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温度对柴油发电机组的影响与措施

2020-12-20梁占海

中国金属通报 2020年4期
关键词:环境温度柴油发电机

梁占海,吉 俐

(航天工程大学士官学校,北京 102249)

温度是影响机电设备正常工作的一个重要因素,其主要包括环境温度(低温)和设备工作时所产生的高温。所有的机电设备都有一个正常工作的温度范围,国标GB/T2819—95中描述,柴油发电机组最佳工作环境为:绝对大气压100KPa、环境温度25℃、空气相对湿度50%。在这一环境中它的工况为最佳,如果明显低于或高于这一范围,都会影响其输出功率,甚至导致不能正常工作或损坏。对于柴油机组而言,高温和低温是影响它正常工作的重要因素;因为柴油发电机组主要由柴油机和发电机组成,下面针对温度对柴油机和发电机的影响、产生原因及预防措施进行粗浅分析[1]。

1 高温对柴油机的影响、产生原因及应对措施

1.1 影响

柴油机的正常工作温度为80℃~95℃,当温度明显高于95℃以上时为高温,此时发动机功率下降,同时会导致发电机功率下降从而影响供电质量。其次,机油粘度降低,加速机件的磨损,严重时会导致发动机“开锅”、烧瓦、拉缸等故障。

柴油机组还有一常见故障,因为它在工作时是固定不动的,相比汽车它的散热效果较差,所以它在长时间工作时,经常处于一种温度较高而又不至于“开锅”的状态,此时,操作人员又往往会忽视这一问题,它除导致功率下降外,还经常会引起呲缸垫,导致机组不能工作而维修。

1.2 产生原因

(1)由于保养不及时造成的:比如缺少防冻液、润滑油、散热器过脏、风扇皮带过松或防冻液、润滑油老化。(2)机件原因:节温器、散热风扇、水泵等出现机械故障。(3)发动机负载过高或供油系统油压过低、雾化不良、燃烧不充分。

(4)操作人员的原因:发动机工作不良或有安全隐患时未能及时排除,或违反规定操作。

1.3 应对措施

(1)启动之前应检查机油、防冻液的数量和质量,如不符合要求应补充或更换;同时,应检查发动机各部件的连接情况,电路接触是否牢固可靠、有无断路现象;油路有无堵塞渗漏,传动皮带有无老化、松动、打滑现象。

(2)严格按照规定及时保养,保养的过程也是检查的过程,发现隐患应及时排除,使装备始终处于良好状态;平时加强操作人员的专业理论学习和思想、职责等方面的教育,提高业务能力。

(3)如发现机件出现故障应及时更换,负载过高及时调整。

(4)针对机组因散热问题经常出现的温度偏高,如果是室外移动机组,有条件的可用两台循环使用,或选择功率大一等级的;无条件的可减少部分负载的方法。如果是室内固定机组,可采用修建散热水池的方法取代散热器和风扇;在机房建一循环冷却水池,池内放防冻液,进水口加过滤系统,通过外循环给发动机散热;其优点是:散热效果好,减小机组的体积,降低噪音,提高输出功率。此方法适用于野外无市电、工期长、大功率用电的情况或船用[2]。

2 高温对发电机的影响、产生原因及应对措施

2.1 影响

不同型号和功用的发电机对温度的要求不尽相同,军标GJB235A—97中规定,发电机轴承的工作温度不高于80℃~90℃之间,绝缘材料的极限温度在90℃~180℃之间(极限温度180℃的为特殊发电机)。也就是说发电机在工作时,其温度相对越低效率就会越高,经验法判断发电机的温度一般以不烫手为准(安全起见可用温度测试仪)大约在50℃以下,如果接近于绝缘材料的极限值或高于这一温度,则为发电机温度过高。

发电机的温度过高,会影响其输出功率、缩短使用寿命,严重时会导致绕组相间或匝间短路损坏电机[3]。

2.2 产生原因及应对措施

(1)负载过大、启动过于频繁。

措施:应及时调整。

(2)三相不平衡或缺相,可能人为接错相序或绕组绝缘体老化。

措施:应及时检查调整,如果绕组整体绝缘老化必须重绕大修。

(3)轴承磨损,导致转子、定子轴扫膛。

措施:应更换新轴承,并检查绕组绝缘情况,如受损需重绕大修[3]。

(4)输出电压高于额定电压的10%或低于5%也会引起高温。

措施:①调整变压器的开关档位至正常范围。②柴油机转速过高或过低,应调整至正常范围。③发电机的定子、励磁绕组有短路或接地故障,电刷接触不良,应检查排除、打磨调整。

(5)环境温度过高或发电机的散热性能降低。

措施:应采取措施保持室内通风,检查散热风扇是否有损坏或打滑现象、散热水道有无堵塞现象,如发现应及时排除。

3 低温对柴油发电机组的影响、产生原因及应对措施

3.1 影响

低温的影响主要指环境温度,我国的东北和西北冬季气温大多在-20℃以下,极端气温可达-30℃~40℃,所以对机组的使用是有很大影响的。

发电机在低温环境下工作,理论上会降低输出功率,但在工作中它本身就产生热量需要降温,所以当发电机工作至正常温度时,对低温的影响是可以忽略的。

低温对机组影响最大的是柴油机的启动,以及启动后不能及时达到最佳工况,导致功率下降。

3.2 产生原因

(1)润滑油粘度增大,增加了机体内各部件的运动阻力。

(2)蓄电池的电量减少,导致没有足够的电量启动发动机;因为蓄电池的最佳工作温度是在10℃~20℃之间,当环境温度低于-20℃时,其额定输出不到50%,所以蓄电池的电量会明显降低。

(3)柴油的粘度和密度增大;据测定,当温度从30℃降到-10℃时,柴油的粘度提高约80%,密度增大8%。从而导致其流动性变差,雾化不良,严重时会导致柴油凝结、结蜡而无法启动。

3.3 应对措施

(1)选用低温性能较好的润滑油和低温专用蓄电池。

(2)选用防冻液的冰点应低于环境温度5℃以上。

(3)提高机房的环境温度,在野外应对机组特别是蓄电池进行保温。

(4)严格按照启动的正确程序操作,低温启动时,首先应进行预热(主要包括燃油加热器预热、火焰预热和电阻丝预热),每次启动不超过10s,连续启动3次失败后应暂停2min~3min,若仍不能启动应进行检查。如遇到极寒天气,可进行盘车、使用低温启动液和人工加热等方法。(注意:人工加热时应杜绝用明火加热油底壳的方法,容易损坏橡胶和塑料管件或引发火灾。安全的方法是,将防冻液放掉,在放的同时向水箱内加温水,当流出的也是温水时再加温度较高的水,可加到80℃~90℃的水,发动机停机后,应及时将水放掉防止结冰;使用低温启动液时不能和进气火焰预热同时使用,有可能引起爆炸)。

4 结语

本文主要针对温度对柴油发电机组的影响及产生原因进行分析,并提出了应对措施;但影响柴油发电机组正常工作的因素还有很多,比如操作人员的专业水平、设备本身的老旧程度以及其他环境因素,如风、沙、雨、雪、雷电等,这些对于维保、管理、使用人员都是需要了解和学习的。以上是本人在工作中总结的一些肤浅经验,肯定有不足之处,请批评指正。

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