柴油發(fā)電機(jī)組是以柴油為主燃料的一種發(fā)電設(shè)備,以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為原動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(即電球)發(fā)電,把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能和熱能的機(jī)械設(shè)備。整套柴油發(fā)電機(jī)組主要分為三個(gè)部分:
1、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
2、發(fā)電機(jī)(即電球)。
3、控制器。
細(xì)分來說:底座、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、底座油箱、發(fā)電機(jī)組(即電球)、控制器(起到控制的作用,也起到保護(hù)機(jī)組的作用)、散熱器(風(fēng)冷:風(fēng)扇;水冷:水箱)、靜音箱等部件組成。按照不同地方的不同需求,我們把發(fā)電機(jī)組分為固定式和可移動(dòng)式拖車,為了降低發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的噪音,減少影響人們的工作和生活,促使設(shè)計(jì)師們設(shè)計(jì)出了帶靜音箱的發(fā)電機(jī)組,即是在發(fā)電機(jī)組外面安裝一個(gè)金屬的箱子,內(nèi)部附著吸音材料,從而把發(fā)電機(jī)組四周防護(hù)起來,箱子兩側(cè)設(shè)置門,這樣方便人們對發(fā)電機(jī)組的檢修與控制。靜音箱不但減低了發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的噪音,而且可以放在室外,箱子就像一座屋子,防曬、防雨,讓人們省了沒有地方做機(jī)房的煩惱。柴油發(fā)電機(jī)組分為常用發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)組,功率也相應(yīng)的分為常用功率和備用功率。每臺發(fā)電機(jī)組的標(biāo)配常用功率一般是備用功率的80%。要根據(jù)不同的需要,平時(shí)使用國家電網(wǎng),因斷電才需要的話,請使用備用柴油發(fā)電機(jī)組;如果需要長時(shí)間運(yùn)行的話,請選擇常用柴油發(fā)電機(jī)組,經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)的話,常用柴油發(fā)電機(jī)組每年運(yùn)行的時(shí)間可以300天以上。常用功率和備用功率的關(guān)系是:比如用戶需要100KW柴油發(fā)電機(jī)組,備用100KW的柴油發(fā)電機(jī)組常用功率為100KW*80%=80KW。也就是備用100KW的柴油發(fā)電機(jī)組的常用功率為80KW。如果柴油發(fā)電機(jī)組加裝了靜音箱,那么發(fā)電機(jī)組的功率還會下降,一般下降10%左右.所以,當(dāng)用戶選購柴油發(fā)電機(jī)組時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮靜音箱的功率下降問題.
功率標(biāo)定
柴油發(fā)電機(jī)組是由柴油機(jī)和同步交流發(fā)電機(jī)組合而成的。柴油機(jī)允許使用的zui大功率受零件的機(jī)械負(fù)載和熱負(fù)載的限制,因此需規(guī)定允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的zui大功率稱之為標(biāo)定功率;
柴油機(jī)機(jī)不能超過標(biāo)定功率使用,否則會縮短其使用壽命,可能造成事故。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在柴油機(jī)銘牌上的標(biāo)定功率分為以下四類;
1)15min功率:即柴油機(jī)允許運(yùn)行15min的zui大功率。短時(shí)間內(nèi)可能超負(fù)荷運(yùn)行和要求具有加速性能的標(biāo)定功率,如汽車、摩托車等柴油機(jī)的標(biāo)定功率。
2)1h功率:即柴油機(jī)允許持續(xù)運(yùn)行1h的zui大有效功率。如輪式拖拉機(jī)、機(jī)車、船舶等柴油機(jī)的標(biāo)定功率。
3)12h功率:即柴油機(jī)允許持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12h的zui大有效功率,即我們常說的額定功率。如電站機(jī)組、工程機(jī)械用柴油機(jī)標(biāo)定功率。
4)持續(xù)功率:即柴油機(jī)允許長時(shí)間持續(xù)運(yùn)行的zui大有功率。
工作原理
柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。
在柴油機(jī)汽缸內(nèi),經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動(dòng)活塞下行,稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量,從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。
將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動(dòng)勢,經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。
