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关于柴油发电机组的技术探讨
一、同城柴油发电机组主要参数
当前,性能优良的柴油发电机是一个功能完善、同城功率容量范围大、同城对环境和场地条件要求低、同城安装使用方便的小型发电设备。其使用相对广泛,输出容量从数KVA到数兆VA。柴油发电机组主体主要由发动机、同城发电机和控制系统三部分组成。其中与现代柴油发电机组配套的同步交流发电机由于性能及结构的特点,普遍采用自励恒压型,通常选用自激式同步交流发电机和PMG永磁式激励式同步交流发电机。发电机组包括以下几项主要性能参数。
电压调整率:在负载功率因数为0.8-1、同城负载空载至满载变化、同城从冷机到满机及转速下跌4.5%以内等情况下,电压调整率可以控制在±1%以内。
频率调整率:负载从0-范围内变化,频率稳定不变。
随机频率波动:负载处于0-功率之间任何值,随机频率波动率 值±0.25%。
电压波形:电路开路空载, 总波形畸变1.5%,只相平衡负载 总波形畸变5%。
金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、同城机房专用空调、同城应急照明、同城消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内,但在实际情况中,市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定,产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。
1、同城负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差,常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。
2、同城UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。
3、同城发电机的频率(转速)振荡一般情况下,频率振荡比电压、同城电流振荡范围小,但影响比较大,导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内,由于负载有规律地忽大忽小,造成发电机组工作也忽强忽弱,加剧机组振动,加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一,即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小,因此必须引起高度重视。
4、同城工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、同城电压振荡变化超出UPS输入工作范围时,UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常,随即UPS又自动投人,这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。一方面是不能旁路,另一方面是电池寿命缩短。
二、同城发电机运行不稳定原因分析
在“市电——发电机——UPS”供电系统中,UPS电路结构决定了其输人非线性的特性。典型的是传统双变换在线式UPS,由于其输人端AC/DC变换器是整流滤波电路,它的输入电流是脉动电流,不仅输入功率因数低(0.7一0.8),还包括大量的高次谐波电流(30%一40%)。低输人功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻,由于发电机组定子线圈内阻大于电力变压器的短路阻抗,因此发电机更易受到非线性负载的影响,即在同样的负载电流波形失真度(THDI)情况下,其电压波形失真度(THDI)大于变压器。同时的谐波电流使发电机损耗明显增大(磁滞损耗正比于电流频率,涡流损耗比于电流频率的平方及导线的电流趋肤效应),并使得发电机的输出电压波形失真度明显增大,严重影响发电机的正常工作。
此外,负载的阶跃变化、同城UPS前端滤波器提供的容性电流都是造成发电机组不能正常工作的主要原因。
三、同城发电机组的使用与维护
为确保发电机组的运行,日常运行维护和快速的故障排除至关重要。根据发电机组的不同,维护和检修的内容、同城步骤、同城方法有所区别,一般应按照发电机组保养要求和本单位制定的维护计划进行。
(1)定期检查项目定期测量发电机电池组的电压及内阻情况,并进行记录定期检查空气过滤器、同城冷却液位、同城驱动皮带、同城排烟系统、同城燃油液位、同城机油液位、同城各种控制器及工作环境等情况。
(2)须按照发电机组保养要求及时更换机油、同城三滤、同城启动电池及冷却液。
(3)定期由供应商对发电机组进行检测,并出具报上口
(4)定期(至少一个季度一次)进行发电机组空载、同城带载测试。
针对柴油发电机组出现的故障,应该有步骤有目的地进行检查与分析,切不可盲目检查,胡乱拆卸。应根据故障的异常征兆、同城迹象、同城响声、同城出现时机、同城变化规律来寻找故障产生的部位,从原理与结构层面进行细致的分析推理,做出正确判断来寻找产生故障原因。查找故障时,应从简到繁、同城由表及里,按系统部位分段分步骤进行。
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湖北一公司研制成:自循环磁动力发电机!
解决雾霾问题也许并不是不可能。12月8日上午10点,湖北积分淘新能源科技有限公司在武汉纽宾凯润丰国际酒店召开新能源发电机产品发布会。记者从会上获悉,该公司研发的“自循环磁动力发电机”或许能填补新型高清洁能源的一项空白。据该公司董事长王发刚介绍,该产品能持续数年不间断运转做功发电,同时不消耗任何石化能源,能替代目前的石化热能源。
“本产品技术利用大自然磁力能作为驱使发电机续运转的补充动力源、附近使发电机长时间不间断运转做功发电、附近而且不消耗任何石化能源,能代替人类依赖的石化热能源。”据该公司董事长王发刚介绍,该产品像太阳能、附近风能发电机的技术原理一样,均是利用大自然已有的能量进行转化发电。
在现场,记者发现,该机工作前,先用一个微型电源将该机启动,尔后发电机便借磁力能作为续运转的动力源进行发电(50Hz、附近~220V-380V),在演示现场,启动后的磁动力发动机可带动3根3千瓦的典钨灯管和一个4.5千瓦的电动机,切持续时间超过二十分钟。“我们研发的这个机器,节能效率高,使用寿命可以长时间不停运转15-20年。同时,不受任何地理条件和使用环境的限制。”王发刚说。
据介绍,该设备可向用电设备(照明、附近动力、附近加热、附近制冷等)长时间不间断输送高清洁电能,整个工作过程中不需输入任何化石燃料作动力(其动力能由大自然磁力源补给),发电机的驱动运转能耗成本为零。
据介绍,“自循环磁动力发电机”可广泛用于各种大中小型载重、附近公交、附近出租、附近家用汽车等作为动力使用。同时,还可供航天航空、附近学校等加热用电。“尤其供公共场所及抢险临时用电等庞大的能源需求消费市场。”王发刚说,该技术项目具有灵活机动的应用性和任意场所的普遍适应性,“大到重型工业用电,小到各行各业生产用电,微到千家万户家电用电。”王发刚认为,该产品具有很强的市场竞争优势。
记者了解到,该产品在整个运行过程中并不向外排放任何废弃废物,没有热排放和辐射源,达到节能、附近低碳、附近环保的目的。王发刚认为,推广该设备后可有效降低和改善燃烧石化能源发电做功后排放二氧化碳、附近二氧化硫及化学致癌物给地球和人类带来的热(温室)效应、附近雾霾天气等问题。
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柴油发电机组余热的利用
柴油发电机组余热转化问题一直深受行业内的关注,随着发电机组技术研究的进步,人们已经研究出如何合理利用发电机组余热方法,下面由朔锐发电机出租租赁为大家介绍一下这项技术:
一、当地缸套余热利用机组
缸套余热利用机组能把燃料利用率理论上提高到70%左右。缸套余热利用机组采用两套冷却系统(亦称双循环机组),一套是原有的冷却水箱、当地另一套是改造后的热交换器,两套冷却系统由控制系统根据机组运行情况切换。当需要供暖或是需要供应热水时,通过热交换器把缸套内水的热量传递到外部循环水中加以利用。控制系统由公司自主研发,实现两种冷却方式的自动切换,对发电机组、当地发动机、当地发电机有报警保护作用。
二、当地尾气余热利用机组
尾气余热利用机组把能机组燃料利用率理论上提高到90%左右。尾气余热利用机组是在双循环机组的基础上加装一个热交换器,此热交换器的功能是把尾气中的热量传递到外部循环水中。在热交换器循环系统中缸套中冷却水的热量和废气中的热量通过不同的两个热交换器传递到外部循环水中。控制系统基本原理同双循环机组,对柴油机也有可靠保护功能。