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柴油发电机组的污染控制
柴油发电机组进气系统主要是将经过灰尘、杂质过滤的空气送入气缸内。通过对进气系统的改进,控制进入的空气量能有效减少燃烧后的空气污染。根据行业内的相关知识和研究经验,有以下两种改进方式:
1.采用可变涡流进气系统:由于进气涡流强度对NOx的排放影响较大,采用可变涡流进气系统的方式依据转速和负荷的变化来控制涡流强度,可在不牺牲经济性的情况下降低NOx的生成量。
2.采用多气门技术:可扩大进、排气门的总流通截面积,充量系数增加,且喷油器可垂直布置在汽缸轴线上,有利于燃油在燃烧室空间中均匀分布,其混合气形成和燃烧条件大为改善,使放热规律更为合理,尾气排敏中NOx的排放下降,CO的排放也有所减少,而且炭烟在大负荷时也明显下降。
在使用柴油发电机组时,也要加强发电机组维护保养,更要控制好污染排放,才能实现绿色、可持续发展。
柴油发电机的基本结构
柴油发电机的基本结构:由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机,下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理:柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程:进气行程、压缩行程、燃烧和作功(膨胀)行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开,经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动,进排气门都关闭,空气被压缩,温度和压力增高,完成压缩过程。活塞将要到达顶点时,喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧,形成的高压推动活塞向下作功,推动曲轴旋转,完成作功行程。作功行程完了后,活塞由下向上移动,排气门打开排气,完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后,柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作。
直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。工作发电原理:当柴油机带动发电机电枢旋转时,由于发电机的磁极铁芯存在剩磁,所以电枢线圈便在磁场中切割磁力线,根据电磁感应原理,由磁感应产生电流并经炭刷输出电流。
交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁(称为转子)和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈(称为定子)组成。工作发电原理:转子由柴油机带动轴向切割磁力线,定子中交替排列的磁极在线圈铁芯中形成交替的磁场,转子旋转一圈,磁通的方向和大小变换多次,由于磁场的变换作用,在线圈中将产生大小和方向都变化的感应电流并由定子线圈输送出电流。
柴油发电机喷油器的构造原理是怎样的
柴油发电机燃油供给系统的功用是根据柴油发电机负荷的需要,按时将适量的柴油以雾状喷入气缸与空气均匀地混合。康明斯柴油发电机燃油供给系统的机件可分为:燃油箱、输油泵、调速器、喷油器等。
柴油发电机燃油供给系统的布置。在康明斯柴油发电机驱动下,输油泵从燃油箱内吸进燃油,并以一定的压力经燃油水分离器、燃油滤清器过滤后送到喷油泵,过量的燃油返回油箱。燃油在喷油泵内被加压后,以极高的压力经高压油管送至各缸喷油器,向各个气缸进行的喷射,过量的燃油经回油歧管返回油箱。
发电机虽然喷油器的种类繁多,但其构造原理基本相同,典型柴油发电机喷油器总成,由喷油器体、针阀偶件、紧帽、顶杆、调压螺钉等组成。针阀偶件用紧固螺套固定在喷油器体上,调节弹簧通过顶杆部件将针阀偶件压紧在针阀体密封锥面上,调压弹簧的压力由调压螺钉调节,调压螺钉用螺母锁紧。其中针阀偶件(由针阀和针阀体组成)按结构形式可分为开式和闭式两大类。目前广泛应用的是闭式,其主要形式分为轴针式和孔式两种。
上述喷油器结构因调压弹簧位置在喷油器的上部,弹簧位置与针阀距离较远,所以必须通过一根较长的顶杆,把弹簧与针阀的运动联系起来。这种结构的优点是在调压弹簧顶部容易布置调压螺钉,针阀开启压力可利用调压螺钉进行无极调整,调整方便。但这种结构也有缺点,及顶杆较长、质量较大,容易产生惯性力较大。因为针阀由静止到开启应迅速,喷油结束后,针阀应迅速向上运动转变为向下运动,以求针阀尽快回位并停止供油。但这种运动的转变与喷油器运动件的的惯性有关,惯性愈大针阀关闭所需时间愈长,燃烧室内高温气体也愈容易到灌入针阀偶件内,产生积炭、烧损密封座面等现象。
