柴油发电机组工作原理及应用

1、柴油发电机组工作原理及应用张振毅2007.6柴油发电机组工作原理及应用1 .油机发电机组概述2 .柴油机工作原理2.1 柴油机的基本结构2.2 工作保障系统2.3 柴油机总成2.4 常用柴油机性能参数3。同步发电机工作原理3.1 同步发电机的结构3.2 工作原理3.3 励磁系统4。柴油发电机组的构成及特点1.1 机组的构成1.2 柴油发电机组的特点5 .柴油发电机组的控制系统5.1 柴油发电机组控制系统的功能6 .柴油发电机组的分类6.1 柴油发电机组的类型7 .柴油发电机组的技术性能指标7.1 机组的工作条件7.2 电气性能技术指标7.3 其他常用指标8 .柴油发电机组的应用选型8.1 柴油

2、发电机组选型的分析条件9 .柴油发电机组的运行及维护9.1 运行前的准备9.2 柴油发电机组的运行9.3 机组的保养和维修制度1 .油机发电机组概述以燃油内燃机为动力驱动发电机的技术已有一百多年的历史。油机发电机组是国家电力网的好助手。常用油机发电机组分为：汽油发电机组0.5KW 20KW 左右柴油发电机组10KW 3000KW左右2 .柴油机工作原理将燃烧柴油产生的热能转换为旋转机械能2.1 柴油机的基本结构他总睿根IYt燃策篁 r - i膂枳图21瓦缸结构示重图气缸一一顶部：进气门、排气门、喷油嘴活塞一一有活塞环和刮油环下部连接油底壳连杆 上连活塞下接曲轴运动范围；上至点、下至点曲轴一一每

3、个缸对应一个弯曲，是精密、复杂的部件飞轮一一惯性作用支持工作2.2 工作原理W2-3四冲程柒油机的工作过程（1）进气冲程（a活塞下冲，气缸内形成负压：负 6893KPa（101KPa约为1个大 气压）进气门打开，新鲜空气进入。（2）压缩冲程（b）活塞由下至点上冲，空气被压缩，接近上至点时气温到 600c左右，压力5000KPa左右。（3）做功冲程（c）喷油嘴喷入柴油雾气并立即爆燃，2000 c左右高温8000KPa左右压力气体推动活塞下冲，带动曲轴做功。柴油机油气自燃，汽油机必须用火花塞点燃。（4）排气冲程（d）活塞由下至点惯性上冲，排气门打开，废气被推出。这四个连续的工作过程叫做一个工作循环

4、。之中活塞要上下冲击四次飞轮转动两圈。2.3 柴油机的工作保障系统供油 供气 散热 润滑 启动（1）燃油供给系统图2-4供油系统示意图油箱一一输油泵一一燃油滤清器（粗滤）一一燃油滤清器（细滤）一一喷油泵一一集合管、燃油轨一一电喷嘴一一溢流管油温、油压、转速等输入电子调节器一一控制喷油泵、集合管、燃油轨、电喷嘴燃油系统是柴油发动机的效率、转速、燃油充分燃烧的调控中心。(3)冷却机构t,压气机£中间冷却器3,进气阀4.排气m5一耦轮E® 2-5柴祜机科轮增压东低示意图A .进气机构： 空气滤清器一一进气增压器一一中间冷却器一一进气门可以增加输出空气密度与压力成正比与温度成反比一

5、一提高进入气缸的空气密度(含氧量)功率3090%以上。B.排气机构：排气阀一一废气涡轮增压器一一消声器!用鼻塞初 工夫舞耳水罩盍东管 ，水覃4.进水安 上木件比矶is冷HR&机住进本管I.机节加，9. Slff ID. E.* H.小帆呼水要圣*皆2-6阳或强刎械尿水皆知不晚A.风冷：风扇吹气缸B.水冷：水泵一一循环冷却水一一气缸外壁、上盖，机油冷却器一一回水管一一散热水箱柴油机最合适的工作温度是6585 c(6)柴油内燃机总成柴油机的典型润滑油路如图2-7所示口四2-7施咕机洱漕油博油底壳一一机油泵一一润滑油(机油)粗滤器和精滤器一一冷却器一一曲轴、连杆、活塞、 气门、齿轮一一回油管

