柴油发电机组原理及使用维护.ppt
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1、柴油发电机组柴油发电机组原理及使用维护原理及使用维护长沙电信公司长沙电信公司楚汉立楚汉立第一讲第一讲.柴油发电机组柴油发电机组 柴油发电机组是电信网络不可少的重要组成部分,是电信网络运行的基础和心脏,是确保电信网络优化、高效、安全运行的重要保证。无论是交换还是传输,数据还是计费等,都必须有电源供给,当市电停电时,柴油发电机组运行不正常,将影响通信局(站)通信设备的工作,通信质量就不能保证。1.1 机组类别机组类别 柴油发电机组型号较多,电信动力系统常用的都是转速为1500转/分的高速机型。一、按以发电机输出功率的大小分类,机组能量从10kW-1800kW的多种规格。二、按安装方式分类二、按安装
2、方式分类1、固定式机组:、固定式机组:机组底座与基础用地脚螺钉固定安装在专用机房内。2、拖车式机组:、拖车式机组:把机组安装在拖车上,也叫移动电站。三、按结构形式、控制方式和保护功能分类三、按结构形式、控制方式和保护功能分类1、基本型机组、基本型机组 由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、电压调节装置、控制箱(屏)、联轴器、底盘等组成。机组具有电压和转速自动调节功能,通常作为主电源或备用电源。2、自启动机组、自启动机组 在基本型机组的基础上增加自动控制系统,具有自动化功能。当市电突然停电时,机组能自动启动、自动转换开关、自动运行、自动送电、市电来电时自动停机及自动保护(装有超转速
3、、高水温、低油压保护装置)等。3、无人值守柴油发电机组、无人值守柴油发电机组 该机组由性能完善的柴油机、三相无刷同步发电机、燃油、机油、冷却水自动补给装置及自动控制屏组成。自动控制屏由可编程自动控制器PLC控制,它除具有自启动、自切换、自运行、自投入、自停机等功能外,并配有各种自动报警和自动保护装置。此外,它通过RS-232通信接口与监控系统连接,进心集中监控,实现遥控遥信、遥测,做到无人值守。4、低噪声自启动机组、低噪声自启动机组 具有先进的低噪声指标,能满足对环境污染要求严格场合的需要。1.2 柴油发电机组的构成柴油发电机组的构成、原理及构造、原理及构造 柴油发电机组是由内燃机和同步发电机
4、组合而成的,内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制,称为额定功率;交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下,长期连续运转时,输出的额定功率。通常把柴油机输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之比,称为匹配比。一、柴油发电机组的构成一、柴油发电机组的构成1、柴油机:柴油机:主要提供原动力,又飞轮端输出机械能。2、三相交流无刷同步发电机:三相交流无刷同步发电机:将原动机输出的机械能转化为电能。3、控制屏:控制屏:实现市电、油机发电的转换,发电机组转速、电压闭环控制等。4、联轴器联轴器:将柴油机功率输出轴与发电机轴联在一起。5、消声器:消声器:安装在排烟管上,减小噪音。6、波纹管:波纹
5、管:安装在排烟管与机身之间,起缓冲减震作用。7、公共底座:公共底座:起固定机组的作用。有的底座还加工有自带燃油箱。柴油发电机组的构成柴油发电机组的构成框图框图柴油发电机组柴油发电机组图片图片二、柴油机二、柴油机的原理及的原理及构造构造(一)、概述一)、概述 燃料直接在发动机内部进行燃烧的热机叫做内燃机。如柴油机、汽油机、天然气机等。内燃机是利用燃料燃烧后产生的热能来做功的。柴油发动机是一种内燃机。汽油发动机是利用高压电火花点燃混合气燃烧做功的,而柴油机是压燃式发动机。柴油机转动时,气缸中空气被压缩升温(600700C),此时喷入雾化良好的柴油,即可自行点燃作功。柴油机的压缩比一般为15:1-2
6、2:1。活塞式内燃机工作原理活塞式内燃机工作原理 内燃机的工作过程,就是按照一定的规律,不断地将燃料和空气送入气缸,并在气缸内着火燃烧,放出热能。燃气在吸收热能后产生高温高压,推动着活塞作功,将热能转化为机械能。1.气缸体 2.喷油器 3.进气门4.排气门 5.活塞 6.连杆 7.曲轴(二)、二)、四冲程循环四冲程循环原理原理1 1、进气:、进气:进气阀在近上止点时开启。活塞向下运行,并起一个正排量泵的作用,通过进气阀吸入新鲜空气.2 2、压缩、压缩:在活塞经过下止点后,进气阀关闭.活塞向上运行,压缩空气.3 3、作功、作功:接近上止点,燃油被喷射并着火,燃烧气体膨胀推动活塞向下.4 4、排气
