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國內(nèi)首套柴油發(fā)電機余熱海水淡化示范系統(tǒng)成功出水
近日,由廣州中國科學院先進技術(shù)研究所和南方海上風電聯(lián)合開發(fā)有限公司在珠海桂山島聯(lián)合共建的柴油發(fā)電機組缸套冷卻水廢熱驅(qū)動的海水淡化示范系統(tǒng)成功調(diào)試出水,水質(zhì)達到 飲用水衛(wèi)生標準。該套海水淡化裝置額定日產(chǎn)淡水60噸,為模塊化緊湊設(shè)計。其應(yīng)用對解決海島淡水資源短缺問題具有重大意義。
目前的海水淡化技術(shù)有熱法和膜法兩種,兩種方法各有優(yōu)缺點,但都需要消耗大量的能源,屬于高耗能產(chǎn)業(yè)。為此, 廣州中國科學院先進技術(shù)研究所開展技術(shù)創(chuàng)新,通過回收柴油發(fā)電機組缸套冷卻水廢熱,并采用低溫多效蒸餾技術(shù)進行淡化海水,大幅降低海水淡化的能耗。該海水淡化示范系統(tǒng)與一臺1000kW的柴油發(fā)電機配套,額定產(chǎn)水量為60噸/天,對于發(fā)電機組實際發(fā)電負荷變化系統(tǒng)具有自適應(yīng)功能,可在30%~負荷范圍內(nèi)平穩(wěn)運行,滿足150-300人的每日消耗淡水的需求。該項目得到了廣東省科技重大科技專項經(jīng)費支持,具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán),已獲得多項授權(quán)發(fā)明 。
此外,該新技術(shù)有廣泛的應(yīng)用前景,可利用包括柴油機發(fā)電機組排出的廢熱、工業(yè)生產(chǎn)過程排出的余熱在內(nèi)的各類低品位熱能作為熱源;特別適用于余熱資源豐富但淡水資源緊缺的地區(qū)及企業(yè),如海島(具有柴油發(fā)電機)、化工、火電、鋼鐵等行業(yè)以及大中型遠洋船舶,同時也適用于內(nèi)陸工業(yè)生產(chǎn)過程廢熱中水純化。
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柴油發(fā)電機組的調(diào)解方式有電噴和電子調(diào)速
電噴技術(shù)即內(nèi)燃機燃料系統(tǒng)的電子噴射供給技術(shù),為了嚴格控制發(fā)電機尾氣對環(huán)境的嚴重污染,要求汽車用汽油發(fā)動機必須實施電噴技術(shù),對非電噴汽車采取了非準入的措施。
柴油機由于燃料供給系統(tǒng)的特殊性,即燃料在供給氣缸時是采取高壓(10~120MPa)噴射的方式,技術(shù)上改變原有的供油方式與汽油機相比具有較大的難度。實際上,柴油機的污染有時比汽油機更嚴重,特別是排煙、碳氧化合物等。
柴油發(fā)電機組要求柴油機只有具有運行速度穩(wěn)定、動態(tài)性能好,才能輸出高品質(zhì)的電能,同時具有轉(zhuǎn)速調(diào)整的自動化,才能真正實現(xiàn)備(主)用電源的自動化、智能化。因此柴油發(fā)電機組配套的柴油機近年來已有一部分實現(xiàn)了電子調(diào)速,但對環(huán)境污染的控制措施無所作為.
