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关于柴油发电机组节能与环保总述
标准GB/T2820.1一1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分标准9排放中规定:“当发电机组运行时,会产生包括噪声、振动、热辐射、废气和电磁干扰等排放物。任何有关保护环境和人员与的适用法规由制造厂和用户商定产品性能要求时考虑。”环保机组定义:将同时考虑到噪声、振动、热辐射,废气和电磁干扰等排放物对环境因素有影响的机组称为环保机组。
国标对环保机组要求:振动小、噪声低、电磁辐射低、热辐射小、排放污染轻。
另外 标准GB/2819一1995《移动电站通用技术条件》(Mobileelectricpowerplant,Specificationfor)对环境污染做了一定的限定。其中第4.9条污染环境的限值中有相应的规定。
1)振动
电站应根据需要设置减震装置;电站运行时振动的单振幅应不大于0.3mm或0.5mm;使用增压柴油机、单缸和两缸柴油机、单缸汽油机的电站,其振幅值应符合产品技术条件的规定。
2)噪声
电站的噪声允许值应符合噪声允许值中的规定,增压柴油机组电站和低噪声电站的允许值按产品技术条件的规定执行。
3)无线电干扰
对有抑制无线电干扰要求的电站,应有抑制无线电干扰的措施,其干扰值不大于有关标准中的规定值。频率为0.15~3000MHz;端子干扰电压为3000μv~400μv;干扰场强为100~50μV/m。
4)有害物质浓度
有相应要求时,电站排出的有害物质允许浓度按产品技术条件的规定。
5)烟度
有相应要求时,电站的排气烟度按产品技术条件的规定。
烟度要求:因柴油发电机排气量较汽油机排气量要大,而且排烟问题较严重。下面针对机组原动机为柴油发电机的电源车辆来讨论。排烟是由于不完全燃烧所得到的悬浮在柴油发电机排气中可见的白色、蓝色、黑色颗粒物。白色通常由水蒸气或液体燃料蒸汽凝聚而成:蓝色通常是因燃料或机油不完全燃烧所得到的微粒:黑色主要由炭粒组成,其颗粒尺寸常小于1μm。这些排出的颗粒物能够吸收、反射和折射光线。
烟度是表征柴油发电机排气中颗粒物浓度的参量。烟度是指容量排气所透过的滤纸的染黑度。
我国对不同排气量的柴油发电机排气烟度允许值为4.5~4.0波许单位。通常规定白色滤纸的吸光率为0波许单位,全黑滤纸的吸光率为10波许单位,0~10均匀分度。
机组运转时,振动、噪声、排放和辐射等是相互关联的。发电机组是一个大型供电系统,它由若干分系统组成,各系统之间是相互关联的。在分析与研究环保问题时,同时应与机组发动机燃料、燃烧、配气、机械运转等环节相联系。另外,这些对环境有影响的因素又是互相联系的。机组运转就必然的有振动,振动自然就会产生噪声;燃料燃烧必然产生热量、废气和燃烧噪声;热量的产生必然有热辐射;由于燃料的燃烧不完全和杂质等,就必然产生空气污染问题,即使是完全燃烧生成大量的C02,对环境也有较大影响。由于发电机组中发电机是电磁机械,因而就必然有电磁辐射,形成对其他电子设备的电磁干扰。因而,解决柴油发电机组环保问题时,应该用互相联系的观点来研究机组环保问题。例如:在机组设计隔声罩时同时考虑电磁屏蔽。如用带夹层的双层或多层金属外壳制造声罩,中间有水或其他介质冷却,既可以隔声,也可以进行电磁屏蔽,还可以有效降低热辐射。同时增强了机组在风沙、大雨、高温、严寒等恶劣环境下的供电能力。对于柴油发电机组来讲突出的环保问题是振动、噪声和废气。
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只有正确的操作和保养才能减少柴油发电机气缸套的异常磨损
柴油发电机气缸套磨损的形式多样而复杂,主要有:磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损和穴蚀等,通常是几种磨损形式同时存在,互相影响,相互作用,从而加剧了气缸套的磨损。柴油发电机气缸套异常磨损与操作、保养方法有很大关系,只有保持正确的操作和保养方法,才能有效减少和柴油发电机气缸套的异常磨损,延长使用寿命和大修间隔期,降低使用成本,提高企业的经济效益。
