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    1. 簡要介紹了柴油發電機組的結構和主要優勢

      信息來源:Cummins   發布日期:2021-03-10  瀏覽次數:

        摘要:簡要介紹了柴油發電機組和重油發電機組的結構和主要優勢, 以某發電廠重柴油發電機組系統設計為例, 重點分析了重油發電機組燃油系統、潤滑油系統、循環冷卻水系統、壓縮空氣系統的設計要點, 以增強柴油、重油發電機組的運行效率和運轉穩定性。

        柴油發電機組一般是指輕柴油發電機組, 大多用于臨時備用電源, 不宜長期連續運轉;而重油 (即重柴油) 發電機組, 不但容量較大, 且可以長期連續運轉。在某發電廠起動和備用電源發電系統設計中, 根據生產系統的安全和供電需要, 系統設計了2×2 000 kW重油發電機組和一臺250 kW黑起動柴油發電機組。

        柴油發電機是一種小型發電設備, 是以柴油等為燃料, 以柴油發電機為原動機帶動發電機發電的動力機械。整套機組一般由柴油發電機、發電機、控制箱、燃油箱、啟動和控制用蓄電瓶、裝置等部件結構。柴油發電機組整體可以固定在基礎上定位使用, 也可裝配在可移動的機輛上使用。

        工作原理:柴油發電機是以柴油作為燃料的壓燃式柴油發電機。柴油發電機的工作循環由進氣、壓縮、噴油著火燃燒、膨脹和排氣等過程結構[class=sup style= 0px 2px; 0px; transition:0.2s; cursor: pointer; data-title=1]。在柴油發電機氣缸內, 過濾后的清潔空氣與高壓霧化柴油在汽缸內充分結合, 受到活塞的壓力作用后溫度升高, 達到燃點時, 混合氣體立即劇烈燃燒, 產生高壓氣體, 推動活塞, 將內能轉換為機械能。作用在活塞上的推力經連桿推動曲軸轉動, 曲軸驅動三相交流無刷同步交流發電機的轉子旋轉, 轉子旋轉會產生電動勢, 根據“電磁”原理, 發電機會輸出電動勢, 經閉合的負載回產生電流。至此, 柴油發電機完成熱能、機械能、電能之間的轉換。

        柴油發電機組應用廣泛, 具有熱效率高、燃油消耗低的優點[class=sup style= 0px 2px; 0px; transition:0.2s; cursor: pointer; data-title=2]。柴油發電機是目前熱效率最高的熱機, 熱效率達30%~46%;運行費用低, 可使用多種燃料, 對燃油質量要求低;可靠性較高, 發電出力穩定;負荷適應能力強, 容量變動范圍大;機組起動迅速, 很快達到全容量運轉。柴油發電機的起動一般只需幾秒鐘, 在應急狀態下可在1 min內達到全負荷, 在正常狀態下5~30 min達到全負荷;運行操作簡易, 保養方便;機組易于實現自動化控制, 尾氣、噪聲等均能控制在環保要求內。

        總之, 柴油發電機燃油經濟, 工況變化時, 燃油消耗率曲線變化比較平坦, 低負荷下也能經濟運行;工作可靠、持久;由于沒有點火系統, 故而故障率低;使用范圍廣, 有害排放物較低, 防火安全性好;單機容量等級多, 機組容量從幾KW至幾萬千瓦, 但目前國內機組最高只有幾千KW;配套設備組成緊湊, 安裝地點靈活;熱效率高, 燃油消耗低, 停機過程短, 可以頻繁啟停;柴油發電機組的建設與發電的綜合成本低。

        重油發電機與輕柴油發電機工作原理相同。重油發電機組多為中、低速發電機, 具體有運行成本低, 可長期連續運行且運行可靠, 使用壽命長, 投資回報快及噪聲低等特征。缺點是一次性投資相對較高。重油發電機組適用于需要連續不間斷用電的工廠、大型工礦企業。

        相對柴油而言, 重油價格較低, 價差最大時重油價格比柴油便宜近50%, 因此采用重油發電更經濟。重油發電機的耐久性更好。大修期長, 一般超過10 000 h才需大修, 最長可超過40 000 h才大修, 且使用壽命較長, 而普通柴油發電機一般在7 000 h左右就需大修。重油發電機噪聲較低, 但管復雜, 裝配占地面積較大, 裝配周期較長。重油發電機的燃油消耗低, 但它的一次性投資較大。重油發電機負載能力較強, 運轉穩定、可靠且可連續運轉, 能長期在90%負載條件下安全可靠運轉, 但重油發電機的冷卻循環水系統、燃油系統、潤滑油系統等較為復雜, 對操作人員及設備管理的要求較高。