柴油發(fā)電機組用柴油機是車輛、船舶及工程機械用柴油機的變型產(chǎn)品,因而電控技術(shù)的發(fā)展必然受到主要產(chǎn)品的影響。進入20世紀后期,由于柴油車廢氣污染物排放法規(guī)和汽油車一樣日趨嚴格,同時改善柴油機經(jīng)濟性的要求也進一步提高,因此在汽油機電控技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上,一些發(fā)達 開始對柴油機電控技術(shù)——電子噴射進行了開發(fā)和研究,并初步投入使用。電子噴射技術(shù)與電子調(diào)速技術(shù)既有相同點(即控制柴油機的噴油量),又具有根本的區(qū)別,即電子噴射還具有用電信號控制噴油時刻、噴射壓力,完全取消了燃油系統(tǒng)中的機械結(jié)構(gòu)。
電噴柴油發(fā)電機組,改變了原有發(fā)電機組控制的范疇,是柴油發(fā)電機向綠色機組邁進的開端,因為在現(xiàn)代社會發(fā)展的今天,人們已經(jīng)重視環(huán)境對社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的影響,已經(jīng)非常重視交通工具,特別是汽油發(fā)動機汽車的污染控制,強調(diào)電子噴射控制發(fā)動機的必要性,因而采取了強制普及。相信在不遠的將來,柴油機電噴技術(shù)的普及也為日不遠,電噴柴油發(fā)電機組的普遍應(yīng)用也將引起廣泛的重視。
綜上所述,未來柴油發(fā)電機組的發(fā)展趨勢已經(jīng)逐漸向電噴式發(fā)電機進化,特別是機械調(diào)速式的發(fā)電機組將會逐漸淡出市場,轉(zhuǎn)而改用電子調(diào)速及電噴式發(fā)電機組。
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分析柴油機的工作原理及使用:柴油發(fā)電機柴油機的基本工作原理就是將高壓柴油噴入燃燒室中燃燒,釋放出熱能,再將熱能轉(zhuǎn)變成機械能做功。要想掌握柴油機的工作原理,首先必須了解上止點、下止點、活塞行程、配氣相位、燃燒室容積、汽缸工作容積、壓縮比、進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程等概念。
①上止點:指活塞離曲軸中心遠的位置或離汽缸蓋近的位置。
②下止點:指活塞離曲軸中心近的位置。
③活塞行程;指活塞在上、下兩個止點間的距離。從目前使用的柴油發(fā)電機柴油機情況看,135系列柴油機中活塞行程有140mm和150mm兩種,兩者之間有的配件相同,有的則不同,選購配件時應(yīng)注意。
④配氣相位:柴油發(fā)電機組柴油機的進氣門和排氣門開始開啟和關(guān)閉的時刻用曲軸轉(zhuǎn)角表示時稱為配氣相位。
⑤燃燒室容積;指上止點以上的空間。
動到下止點時所對應(yīng)的汽缸的容積。
⑦壓縮比汽缸總?cè)莘e(即燃燒室容積與汽缸工作客積之和)與燃燒室容積之比,稱為壓縮比。
⑧進氣行程:其目的是保證汽缸內(nèi)充滿足夠的新鮮空氣?;钊逻\動時,進氣門打開,周圍環(huán)境中的空氣被吸入汽缸,直到活塞到達下止點時,進氣門才關(guān)閉。
⑨壓縮行程;活塞由下止點向上止點運動的過程中,進氣門經(jīng)下止點后延續(xù)了一定角度后關(guān)閉(主要目的是多吸入新鮮空氣)。此時,排氣門仍然關(guān)閉,汽缸處于密封狀態(tài)。由于活塞的向上運動,汽缸內(nèi)的空氣被壓縮,壓縮終點的壓力達3~4Wa,溫度可達500℃一750℃。注意,柴油噴入燃燒室內(nèi)開始燃燒的時刻是在上止點前一定角度而不是正好在上止點。
⑩做功行程;當活塞運行到上止點前一定角度時,噴油器開始向撒饒室內(nèi)噴入高壓霧化柴油,柴油與高溫高壓空氣混合后,很快著火燃燒并釋放出大量的熱能。
這時,汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度急速上升。在高壓氣體的推動下,活塞向下止點運動并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)輸出動力。做功行程實際上是柴油機將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的過程。