气缸套异常磨损的原因分析:气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损,一般分3个阶段,即:初始磨合期、稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低,一般为0.01~0.08mm/1000h;异常磨损率则达到10~15mm/1000h。根据维修经验分析,在灰尘多的环境下工作的柴油发电机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关:
1.操作不正确造成的气缸套异常磨损分为以下几类:
超速超负荷作业:柴油发电机超速运转时,活塞运动速度加快,缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高,当缸套表面温度升高至200℃左右时,缸套表面润滑油膜遭到破坏,摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样,超负荷作业时,进油量增多,燃烧室内空气充量相对较为不足,造成燃料燃烧不完全,导致排气温度高,缸套表面温度随之上升,润滑油膜被烧蚀、破坏,使摩擦面间润滑不良,产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀,使缸套表面积炭增多,产生了磨粒磨损;同时润滑油的高温扩散性差,易产生高温腐蚀。因此,长期超速超负荷作业,缸套异常磨损特别严重。
频繁变换工况:当发电机在变换工况下运行时,如启动、停机、变负荷等,缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化,容易使缸套磨损。
为以下几类:
(1)“三滤”未清洁或失效而没能及时更换:烟尘主要含有石英砂等,柴油发电机在含尘量较多的环境中作业时,灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时,灰尘就较易进入发电机,这些尘埃进入摩擦面后,由于硬度比摩擦面高,引起磨粒磨损。有试验表明,当磨粒直径在30m左右时,所造成的磨粒磨损为剧烈,而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在弗列加滤清器过滤效果良好的情况下,弗列加滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒,因此经常清洁弗列加滤清器和及时更换失效的弗列加滤清器,对减少磨粒磨损有很大作用。
(2)冷却水温度太低或太高:冷却水温度过低,则因燃烧生成的二氧化碳、硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、硫酸和亚硫酸,对缸壁造成严重的酸腐蚀;同时温度低,燃料不能完全燃烧,一部分成为废气排出,一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油,导致摩擦面间润滑不良,磨损加剧。冷却水温度太高,则使润滑油养化严重。有试验表明,温度每增加10℃,氧化速度将增加一倍,因此,缸套壁温度过高,润滑油膜氧化速度进行得很快,此时润滑油粘度降低,油膜容易破坏,加剧磨损,根据对许多柴油机的试验表明,冷却水温度在75~80℃为宜,此时磨损量较低;另外,润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损,使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有:发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少,水泵风扇皮带太松致风扇风力不足;冷却水道堵塞水流不畅,水箱冷却片污物多致散热差;冷却水道渗入高温气体;润滑油变质缸套积碳散热差、磨损严重等,均会造成水温偏高。
(3)燃烧室内积炭多:柴油发电机运转一段时间后,就会在活塞顶、进排气门、气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭,若没有及时清理,这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒,使摩擦面产生磨粒磨损;同时因积炭造成表面散热差,导致磨擦面间表面温度升高,降低润滑油的润滑性能,也同样加剧了气缸套的磨损。