        機組選型主要條件:機械與電氣性能、使用條件、機組的用途、負荷的容量與變化范圍、自動化控制功能等。

        某發電廠所在地電力缺乏, 電廠鍋爐、康明斯發電機組發電機組系統起動無市電, 需要自供電;電廠鍋爐燃料為生物質燃料, 燃料供應有季節性;電廠所發電要外供。為生產系統起動和對外供電的安全、穩定, 要求柴油發電機組長期發電。因此, 選用了一臺250 k W的黑起動機組以供柴油發電機組系統起電之需。對于柴油發電機組的選擇, 根據發電外供的需求, 且重油比柴油成本便宜很多, 選擇2×2 000 k W重油發電機組。電廠運轉方法為:起動黑啟動機組發電以供重油發電機組系統起動所需用電;重油發電機組發電后供鍋爐、柴油發電機系統啟動所需用電和外供電, 黑啟動機組停用;鍋爐、柴油發電機停運時, 重油發電機組單獨對外供電。

        在油罐區設有2 000 m3重油儲罐和200 m3輕柴油儲罐, 康明斯運來的燃油通過卸油泵卸至儲油罐中。再經輸油泵和管道分別輸油至柴油發電機30 m3重油沉淀罐和8 m3輕柴油日用油箱。重油儲罐和日用油箱設有蒸汽加熱器, 在使用重油時要先用來自起動鍋爐的蒸汽加熱。重油管道設蒸汽伴熱管道。來自重油沉淀罐的燃油進入燃油分離單元, 經分油機處理后進入10 m3重油日用油箱, 再由供油單元供至重油機組;輕柴油由輕柴油日用油箱進入供油單元再供至柴油發電機組。燃油分離單元產生的渣油和供油單元產生的污油進入渣油箱和渣油池。

        機組設有室外滑油箱, 來自滑油箱的滑油經機組自帶的預供滑油泵供給機組使用, 使用后的滑油經機組自帶滑油抽出泵至機組自帶滑油箱, 繼續循環使用。當滑油質量不符合使用要求時, 將污滑油供至滑油分油機單元, 經分油機處理后的凈滑油回到機組自帶滑油箱, 供給機組使用?;头钟蜋C產生的渣油經渣油泵排至渣油箱。

        機組主要使用重油, 容量較大, 可長期連續運行, 因此選用水冷式機組。室外設一循環冷卻塔, 循環冷卻塔的冷卻水由循環水泵輸送至機組空冷器, 再經噴油冷卻器、滑油冷卻器、淡水冷卻器后回到冷卻塔。機組設置膨脹水箱, 使用除鹽水。膨脹水箱高位放置, 膨脹水箱的水經機組自帶淡水泵送至機組增壓器, 再進入淡水冷卻器。

        機組的啟動和停運需要壓力為3 MPa的壓縮空氣, 燃油分離單元和滑油分離單元、燃油供油單元需要壓力為0.8 MPa的壓縮空氣。壓縮空氣站生產的壓縮空氣分別儲存在3 MPa和0.8 MPa的空氣瓶內, 分別供至兩臺機組和燃油分離機、滑油分離機、燃油供油單元。機組分油單元、供油單元還需要低壓蒸汽和工業水;分油系統和供油系統還包括回油系統。故此系統較為復雜, 機組附件多, 各類管道多, 受場地, 布置困難, 應根據實際情況設置地溝, 管道沿地溝分兩層敷設。

        柴油發電機組應用廣泛, 應根據實際需要選擇合適的機組規格。重油發電機組系統較為復雜, 初次投資較大, 但收益好。重油發電機組系統設計中要充分考慮并預留各類油、水、氣管道和煙道的布置、查看空間。機組供油、潤滑油等輔助系統應模塊化設計, 以降低現場管道布置的復雜程度。系統各種管道復雜, 在設計和安裝中要核對設備接口, 準確無誤。相對于輕柴油發電機組來說, 重柴油發電機工況沒有那么穩定, 控制更為復雜, 因此重柴油發電機組要實時監測和控制的數據更多。

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      優異的冷啟動性能:配置進氣電預熱設置和6.6KW 大功率起動機,徹底改善了冷啟動性能。

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