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1、康明斯高原高溫功率修正高原環(huán)境對柴油發(fā)電機組性能的實際影響及對策來源:機房360作者:小柯整理?更新時間:2010-5-623:32:27摘要:本文從理論分析出發(fā),結(jié)合實例,來探討高原環(huán)境對柴油發(fā)電機組性能的影響及其對策措施。窗體頂端????窗體底端 ? 3.實際影響? ? 表1是我們對75GT11柴油發(fā)電機組原動機(A)6135D所作的平原、高原對比試驗數(shù)據(jù)。從中可以看出,隨海拔升高,機組輸出功率將顯著下降,而油耗率、排溫上升,排放狀況惡化。負載越大(50~110%),影響尤甚。? ? 表1(A)613
2、5D柴油機高原性能變化試驗結(jié)果? 項目參數(shù)海拔≤500m2206m3860m標定值實測值變化率%實測值變化率%自然吸氣最大供油時功率kW11796.75-17.381.75-30.1額定點油耗率g/kW.h≤227263.6416.1327.43+44額定點排溫℃470℃550℃17630℃+34額定點煙度RB≤3.03.5?6.0?50%負載時油耗率g/kW.h2572590.7259+0.7 ? 4.對策措施? ? 根據(jù)分析研究,我們提出以下解決措施:? ? (1)功率恢復型增壓技術(shù)? ? 功率恢
3、復型增壓主要是對非增壓柴油機在高原功率下降的情況下采取的增壓措施,它通過增壓供氣,增加氣缸的充氣密度,以提高過量空氣系數(shù),達到缸內(nèi)燃油充分燃燒、恢復平均有效壓力的目的,使其功率恢復到原機低海拔標定水平,期間其供油量保持不變。因此,良好的增壓匹配是機組性能恢復最重要的技術(shù)關(guān)鍵。? ? (2)中冷措施? ? 進氣經(jīng)增壓后,其溫度隨壓力同時升高,影響進氣密度及功率恢復,并造成熱負荷和排溫的急劇升高,進一步影響到可靠性。采用中間冷卻裝置對增壓進氣進行冷卻,有利于降低熱負荷,并進一步提高功率,其與增壓措施的配合是提高功率
4、和可靠性的關(guān)鍵一環(huán)。? ? (3)熱平衡控制? ? 增壓恢復功率后,原機冷卻系統(tǒng)已不能滿足要求。原因在于高原環(huán)境下,空氣密度下降,冷卻水沸點降低,如若采取水中冷措施,更增加了新的熱源,為此需重新調(diào)整選配合適的水箱和風扇參數(shù),使柴油機熱平衡得到合理控制。? ? (4)增壓型空氣濾清系統(tǒng)? ? 柴油機增壓時供氣量將增加,尤其針對高原沙塵大的特點,要求空濾器應盡可能具有效率高、阻力小、流量大、壽命長、體積小、重量輕、成本低、保養(yǎng)易等特點。? ? (5)高原低溫起動? ? 高原低溫起動條件比較嚴酷。海拔
5、4000m以內(nèi)極端溫度雖不是很低(-30℃),但由于氣壓低,起動時壓縮終點壓力及溫度不夠,以及增壓裝置對起動進氣的阻滯作用,因此使起動狀況不佳。但對機組來講,有利的方面是起動負荷相對較低,可在起動后溫度上升至適當狀況再加載。根據(jù)多年低溫起動試驗研究,考慮采用預熱起動并輔以低溫電瓶組合措施。? ? (6)增壓潤滑系統(tǒng)? ? 增壓器是高溫、高速旋轉(zhuǎn)的部件,轉(zhuǎn)速高達105r/min,冷卻潤滑極為重要,其油料需專用增壓油品,并同時適用柴油機系統(tǒng)。? ? 5.試驗結(jié)果? ? 針對75GT11柴油發(fā)電機組,我們對其
6、原動機實施了增壓中冷恢復功率成套高原適應性技術(shù)措施。經(jīng)海拔2206m、3860m實地試驗研究,確定最佳方案如下:? ? (1)GJ80A增壓器匹配(A)6135D柴油機;? ? (2)采用水中冷措施,利用水箱回水作為介質(zhì)冷卻進氣;? ? (3)實際散熱能力較原機增大20%;? ? (4)選用K2640X-1型空氣濾清器,其額定流量、濾清效率比原機大約40%;? ? (5)采用YJ-D14/2型起動預熱加熱器和195D低溫電瓶;? ? (6)設計可靠的增壓器冷卻潤滑系統(tǒng),主選試驗油品為CD40級柴
7、機油。? ? 表2、表3是采取高原適應性技術(shù)措施后原動機、發(fā)電機組與改造前的對比試驗數(shù)據(jù)。[1]?[2]?[3]?[4] (2)高原型機組主要電氣性能指標的變化分析? ? ?、欧€(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率δu? ? δu=│(u1-u)/u│×100%? ? 其中:u——空載整定電壓(V)? ? u1——負載變化后的穩(wěn)定電壓最大值或最小值(V),按相對于空載整定電壓差值大的計? ? 一般柴油發(fā)電機組都具有恒壓裝置,所以其變化程度應與低海拔地區(qū)相同。? ? ⑵穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率δf? ? δf=│(f1-f0
8、)/f│×100%? ? 其中:f1——負載變化后的穩(wěn)定頻率最大值或最小值(Hz)? ? f0——額定負載時的頻率(Hz)? ? f──額定頻率(Hz)? ? 機組的頻率是由其本身結(jié)構(gòu)決定的,頻率的變化與柴油機轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。由于柴油機的調(diào)速器為機械離心式,其工作性能不受海拔高度變化的影響,所以穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率的變化