7、、排气:在作功行程快结束时,排气阀打开.当活塞上升时,活塞再起正排量泵的作用把燃烧废气推出气缸.在活塞通过上止点后排气阀关闭.每次作功循环需曲轴旋转二周,完成进气、压缩、作功、排气四个过程.四个冲程中的二个冲程活塞起泵的作用.四四冲冲程程柴柴油油机机工工作作过过程程示示意意图图。图中四个图形分别表示四个冲程在开始与终了时的活塞位置。(三)、构造三)、构造 两大机构:曲轴连杆机构、配气机构。两大机构:曲轴连杆机构、配气机构。五大系统:燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起五大系统:燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统动系统和和进、排气系统。进、排气系统。1、曲轴连杆机构、曲轴连杆机构 气缸内
8、燃烧气体的压力推动曲轴连杆机构,并将活塞的直线运动变为曲轴的旋转动力。主要部件有:曲轴箱、气缸、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。(1)、气缸:燃料燃烧的地方。柴油机的气缸大多采用湿式气缸套,便于维修更换,气缸外部是水套,冷却水的运动可使气缸温度保持在正常水平。(2)、活塞:完成燃烧及动力转换的重要运动部件。活塞上装有活塞环,压缩环(气环)用以密封气缸;油环可防止机油窜入燃烧室。曲轴连杆机构曲轴连杆机构示意图一示意图一6缸柴油机缸柴油机曲轴连杆机构曲轴连杆机构示意图二示意图二维护保养提示:维护保养提示:注意曲轴前后端盖油封是否有明显渗油现象;对使用接近大修期的应注意倾听曲轴部位是否有沉重的夯击
9、声或曲轴前后窜动现象。2、配气机构、配气机构 适时向气缸内提供新鲜空气,并适时的排出气缸中燃料燃烧后的废气。它由进气门、排气门、凸轮轴及其传动零件组成。配气机构配气机构的配气定时,是由前齿轮箱的正时齿轮确定的。正时齿轮(凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮)是发动机的一套精度齿轮,用于控制发动机的配气定时和喷油时间。维护保养提示:维护保养提示:运行中注意倾听气门部位是否有杂乱异响,怀疑气门间隙不正常时,应请有经验的专业人员检查调整。前齿轮箱安装示意图前齿轮箱安装示意图3、燃油系统、燃油系统 燃料供给系统是按照内燃机工作时所要求的时间,供给气缸适量的燃料。燃油系统必须具备计量(测定)、正时、加压、雾化、分配
10、、控制起始喷油六项功能。它由燃油箱、燃油滤清器、油泵、喷油器等组成。燃油消耗率。机组标定功率在120Ne40KW,机组消耗率3.0G/KW.H维护保养提示:油底壳的机油平面要保持在油标尺上刻度或接近上刻度。经常检查润滑系统是否密封良好,发现渗漏要及时处理。润滑油和机油滤清器必需按本机要求的保养周期更换或清洗。5、冷却系统:、冷却系统:柴油机工作时,温度很高(燃烧时温度可达15002000摄氏度),所以通常都装有冷却系统。适当冷却在高温下工作的机件,使柴油机保持正常的工作温度。它由水泵、散热器、水套、水管、节温器、风扇等组成。维护保养提示:维护保养提示:确保冷却水量符合规定要求;冷却系统未安装保
11、温装置的,必须按比例添加防冻液。经常注意检查冷却系统有无渗漏现象;定期清洁散热器;定期检查风扇皮带张紧度;磨损严重的皮带要及时更换。及时更换老化渗漏的橡胶管道。不要忽视定期给风扇轴承加注润滑脂(即黄油)。6、启动系统:、启动系统:以外力转动内燃机曲轴,使内燃机由静止状态转入工作状态的装置。电启动系统由蓄电池、启动马达、硅直流发电机及启动电路等组成。启动系统是保证柴油发电机组能及时正常启动供电的重要部分。电启动系统原理图电启动系统原理图维护保养提示:维护保养提示:保证电池容量充足。注意气温突降时电池容量情况(如必要时可启动机组检验)。注意电液液面及比重是否合符要求(如电解液面过高,充电时会满出表