为了克服上述结构的缺点,近几年来国内外已发展出一种新的喷油器总成。
改进后的喷油器结构的显著特点是取消运动件顶杆,改用一个质量较小的弹簧下座,将调压弹簧下移到接近针阀尾部,同时针阀直径也减小。由于这种喷嘴器结构降低了运动件的惯性,所以又称为低惯量喷油器。康明斯柴油发电机B、C系列采用了这种结构的喷油器总成。该喷油器上有4个喷油孔,标准喷油压力为24.5~25.3MPa。它的优点是提高针阀开启和关闭速度,降低针阀回油时在密封锥面出的冲击应力,既能改善性能又能提高使用寿命。这种结构对针阀开启压力的调整采用改变垫片厚度的办法,因此开启压力的调整不如一般喷油器所采用的调整螺钉方便,且压力只能有级调整。为了保证足够的调整精度,采用每隔0.05mm为每一级的垫片进行调整
唯有切断供气才是制止柴油发电机飞车行之有效的方法
柴油发电机飞车的实质是喷油泵调速器作用失灵,供油量不能随负荷减小(转速相应升高)而减小引起的飞车;或者是气缸内进入了额外的燃油或过多的机油,使燃料燃烧产生的动力大大超过柴油发电机的运转阻力(机械摩擦阻力及外界负荷),柴油发电机工作失去平衡而引起的飞车。
“飞车”产生的原因:
1.调速器部分(1)油泵齿条(拉杆)卡滞在 供油位置。原因是装配过紧,或进入脏物,或固定螺母、销子和腱等连接件漏装或脱落。(2)调速器弹簧断裂,飞锤脱出或卡滞;高速限制螺钉不起作用。(3)调速器内加入润滑机油太多,影响飞锤的惯性作用而无法灵嫩地控制喷油泵油量。在冬季机油如果冻结,飞锤不能飞甩,更易造成“飞车"。
2.油泵部分(1)油泵柱塞卡滞在 供油位置造成“飞车”。若在柴油发电机工作过程中发生“飞车”,多是因油泵内进入了脏油,油中带进的水和机械杂质进人柱塞副的间隙中,引起柱塞卡滞。(2)安装不当,如带动油泵柱塞的齿条和齿轮的啮合关系装错了,或柱塞装反。(3)为了调大供油量,使柱塞螺旋槽旋度过大。
防止“飞车”的措施:(1)调试喷油泵总成时,要严格地按照调试工艺检修。调整喷油泵和调速器的各个零件和组合件、各连接点磨损时必须修复,指坏件要及时更换。装配时要严格按照工艺步骤与要求进行, 要在技术状态良好的喷油泵试验台上进行的调试。调试内容包括三方面:不同工作情况供油量的调整,调速器的调整,供油角度的调整。现在有轻视喷油泵的倾向,认为手工就可以解决油泵的切问题,就是上试验台也只是调一下供油量与供油均匀性,这种看法和做法是造成“飞车"的重要原因。若在工作中油泵进入了脏油致使柱塞卡滞,应首先检查清洗柴油粗细弗列加滤清器,放出油箱中沉淀物和水,然后排除柱塞卡滞现象,必要时应拆卸油泵柱塞(包括喷油嘴)进行清诜。(2)当发生“飞车"时,应沉着、果断、采取紧急熄火措施。这样就可避免机器事故和保障人身。常采用紧急熄火的方法有:立即停止供油,将凋速手柄拉到熄火位置,顺手关掉油箱开关或用扳手卸掉高压油管,(3)立即停止供气,用棉衣紧紧包住弗列加滤清器的空气入口,或用力拔下弗列加滤清器,堵死进气口。(4)打开减压装置。减压后气门不能关死,致使柴油发电机熄火。不过采用此法等于在配气机构中造成数毫米的间隙,在高速下,这样大的间隙,将形成很大的冲击,可能掼坏减压机构、气门弹簧或配气系统的其它零件。如果减压机构被打坏,则会停不住车。如在行进中,可刹车增大负荷,迫使发电机熄火。
飞车后的应急措施处理飞车的措施基本上有3个:加大负荷;切断供油(高压油);切断供气短加大负荷的方法是挂高挡并强行制动迫使发电机熄火、这样做虽然有效,但容易造成发电机和传动部分零件的损坏,并容易导致交通事故。
切断供油从原理上是说得通的、但实际上却不怎么有效。原因是飞车多发生在发电机空载运行时,由于喷油泵柱塞套上的吸、排油口在高速下产生了较强的节流作用,使供油量比额定油量还大,这些燃油喷入气缸后无法完全燃烧,除以大量浓黑烟的形式排出外,必然还有部分燃油滯留在发电机活塞顶部。因此即使在发生飞车时立即切断高压油供给,但活塞頂部的残油足以维持相当时间的继续燃烧,不能使发电机转速立即降下来,浪费了宝贵的时回,眼睁睁地看着发电机损坏而束手无策。
唯有切断供气才是制止飞车行之有效的方法,没有空气中的氧气助燃,燃油就没有办法继续燃烧。切断供气的方法按发电机结构不同而有所区别。有减压机构的,应立即使发电机减压;有由机械纵或气动操纵的进、排气动装置的,应立即实行阻气能动;若这些机构都没有,可堵住发电机进气口,使其缺氧而自熄。