(4)润滑油变质:润滑油变质后对金属表面的吸附力和分散力下降,从而使有腐蚀磨损表面更加严重,表面摩擦状态也由于润滑油的变质而粘度下降,容易破坏润滑油膜,使表面磨损加大,对此,应定期更换润滑油,确保表面处于良好润滑状态。
为防止气缸套发生类似上面的异常磨损,应做好以下几点措施:
1)柴油发电机启动后,应适当地慢转一段较短时间,待温度升高后,再带负荷工作;柴油发电机在带负荷工作时转速应均匀,不应在超负荷情况下工作,工作温度要保持在规定的范围内,不可过高或过低;
2)按时清洁更换失效的空气弗列加滤清器、燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器;按不同季节更换不同的润滑油,定期添加或更换油底壳的润滑油;定期清洁活塞顶、气门及气缸盖上的积炭;经常清洗水箱,清通冷却水道,检查、调整风扇皮带,检查节温器性能,失效应及时更换。
3)发现柴油发电机有故障时要及时排除,避免因小故障而造成大的损失;
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教你找出发电机外部漏水的原因
发 柴油发电机漏水是指散热器中的冷却水经散热器、水泵、汽缸套等处漏出的故障。柴油发电机外部渗漏的常见原因有:机体或缸盖裂纹漏水、水箱裂纹漏水、机体和水箱砂眼漏水、水堵漏水、水箱螺栓漏水,一般可用紧固螺栓,焊补及涂密封胶的方法加以解决。
1.散热器漏水。散热器漏水大都是因为被冷却液腐蚀造成的,尤其使用寿命超过十年以上的散热器漏水,基本都是因被腐蚀造成的。因此说冷却液的质量很重要,影响散热器使用寿命。另外,如果发电机性能不好,冷却系统和润滑系统、燃烧系统窜气,就更容易腐蚀水箱,而一旦腐蚀到锈烂的地步,在压力、温度较高的状态下就会漏水。
2.水泵水渗漏。水泵壳体裂纹,可在裂纹两端钻止裂孔,然后开“V”形坡口,用铸铁焊条进行焊补。轴承或衬套座孔磨损,可镗大座孔镶入衬套,再按标准尺寸加工。水泵壳体与密封衬垫接触平面有擦痕、麻点、沟槽或不平时,可在车床上车平。水封损坏。采用水封螺帽下压石墨、石棉填料形式的水封漏水,可逐步拧紧水封螺母压紧填料,如仍漏水,则应更换水封填料。采用密封圈、水封碗等零件进行封水的水封,如果漏水,可能是橡胶老化,弹簧变软或耐磨圈磨损严重导致的,此时则应更换水封总成。磨损了的密封圈端面,应进行研磨,密封座面磨损,也应磨平。
3.发电机水封有的采用陶瓷材料,耐磨,密封性能好,但这属脆性材料,工作过程中如缺水,在高温情况下马上加进凉水,水封就会脆裂,造成漏水。必须让发电机空转,温度下降后才能慢慢增添冷却水,并时常调整风扇皮带的张紧度。
4.机体、缸盖裂纹引起的漏水。发电机缺水过热状态下突然加入冷却水,会引起机体、缸盖炸裂而漏水。冬季夜晚停车忘记放掉冷却水,也易将机体冻裂。
康明斯柴油发电机润滑系统中,机油是在高温、大负荷和高速条件下工作,主要对运动件起到润滑、冷却、密封、净化的作用。影响机油性能的因素很多,如粘度、酸值和闪点,而水分的影响尤为严重,水分超标会对金属件产生强的腐蚀作用,同时易使机油呈泡沫状而破坏金属表面的油膜,严重破坏机油润滑性能,如不及时排除,则可能引发机损事故,因此机油中不允许含有水分。
机油中含有水分,主要是由于柴油发电机的冷却水漏入机油系统造成的,而冷却水漏入机油的成因很多,主要有缸套安装不正确、选购的缸套阻水圈质量有问题或安装不当、阻水圈安装后未进行密封性检漏或检漏方法不当,造成缸套密封不严而发生漏水。缸套或机体质量有问题时,缸套或机体便会在发电机发生敲缸、拉缸、超负荷、缸套润滑不良、冷却水温度突变等因素影响下产生裂纹或变形,造成冷却水经裂纹渗至曲轴箱内:缸体与缸套配合间隙过大,容易造成阻水圈庄紧度不足,在机体振动等因素作用下,也易使冷却水在密封圈处发生渗漏。另外,机油冷却器、增压器、气缸盖发生裂纹等故障现象,也会引起冷却水漏入机油。
在使用发电机过程中,必须加强科学管理、合理使用、及时维修,特别要注重对发电机冷却系统和机油系统的管理,便更好发挥发电机的工作性能。如何有效、准确、快速地对柴油发电机的漏水进行检验,则康明斯发电机技工部达到这一目的的一项研究课题。