12、面,可能引起极柱间慢性放电消耗电池容量);定期检查电池与启动马达的主连接线、启动电路各连接部位的连接是否牢固。对自带有蓄电池充电器的机组,如果是采用的铅酸电池,有必要定期外接稳流充电机补充电,充电前应关闭或断开控制系统,以免高电压损坏机组控制电路。任何情况拆除启动电池连接时都应关断机组控制器,以防松开连接过程中电路的频繁动作烧坏控制板。7、进、排气系统、进、排气系统 保证清洁、冷却的空气进入气缸。排除燃烧后的废气,降低发动机的噪音。由空气滤清器、进排气道、进排气支管、总管及排气管消音器组成。对增压中冷型机组,还包括废气涡轮增压器和中冷器。柴油机的柴油机的增压技术增压技术 采用增压技术改善燃烧过
13、程,增压后,柴油机的功率能提高1-3倍。增压器是用来提高发动机的进气充气密度,以提高平均有效压力来提高功率和改善经济性的器件,主要用于柴油发动机。柴油机普遍采用的是废弃涡轮增压器,转速一般在30000120000r/min。增压柴油机的中冷技术及中冷器增压柴油机的中冷技术及中冷器 空气增压后密度会提高,必然会使空气温度同时增高。发动机涡轮增压器的出风口温度也会随着压力增大而升高,温度提高反过来会限制空气密度的提高,要进一步提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示,在相同的空燃比条件下,增压空气温度每下降10摄氏度,柴油机功率能提高3%5%,还能降低排放中的氮氧化合物(NOx),改善发动机
14、的低速性能。因此,也就产生了中间冷却技术。柴油机中间冷却技术分两种类型,一种是利用柴油机的循环冷却水对中冷器进行冷却,另一种是利用散热器冷却,也就是用外界空气冷却。中冷器:中冷器:实际上是个安装在增压器进气后端进气道中的空气冷却器,它可将增压空气的温度冷却到50至60摄氏度,使进气效率大幅提升。增压、中冷柴油机的增压、中冷柴油机的进、排气系统进、排气系统示意图示意图柴油柴油机机的废气的废气涡轮增压器涡轮增压器图片图片维护保养提示:维护保养提示:按维护保养周期更换空气滤清器。运行时注意观察进排气系统有无气阻或漏气现象。增压器对润滑要求很高,其润滑管路单独配有机油滤清器的,要注意按维护保养周期更换
15、。对使用时间较长又有排烟较大功率不足的增压机组,有条件的话应该对增压器涡轮机侧及排气管道的积碳进行清除,以提升柴油机功率。三、三、同步交流发电机同步交流发电机1、同步交流发电机简介、同步交流发电机简介 同步发电机一般由自动电压调节器(AVR),励磁发电机,旋转整流器,主发电机几个部分组成。同步发电机的构造原理图如下所示。通常三相同步发电机的定子是电枢,转子是磁极,当转子的励磁绕组通入直流电流后既建立恒定的磁场,转子转动时,定子导体由于与此磁场相对运动而感应交流电势,此电势频率为 F=PN/60(HZ)当电机的磁极对数(P)、转速(N)一定时,发电机的交流电势的频率(F)是一定的。2、正弦交流电
16、动势的产生、正弦交流电动势的产生 发发 电电 机机 的的 原原 理图理图发 电 机 的 原 理a)发电机工作原理 b)交流电动势波型3.同步交流发电机的构造同步交流发电机的构造 同步交流发电机通常由定子、转子、端盖、机壳及其他辅助装置组成。见后图。(1)定子:同步交流发电机固定不动的部分称为定子。定子可以是电枢,也可以是磁极。电枢通常由电枢铁心(或定子铁心)和电枢绕组等组成。(2)电枢铁心:电枢铁心用导磁良好且彼此绝缘的薄钢板叠压而成,既构成发电机的部分磁路,又可以减小铁心的涡流损耗。(3)电枢绕组:由高强度漆包线绕制而成,构成完整的单相或三相电枢绕组,用以产生交流电动势,给负载输出电能。(4
17、)转子:发电机的旋转部分称为转子。转子可以是发电机磁极,也可以是发电机的电枢。一般同步发电机将主同步交流发电机的一对磁极、无刷励磁发电机的电枢、风扇、硅整流器等部分机件全部固定在转轴上。同步交流发电机的构造1 后端盖 2 集电还 3 后框架 4 励磁机磁场绕组 5 定子组件6 轴承 7 励磁机电机绕组 8 整流器 9 转子组件 10 风扇(5)附件:a风扇叶片。b硅整流器。无刷励磁发电机的转轴上安装有硅整流器,把相关的交流电变成直流电,为励磁绕组提供励磁功率。c集电环。励磁绕组的两断分别固定在两个集电环上。集电环外沿与电刷为滑动接触,电刷分别接直流励磁电源的正负极。因此,尽管发电机的转子不停地
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- 柴油 发电 机组 原理 使用 维护
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