柴油發(fā)電機(jī)組屬自備電站交流供電設(shè)備的一種類型,是一種小型獨(dú)立的發(fā)電設(shè)備,以內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電。
現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī),三相交流無刷同步發(fā)電機(jī)、控制箱(屏)、散熱水箱、聯(lián)軸器、燃油箱、消聲器及公共底座等組件組成鋼性整體。柴油機(jī)的飛輪殼與發(fā)電機(jī)前端蓋的軸向采用凸肩定位直接連接構(gòu)成一體,并采用圓柱型的彈性聯(lián)軸器由飛輪直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn),其聯(lián)接方式由螺釘固定在一起,使兩者聯(lián)接成一鋼體,保證了柴油機(jī)的曲軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的同心度在規(guī)定的范圍內(nèi)。
為了減少機(jī)組的振動(dòng),在柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底座的連接處,通常均裝有減震器或者橡皮減震墊。
柴油發(fā)電機(jī)組的性能等級
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2820. 1—1997《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組》第1部分:用途、定額和性能中的第7條對柴油發(fā)電機(jī)組規(guī)定了四級性能。
(1)G1級性能要求適用于只需規(guī)定其電壓和頻率的基本參數(shù)的連接負(fù)載。主要作為一般用途,如照明和其他簡單的電氣負(fù)載。
(2)G2級性能要求適用于對電壓特性與公用電力系統(tǒng)有相同要求的負(fù)載。當(dāng)其負(fù)載變化時(shí),可有暫時(shí)的然而是允許的電壓和頻率偏差。如照明系統(tǒng)、泵和風(fēng)機(jī)等。
(3)G3級性能要求適用于對頻率、電壓和波形特性有嚴(yán)格要求的連接設(shè)備。如無線電通信和晶閘管整流器控制的負(fù)載。
(4)G4級性能要求適用于對頻率、電壓和波形特性有特別嚴(yán)格要求的負(fù)載。如數(shù)據(jù)處理設(shè)備或計(jì)箅機(jī)系統(tǒng)。
環(huán)境要求
下列三種種條件下應(yīng)能輸出額定功率,并能可靠地進(jìn)行工作。
第1種環(huán)境條件(1)大氣壓力100Kpa;(2)環(huán)境溫度 298K(25℃);(3)空氣相對濕度30%。
第2種環(huán)境條件(1)大氣壓力89.9kpa;(2)環(huán)境溫度 313k(40℃);
(3)空氣相對濕度60%。
第三種環(huán)境條件
機(jī)組在下列條件下應(yīng)能輸出規(guī)定的功率(允許修正)并可靠地工作。
(1)海拔不超過4000m。
(2)環(huán)境溫度 上限值為40℃、45℃、50℃;
下限值為5℃、-15℃、-25℃、-40℃。
(3)相對濕度、凝露和霉菌
①綜合因素 應(yīng)按表1-4的規(guī)定。
②長霧機(jī)組電氣零部件經(jīng)長霉試驗(yàn)后,表面長霉等級應(yīng)不超過。GB/T2423.16—1999
《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)》中規(guī)定的2級。
機(jī)組運(yùn)行的現(xiàn)場條件應(yīng)由用戶明確確定,且應(yīng)對任何特殊的危險(xiǎn)條件,如爆炸大氣環(huán)境和易燃?xì)怏w加以說明。
下表為發(fā)電機(jī)組工作條件的綜合因素:
環(huán)境濕度上限值/℃ | 40 | 40 | 45 | 50 |
相對濕度% | zui濕月平均zui高相對濕度 | 90(25℃時(shí)) | 95(25℃時(shí)) | |
zui干月平均zui低相對濕度 | 10(40℃) | |||
凝露 | 有 | |||
霉菌 | 有 |
①指該月的平均zui低溫度為25℃,月平均zui低濕度是指該月每天zui低濕度的月平均值。
②指該月的平均zui離溫度為40℃,月平均zui高溫度是指該月每天zui高溫度的月平均值。
安裝要求
安裝要求:
1、柴油發(fā)電機(jī)組四周應(yīng)留不小于1米空間,水箱端根據(jù)水箱芯子大小留置通風(fēng)窗。本要求為機(jī)組機(jī)房的zui小尺寸,用戶可根據(jù)需要進(jìn)行加大。
2、柴油發(fā)電機(jī)組地基基礎(chǔ)應(yīng)建在硬土地面上,夯實(shí)后,做200mm厚的混凝土地面,地面應(yīng)平整。
3、用戶在建造機(jī)房時(shí),應(yīng)在機(jī)組上方屋頂預(yù)埋起吊用工字鋼(≤250KW以下可不要),以備日后維修用。
4、機(jī)房應(yīng)通風(fēng)良好,地面應(yīng)平整、防滑。
5、機(jī)組排氣管內(nèi)徑不應(yīng)小于柴油機(jī)排氣口直徑,彎管不宜超過3個(gè),彎管角度應(yīng)大于90度,排氣管應(yīng)有支撐或吊裝支架,保證機(jī)組消音器,增壓器等不受力。
6、機(jī)房內(nèi)應(yīng)備有滅火器等消防工具。
組成
柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)、交流同步發(fā)電機(jī)、控制屏以及底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱等組成。有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)的軸間采用直接聯(lián)接方式。通常主軸上還裝有飛輪以增加運(yùn)行的平穩(wěn)度。柴油發(fā)電機(jī)組一般是由制造廠家裝配為成套機(jī)組供應(yīng);也有的是根據(jù)電力負(fù)荷及其特性,確定發(fā)電機(jī)的容量和臺數(shù)后,再選擇驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)。燃料系統(tǒng)和起動(dòng)空氣系統(tǒng)的設(shè)備可以每臺單獨(dú)配置,也可以多臺機(jī)組集中配置。
分類
柴油發(fā)電機(jī)組的類型有很多,主要有以下八大分類方式
(1)按照發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料分類;可分柴油發(fā)電機(jī)組和復(fù)合燃料發(fā)電機(jī)組
(2)按照轉(zhuǎn)速分類;可分為高速、中速、低速柴油發(fā)電機(jī)組
(3)按照使用條件分類:可分為陸用、船用、掛車式和汽車式柴油發(fā)電機(jī)組。其中陸用發(fā)電機(jī)組:包括移動(dòng)式和固定式。陸用機(jī)組又可以分為普通型、自動(dòng)化型、低噪音型、低噪音自動(dòng)化型四種。
(4)按照發(fā)電機(jī)輸出電壓和頻率分類:可分為交流發(fā)電機(jī)組和直流發(fā)電機(jī)組。其中交流發(fā)電機(jī)組;包括中頻40HZ和工頻50HZ。對50HZ工頻中小型發(fā)電機(jī)組的表定電壓一般為400V;大型發(fā)電機(jī)的標(biāo)定電壓一般為6.3~10.5kV。
(5)按照同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式分類:可分為旋轉(zhuǎn)交流勵(lì)磁機(jī)和靜止勵(lì)磁機(jī)。
1)旋轉(zhuǎn)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),包括交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)而后無刷勵(lì)磁系統(tǒng)
2)靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),包括電壓源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、交流側(cè)串聯(lián)復(fù)合電壓源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和諧波(或基波)輔助繞組勵(lì)磁系統(tǒng)
(6)按用途分類
1)常用機(jī)組
這類發(fā)電機(jī)組常年運(yùn)行,一般設(shè)在遠(yuǎn)離電力網(wǎng)(或稱市電)的地區(qū)或工礦企業(yè)附近,以
滿足這些地方的施工、生產(chǎn)和生活用電。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較快的地區(qū),由于電力網(wǎng)的建設(shè)
跟不上用戶的需求而設(shè)立建設(shè)周期短的常用柴油發(fā)電機(jī)組來滿足用戶的需要。這類發(fā)電機(jī)組
一般容量較大,對非恒定負(fù)載提供連續(xù)的電力供應(yīng),對連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間沒有限制,并允許每
12h內(nèi)有1 h過負(fù)載供電時(shí)間,過負(fù)荷能力為額定輸出功率的10%。這類機(jī)組因其運(yùn)行時(shí)間
較長、負(fù)載較重,相對于本機(jī)極限功率的許用功率被調(diào)到較低點(diǎn)。
2) 備用機(jī)組
在通常情況下用戶所需電力由市電供給,當(dāng)市電限電拉閘或其他原因中斷供電時(shí),為保
證用戶的基本生產(chǎn)和生活而設(shè)置的發(fā)電機(jī)組。這類發(fā)電機(jī)組常設(shè)在電信部門、醫(yī)院、市電供
應(yīng)緊張的工礦企業(yè)、機(jī)場和電視臺等重要用電單位。這類機(jī)組隨時(shí)保持備用狀態(tài),能對非恒
定負(fù)載提供連續(xù)的電力供應(yīng)。
3)應(yīng)急機(jī)組
對市電突然中斷將造成較大損失或人身事故的用電設(shè)備,常設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組對這些設(shè)
備緊急供電,如高層建筑的消防系統(tǒng)、疏散照明、電梯、自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)、重要的
通信系統(tǒng)以及正在跟病人做重要手術(shù)的醫(yī)療設(shè)備等。這類機(jī)組應(yīng)能在市電突然中斷時(shí),能迅
速啟動(dòng)運(yùn)行,并在zui短時(shí)間內(nèi)向負(fù)載提供穩(wěn)定的交流電源,以保證及時(shí)地向負(fù)載供電,這種
機(jī)組自動(dòng)化程度要求較高。
(7)按照控制和操作的方式分類,可分為現(xiàn)場操作發(fā)電機(jī)組、隔室操作發(fā)電機(jī)組和自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組。
1) 現(xiàn)場操作發(fā)電機(jī)組。操作人員在機(jī)房內(nèi)對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)、合閘、調(diào)速、分閘、停機(jī)等操作。這類發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲、油霧和廢氣對操作人員的身體有不良影響。
