一起回望柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展史 現(xiàn)代柴油機(jī)是在德國(guó)機(jī)械工程師狄塞爾發(fā)明的柴油機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，1892年，德國(guó)機(jī)械工程師狄塞爾取得了柴油發(fā)電機(jī)壓縮點(diǎn)火的 。他的做法是以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比來(lái)提高熱效率，利用壓縮氣體的高溫來(lái)點(diǎn)燃進(jìn)入汽缸的燃料，這樣做的好處是不但省去了點(diǎn)火裝置和汽化器，而且可以使用比柴油價(jià)格更低的柴油做燃料。 狄塞爾經(jīng)過(guò)了5年的實(shí)驗(yàn)，在1897年制成了 臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的壓縮點(diǎn)火柴油發(fā)電機(jī)，即壓燃式柴油機(jī)。與以前的柴油發(fā)電機(jī)相比，它延長(zhǎng)了汽缸內(nèi)氣體的壓縮過(guò)程，大大提高了壓縮終了時(shí)氣體的壓力和溫度，實(shí)現(xiàn)了不用點(diǎn)火系統(tǒng)而使柴油自動(dòng)點(diǎn)火燃燒的功能。狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能將35％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動(dòng)力而當(dāng)時(shí)有效的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也只能將28％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動(dòng)力，這是柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)第二次革命性的突破。但是，當(dāng)時(shí)狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在著很多的缺點(diǎn)，比如重量重、噪聲大、冒黑煙，排出的大量廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境影響很大，而且噴油泵還不完善，從而嚴(yán)重限制和影響了柴油機(jī)的衄?？梢哉f(shuō)，狄塞爾先生生前只看到發(fā)動(dòng)機(jī)的成功的開(kāi)端，卻沒(méi)有看到柴油機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，沒(méi)有看到柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用。 據(jù)資料記載，柴油機(jī)技術(shù)在1914年以前發(fā)展比緩慢，在 次世界期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要柴油發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始大量生產(chǎn)，用于軍事目的。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)電的發(fā)展史真正得到廣泛應(yīng)用是在1950年左右。早期的柴油機(jī)都是四沖程的，1899年德國(guó)工程師雨果．古爾德納制造出了二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，他把當(dāng)時(shí)采用相同缸徑的四沖程柴油機(jī)的功率提高了60％~80％。二沖程柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但其燃油和潤(rùn)滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差，而且很難制造出功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，所以至今實(shí)際使用的功率比較大的柴油機(jī)都是四沖程的。 世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)是1831年由英國(guó)的物理學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)明的。當(dāng)時(shí)法拉第在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁鐵在線圈中移動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生電流，即今天我們大家所熟知的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后不久，便利用電磁感應(yīng)原理發(fā)明了世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)，即法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)。這臺(tái)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)不同，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的不是線圈，而是一個(gè)用紫銅做的圓盤(pán)。圓心處固定一個(gè)搖柄，圓盤(pán)的邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線把電刷與電流表連接起來(lái)；紫銅圓盤(pán)放置在馬蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中。當(dāng)法拉第轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄使紫銅圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)起來(lái)的時(shí)候，電流表的指針偏向一邊，這說(shuō)明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)。當(dāng)年法拉第曾在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上表演他的發(fā)電機(jī)。當(dāng)時(shí)，有一位貴夫人問(wèn)法拉第：“這玩藝兒有什么用呢？”法拉第非常有禮貌地回答道：“夫人，新生的嬰兒又有什么用處呢？”這一絕妙的回答受到大家的交口稱(chēng)贊。 當(dāng)拉第發(fā)明的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)雖然非常簡(jiǎn)單，它產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光，但是，這是世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)，是它首先向人類(lèi)揭開(kāi)了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。