机温逐渐上升时,机油变稀机油才逐渐被压人轴承内和各运动件间隙之间,形成油膜得到润滑;(3)柴油机刚启动,若猛加油门将会引起下列后果:①猛加油门,供油量突增,转速由低速猛增到高速,对曲轴连杆机构产生一个冲击力,有间隙的部位会产生敲击,影响其强度,加大磨损;②由于油量猛增,而吸气量短时间供应不足,就会产生冒黑烟,既浪费油料又会产生积炭增加磨损;③猛开油门,转速突增,调速器动作来不及起调速作用,往往会产生瞬间超速等后果。 柴油机启动后,在 转速范围内,空负荷运转时应注意下列问题: (1)检查机油压力表指示的压力,应在(200~500)kPa范围,但不同型号柴油机各有具体规定,康明斯各系列柴油机机油压力。 (2)检查外部各管系与零件连接处有无漏油、漏水现象。 (3)观察柴油机排烟是否正常,运转中有无异常杂音。 (4)空载低速运转时间不宜过长,以免燃烧室内引起结炭结焦现象,因此,应逐渐提高转速,从60r/min提高到1000r/min左右进行暖机。 2.试运转 当柴油机的温度、机油压力等均已正常时,应分别将转速控制在低、中、高三种情况下进行试运转,使柴油机在各种情况下能稳定运转,不致于出现转速忽高忽低现象。 3,负荷和转速逐渐均匀上调 柴油机经试运转之后,负荷和转速的增加应逐渐均匀地上升,无特殊情况,不允许突增或突减柴油机的负荷。 4.柴油机转入满负荷运行 当柴油机机油温度达到45℃,水温达到65℃,机油压力达到规定要求范围时,柴油机才允许转人满负荷运行。当水温不超过90℃时,进水与出水的温度差应不超过20℃。 康明斯柴油机运行时,机油温度应在(82~107)℃之间,在满负荷时,机油温度短时间达到108℃时不必惊慌,但是,机油温度的突然增高,如果不是因为负荷增加所引起的,那就预示很可能有机械故障,应立即进行检查。冷却水温度在(74~91)℃之间为理想,此时柴油机的工作零件得到均匀的膨胀,从而获得 油膜间隙。若采用柴油机冷却液,其 温度不得超过93℃。 康明斯柴油机的转速,由于所有康明斯柴油机均装有调速器以防止速度超过 额定转速或预定的额定低速。调速器有两方面的作用: ①当油门在怠速位置时,供给柴油机所需要的怠速油量; ②当柴油机转速超过 额定转速时,越过油门并切断燃油供应。各种型号柴油机 额定转速。通常柴油机的使用转速应低于 额定转速,详见铭牌所示。柴油发电机组的转速已经预先调整好,使之在规定的调节转速下工作。
柴油发电机机械故障预兆和处理 柴油发电机在运行中出现机械故障,轻则造成基础件损坏,重则导致重大机械事故的发生。通常情况下,柴油发电机发生故障前,其转速、声音、排气、水温、机油压力等方面会表现出某种异常迹象,即故障预兆特征。所以操作人员应根据预兆的特征迅速做出正确判断,果断采取措施,避免事故发生。 1、“飞车”故障预兆特征“飞车”前,柴油发电机一般都会出现冒蓝烟、烧机油或转速不稳现象。 处理措施:一是关油门停止供油,并踏下制动器;二是堵塞进气管,切断空气的进入;三是迅速松开高压油管停止供油;四是车用柴油发电机行走中可用高挡重负荷(制动),使发动机因扭气不足而熄火。 2、粘缸故障预兆特征 粘缸一般在 柴油机 严重缺水的情况下发生,粘缸前发动机运转无力,水温表指示超过100℃,往机体上滴几滴冷水,有“嘶嘶”的响声,并冒白烟,水滴很快蒸发。 处理措施:怠速运转一段时间或熄火摇转曲轴帮助冷却,使水温降至40℃左右,再缓慢加入冷却水。注意不要立即加冷却水,否则会导致机件因局部温度突然下降过快而变形或产生裂纹。 3、捣缸故障预兆特征 捣缸属破坏性较大的机械故障,除气门落缸引起捣缸外,大多是由于连杆螺栓松退引起的,连杆螺栓松退或拉伸后,连杆轴承配合间隙增大,这时在曲轴箱部位可听到“嗒嗒”的敲击声,敲击声由小变大, 连杆螺栓完全脱落或折断,连杆及轴承盖甩出,打破机体及有关零件。 处理措施:立即停机检修,更换新件。 4、烧瓦故障预兆特征 柴油机工作中转速突然降低,负荷加重,发动机冒黑烟,机油压力下降,曲轴箱内发生“唧唧”的干摩擦声。 处理措施:立即停机,拆盖检查连杆轴瓦,查明原因,维修更换。 5、断轴故障预兆特征 当柴油机曲轴轴颈轴肩处因疲劳产生隐性裂纹时,故障征兆尚不明显,随着裂纹的扩大加重,发动机曲轴箱内发生沉闷的敲击声,转速变化时敲击声加重,发动机冒黑烟,不久,敲击声逐渐增大,发动机产生抖动,曲轴断裂,随即熄火。 处理措施:发现预兆立即停机检查,发现裂纹应及时更换曲轴。 6、拉缸故障的前兆特征 排气管严重冒黑烟而突然熄火,曲轴不能转动。此时不能再启动柴油机进行工作,而应查明原因并加以排除。 处理措施: (1)早期发现拉缸时应首先加大气缸滑油注油量。如过热现象没有改变,可采取单缸停油、降低转速、加快活塞冷却等措施,直到过热为止。 (2)当发现拉缸时,必须迅速降低转速,然后停车。继续增加活塞冷却,同时进行盘车。 (3)如因活塞咬死而不能盘车时,可待活塞冷却一段时间后,再行盘车使之活动。 (4)当活塞咬死的情况比较严重时,可向气缸内注入煤油,待活塞冷却后撬动飞轮或盘车。 (5)吊缸检查时,应将活塞与缸套表面上的拉缸痕迹用油石仔细磨平。损坏的活塞环必须换新。若活塞和缸套损坏严重,应予以换新。 (6)活塞装复时,必须仔细检查气缸上的各注油孔注油是否正常。若活塞和气缸套均换新,则在装复后应进行磨合,磨合时应从低负荷开始逐渐地加负荷并连续运转。 (7)如拉缸事故不能修复或不允许修复时,可采取封缸方法继续运行。