2) 隔室操作發(fā)電機(jī)組,這類發(fā)電機(jī)組的機(jī)房和控制室分開設(shè)置,操作人員在操作室內(nèi)對機(jī)房內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)、調(diào)速、停機(jī)等操作,并對機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,對機(jī)房內(nèi)的輔機(jī)也實(shí)施集中控制。隔室操作可改善操作人員的工作環(huán)境。
3) 自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組。經(jīng)過各有關(guān)單位的多年研究,柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化可實(shí)現(xiàn)無人值守,其中包括機(jī)組自啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)壓、自動(dòng)調(diào)頻、調(diào)載、自動(dòng)并車、按負(fù)荷大小自動(dòng)增減機(jī)組、自動(dòng)處理故障、自動(dòng)記錄打印機(jī)組可在市電中斷后10-15s自動(dòng)啟動(dòng),代替市電進(jìn)行供電。
(8)按照自動(dòng)化功能分類,可分為基本型柴油發(fā)電機(jī)組、自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組和微型機(jī)自動(dòng)控制柴油發(fā)電機(jī)組。
1)基本型柴油發(fā)電機(jī)組較為常見,它由柴油機(jī)、封閉式水箱、油箱、消聲器、同步交流發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)裝置、控制箱、聯(lián)軸器和底盤等組成。基本型柴油發(fā)電機(jī)組具有電壓和轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。一般可做為主用電源或備用電源。
2)自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組是在基本型柴油發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)控制系統(tǒng)。它具有自動(dòng)啟動(dòng)的功能。當(dāng)市電突然停電時(shí),機(jī)組能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)切換、自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)送點(diǎn)和自動(dòng)停機(jī)等功能;當(dāng)機(jī)油壓力過低、機(jī)油溫度或冷卻水溫度過高時(shí),能自動(dòng)發(fā)出聲光告警信號;當(dāng)機(jī)組超速時(shí),能自動(dòng)緊急停機(jī),保護(hù)發(fā)電機(jī)組。
3)微型機(jī)自動(dòng)控制柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)、三相無刷同步發(fā)電機(jī)、燃油自動(dòng)補(bǔ)給裝置、機(jī)油自動(dòng)補(bǔ)給裝置、冷卻水自動(dòng)補(bǔ)給裝置及自動(dòng)控制柜組成。自動(dòng)控制應(yīng)用可編程序控制器(PLC)控制。它除了具有自啟動(dòng)、自切換、自運(yùn)行、自投入和自停機(jī)等功能外,并配有各種故障報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)裝置。另外,它通過RS232通信接口,與主計(jì)算機(jī)連接,集中控制,能夠遙控、遙信和遙測,實(shí)現(xiàn)無人值班的要求。
柴油發(fā)電機(jī)組安裝地的周圍應(yīng)保持清潔,避免在附近放置能產(chǎn)生酸性、堿性等腐蝕性氣體和蒸汽的物品。有條件的應(yīng)配置滅火裝置。
發(fā)電機(jī)組外殼必須有可靠的保護(hù)接地,對需要有中性點(diǎn)直接接地的發(fā)電機(jī),則必須由專業(yè)人員進(jìn)行中性接地,并配置防雷裝置,嚴(yán)禁利用市電的接地裝置進(jìn)行中性點(diǎn)直接接地。與市電的雙向開關(guān)必須十分可靠,以防倒送電。雙向開關(guān)的接線可靠性需經(jīng)過當(dāng)?shù)毓╇姴块T的檢驗(yàn)認(rèn)可。
柴油發(fā)電機(jī)組安裝地點(diǎn)需通風(fēng)良好,發(fā)電機(jī)端應(yīng)有足夠的進(jìn)風(fēng)口,柴油機(jī)端應(yīng)有良好的出風(fēng)口。出風(fēng)口面積應(yīng)大于水箱面積1.5倍以上。老款的柴油發(fā)電機(jī)組需采用混凝土做基礎(chǔ),在安裝時(shí)須用水平尺測其水平度,使機(jī)組固定于水平的基礎(chǔ)上。機(jī)組與基礎(chǔ)之間應(yīng)有專用防震墊或用底腳螺栓。而現(xiàn)代的柴油發(fā)電機(jī)不需要混凝土做基礎(chǔ),因?yàn)楝F(xiàn)代的柴油發(fā)電組已經(jīng)過改進(jìn),整個(gè)機(jī)組地面都是平的,并且都裝有減振器,非常的方便。
在室內(nèi)使用,必須將排煙管道通導(dǎo)室外,管徑必須消音器的出煙管直徑,所接之管路的彎頭不宜超過3個(gè),以保證排煙暢通,并應(yīng)將管子向下傾斜5-10度,避免雨水注入;若排氣管時(shí)垂直向上安裝的,則必須加裝防雨罩。