后來(lái)，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上將馬蹄形 磁鐵改為能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)的電磁鐵，用多股導(dǎo)線繞制的線框代替紫銅圓盤(pán)，對(duì)電刷也進(jìn)行了改進(jìn)，終于制成了功率的可供實(shí)用的發(fā)電機(jī)。目前，即使功率為IGW、10GW的特大型發(fā)電機(jī)，也是根據(jù)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的基本原理一電磁感應(yīng)原理制成的。 1866年，德國(guó)的電工學(xué)家、實(shí)業(yè)家恩斯脫．韋爾納·馮·西門(mén)子在法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上研制出自激勵(lì)式發(fā)電機(jī)，1870年，比利時(shí)的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)。在經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)之后，電機(jī)技術(shù)已經(jīng)走向成熟，1877年真正實(shí)用的發(fā)電機(jī)開(kāi)始進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段。 100多年過(guò)去了，正是這簡(jiǎn)陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)人類(lèi)帶入了電氣時(shí)代，為人類(lèi)利用電能做出了重大貢獻(xiàn)。 21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時(shí)代，特別是電腦技術(shù)等高科技成果在柴發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用，使柴油發(fā)電機(jī)組有了更廣闊的發(fā)展前景。以柴油機(jī)為動(dòng)力用的柴油發(fā)電機(jī)組己經(jīng)是通信等企業(yè)必不可少的重要設(shè)備。

康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的耗量特性 在滿(mǎn)足電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷平衡的前提下，柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分配指的是通過(guò)有計(jì)劃的安排各個(gè)柴油發(fā)電機(jī)組的出力，使得整體的柴油的消耗油量變得小，讓成本達(dá)到少，進(jìn)而整個(gè)發(fā)電廠的效率與收益。柴油發(fā)電機(jī)組一般是通過(guò)在氣缸中燃燒柴油，然后借助轉(zhuǎn)化的爆炸動(dòng)力來(lái)推動(dòng)柴油機(jī)的運(yùn)作，柴油發(fā)電機(jī)再帶動(dòng)與其相關(guān)聯(lián)的發(fā)電機(jī)發(fā)電，完成整個(gè)電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)的做功的數(shù)量很大程度上取決于燃油消耗的數(shù)量，而柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣量又規(guī)定了柴油發(fā)電機(jī)組出力的大小，由于負(fù)荷時(shí)刻在波動(dòng)，為了保證康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在任何時(shí)刻達(dá)到經(jīng)濟(jì)工況，必須對(duì)康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力特性進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬。即確定康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性。 柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的功率，與柴油發(fā)電機(jī)組消耗的柴油等的關(guān)系形成柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性曲線。而柴油發(fā)電機(jī)組的這一曲線是電力柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分配問(wèn)題的基本參數(shù)，終結(jié)果與耗油量特性曲線的正確率有密切的關(guān)系。因此在負(fù)荷優(yōu)化分配中，通過(guò)分析計(jì)算得到柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性是必不可少的步驟。 研究柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性的參數(shù)，必須先對(duì)火力電柴油發(fā)電機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行了解，單元柴油發(fā)電機(jī)組的燃油的使用量B與發(fā)電機(jī)有功功率P之間的關(guān)系比較復(fù)雜，主要取決于柴油發(fā)電機(jī)組本身的特點(diǎn)，同時(shí)還受到所處環(huán)境溫度，水介質(zhì)溫度，大氣壓等因素影響?？得魉共裼桶l(fā)電機(jī)組由于其自身特點(diǎn)，其啟動(dòng)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，由此有時(shí)連續(xù)優(yōu)化過(guò)程中需要考慮柴油發(fā)電機(jī)組的啟停成本；柴油發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷狀態(tài)下，為了保證鍋爐燃油的穩(wěn)定燃燒需要進(jìn)行投油穩(wěn)燃。如果綜合考慮這些成本，會(huì)使得柴油發(fā)電機(jī)組的燃油耗油量B與出力P之間的關(guān)系和規(guī)律變得難以分析。限于篇幅，本文只討論康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在穩(wěn)定負(fù)荷下的耗油量特性關(guān)系，即不考慮柴油發(fā)電機(jī)組的啟停成本，但是對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組的出力范圍進(jìn)行考慮，可有效避免柴油發(fā)電機(jī)組在低出力工況下運(yùn)行。這些簡(jiǎn)化并不影響結(jié)論的正確性。 此時(shí)，單元柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性可以表示為： B=F（P） 式中B為燃油消耗油量，即每小時(shí)燃油的標(biāo)準(zhǔn)柴油耗油量（單位：t/h）；P為發(fā)電機(jī)有功功率（單位：MW）。