排氣行程:在這個行程里,汽缸內(nèi)的廢氣全部排出并再次吸入新鮮空氣,便進行下一個工作循環(huán)。
實際上活塞在做功行程下止點前就打開了排氣門,越過下止點后活塞上行,此時排氣門已完全打開,進氣門仍然關(guān)閉著,這時汽缸內(nèi)的廢氣壓力高于大氣的壓力而沖出排氣門。為了使汽缸內(nèi)的廢氣排干凈,排氣門在活塞過了上止點后才關(guān)閉。
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錯誤操作容易損壞柴油發(fā)電機組
在使用柴油發(fā)電機組時,許多用戶對機組操作流程不熟悉,會出現(xiàn)一些誤操作現(xiàn)象,這樣很容易對發(fā)電機組造成損害。
常見的柴油發(fā)電機組錯誤的操作方法有以下幾種:
1.冷啟動后未暖機就帶負荷運轉(zhuǎn)
柴油機冷機啟動時,由于機油黏度大、流動性差,是機油泵供油不足,機器摩擦面因缺油潤滑不良,造成急劇磨損,甚至發(fā)生拉缸、燒瓦等故障。因此,燃氣發(fā)電機組冷卻啟動后應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)升溫,待機油溫度達到40℃以上時再帶負荷運轉(zhuǎn);機器起步應(yīng)掛低速擋,并循序在每一擋位行駛一段里程,直到油溫正常、供油充分后,方可正常運行。
2.柴油機在機油不足時運轉(zhuǎn)
因機油供給不足而造成各摩擦副表面供油不足,導(dǎo)致異常磨損或燒傷。因此,機器起步前和柴油機運轉(zhuǎn)過程中要保證機油充足,防止由于缺油而引起拉缸、燒瓦故障。
3,帶負荷急停機或突然卸除負荷后立刻停機
柴油發(fā)電機組熄火后冷卻系水的循環(huán)停止,散熱能力急劇降低,受熱件失去冷卻,易造成氣缸蓋、氣缸套、氣缸體等機件過熱,產(chǎn)生裂紋,或使活塞過度膨脹卡死在缸套內(nèi)。另一方面,柴油發(fā)電機組停機時未經(jīng)怠速降溫,會使摩擦面含油不足,當柴油機再次啟動時會因潤滑不良而加劇磨損。因此,燃氣機熄火前應(yīng)卸除負荷,并逐漸降低轉(zhuǎn)速、空載運轉(zhuǎn)幾分鐘。
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柴油發(fā)電機組額定參數(shù)的介紹
我們?nèi)粘I钪?很多設(shè)備都會有應(yīng)急電源,比如商場的應(yīng)急電源,關(guān)于備用設(shè)備,跟柴油發(fā)電機組的使用是離不開的,在柴油發(fā)電機組選購的過程中,掌握柴油發(fā)電機組額定參數(shù)尤其重要。下面就來了解一下柴油發(fā)電機組的額定參數(shù):
(1)額定功率(pe):指柴油發(fā)電機組在額定運行情況時所能輸出的 有功功率,單位為千瓦(kW)或兆瓦(MW)。
(2)額定功率因數(shù)(cosφ):指電機額定運行時的功率因數(shù)。
(3)額定電壓(Ue):指柴油發(fā)電機組在正常運行時的線電壓,單位為伏(V)或千伏(kv)。
(4)額定電流(Ie):指柴油發(fā)電機組在額定狀態(tài)運行時的線電流,單位為安
(A)或千安(kA)。
(5)額定轉(zhuǎn)速(nc):柴油發(fā)電機組為了維持交流電的頻率為50Hz時所需要的轉(zhuǎn)速,單位為轉(zhuǎn)/分(r/min)。
(6)額定效率(ηe):指柴油發(fā)電機組在額定狀態(tài)運行時的效率。
(7)額定頻率(fe):中國規(guī)定額定頻率為50Hz。
(8)額定溫升:運行中柴油發(fā)電機組定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組允許比環(huán)境溫度升高的度數(shù)。中國規(guī)定環(huán)境溫度以40℃計算。
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