6、(5)启动装置人力小汽油机电启动一一蓄电池、电动机用2r8照油发动机总体图内燃机机箱和临时安装的构架020传动齿轮活塞和曲轴的传动连接040气缸上盖阀门连杆凸轮070高压燃油装置（高压油轨）低压燃油装置（燃油回流管）100废气涡轮增压器冷却器（水冷进入气缸的气体）120空气滤清器和空气导管排气管及弹性喷口170启动电动机润滑油冷却器200气缸冷却水的循环装置冷却空气循环装置230机座可调支撑垫飞轮及动力输出装置500电子调速器0100300500801101401802202503。同步发电机工作原理3.1同步发电机的结构法拉第电磁感应定律图一：原线圈A运动时在副线圈B产生感应电动势和感应电流

7、发电机；定子绕组一一电枢线圈转子绕组一一励磁机供给直流电1.2 工作原理转子绕组直流电一一旋转的转子磁场或主磁场一一切割定子绕组一一产生感应电流一一形成定子磁场或电枢磁场转子磁场和定子磁场同相同步同步发电机1.3 励磁系统给转子绕组提供直流电并反馈调节发电机电压定子绕组取部分电压电流一一负反馈调制成直流电一一送入励磁机定子一一产生直流磁场成一励磁机转子绕组感应生成电压电流，它们与主发动机定子电压电流的变化成反比一一同步整流器变成直流一一送入主发电机转子绕组一一产生与主发电机输出电压变化规律相反的转子磁场4 .柴油发电机组的构成及特点4.1 机组的构成柴油机曲轴端的飞轮及壳体一一圆柱形弹性连接器

8、一一发电机轴前端凸肩定位装置4.2 柴油发电机组的特点自启动制造精良一一调速性能好每分钟1500转，油耗低每KWH小于200克，废气中的NO含量低于每立方米2000毫克，可在-20C下启动。5 .柴油发电机组的控制系统控制核心是16-32位的单片机或可编程控制器5.1 控制系统的功能(1) 控制一一启动，三次限制，关机(2) 测量一一测量并显示电压、电流、频率、油压、油温、水温、转速等(3) 保护一一过压、过流、欠压、短路、油压低、水温高、超速等现象报警或关机6 .柴油发电机组的分类(1)普通型机组(2)移动型机组(3)静音型机组7 .柴油发电机组的技术性能指标我国柴油发电机组的技术标准与国际

9、上一致，常用的技术性能指标有；7.1 机组的工作条件A 类；海拔1000米，气温40 C,湿度60%环境下能额定工作B 类；海拔0米，气温20 C,湿度60%环境下能额定工作7.2 电气性能指标(1 )稳态电压调整率：1一一3类机组；土 1-3%(2)稳态频率调整率：1 一一3类机组；0.5-3 %6 U=(U1-U ) + UX 100%U发电机空载电压U1带载后的稳定电压4 类机组；±5%6 f=(f1-f2 ) + f X 100% f1f24 类机组； 5% f负载渐变后的稳态频率 最大或最小值额定负载后的稳定频率额定频率(3)电压稳定时间：负载从；0-100 %突变到电压稳

10、定的时间1一一3类机组；0.5-1秒 4类机组； 3秒(4)频率稳定时间：13类机组；2-5秒 4 类机组； 7秒(5)并机性能：多台机组在额定功率因数时，能在20-100%额定功率范围内并联稳定运行7.3 其它常用指标(1) 燃油消耗；189-272 g/KWH(2) 普通机组7米处噪声v 100db，静音机组v 56db(3) 自启动后10秒内稳定运行8 .柴油发电机组的应用选型现有设备状况一一比 UPS的额定容量大1.6-3倍一一运行及控制方式一一使用环境状况技术支持及服务9.柴油发电机组的运行及维护9.1 运行前的准备：检查供气机构各部件一一柴油、机油、冷却水液位一一阀门、管头、气门间隙一一各显示仪表一一蓄电池9.2 运行：启动不超过三次一一查水温、油温、转速、电压频率一一查有无漏气、水、油现象9.3 机组的保养和维护(1)建立日常操作规程和保养维修制度，确保待机状态良好。(2)分级保养及维护：A.一级技术保养一一查机组外部的紧固螺栓、螺母，一一柴油、机油、冷却液一