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國內(nèi)首套云南文山柴油發(fā)電機(jī)余熱海水淡化示范系統(tǒng)成功出水
近日,由廣州中國科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所和南方海上風(fēng)電聯(lián)合開發(fā)有限公司在珠海桂山島聯(lián)合共建的云南文山柴油發(fā)電機(jī)組缸套冷卻水廢熱驅(qū)動(dòng)的海水淡化示范系統(tǒng)成功調(diào)試出水,水質(zhì)達(dá)到 飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。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(jì)。其應(yīng)用對(duì)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(diǎn),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(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所開展技術(shù)創(chuàng)新,通過回收云南文山柴油發(fā)電機(jī)組缸套冷卻水廢熱,并采用低溫多效蒸餾技術(shù)進(jìn)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(tái)1000kW的云南文山柴油發(fā)電機(jī)配套,額定產(chǎn)水量為60噸/天,對(duì)于發(fā)電機(jī)組實(shí)際發(fā)電負(fù)荷變化系統(tǒng)具有自適應(yīng)功能,可在30%~負(fù)荷范圍內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行,滿足150-300人的每日消耗淡水的需求。該項(xiàng)目得到了廣東省科技重大科技專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持,具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),已獲得多項(xiàng)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(jī)發(fā)電機(jī)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(具有云南文山柴油發(fā)電機(jī))、化工、火電、鋼鐵等行業(yè)以及大中型遠(yuǎn)洋船舶,同時(shí)也適用于內(nèi)陸工業(yè)生產(chǎn)過程廢熱中水純化。






影響高壓發(fā)電機(jī)選擇接地方式的因素
高電壓發(fā)電機(jī)組的接地保護(hù)接地是為保證電工設(shè)備正常工作和人身而采取的一種用電措施,通過金屬導(dǎo)線與接地裝置連接來實(shí)現(xiàn),常用的有保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。接地裝置將電工設(shè)備和其他生產(chǎn)設(shè)備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下,從而避免人身觸電和可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等事故。
高壓發(fā)電機(jī)不可缺少的是高壓發(fā)電機(jī)接地保護(hù),確保使用,影響選擇接地方式的因素有:
1) 供電可靠性;
2)人身設(shè)備;
3) 過電壓因素;
4) 繼電保護(hù);
5)高壓發(fā)電機(jī)的投資。在機(jī)組系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí),由于電容電流超前電壓90°,當(dāng)故障點(diǎn)的電容電流在第個(gè)半波過零熄弧時(shí),加在故障點(diǎn)上的電壓正好為峰值,若電容電流過大,空氣游離嚴(yán)重,極易把故障點(diǎn)重新?lián)舸?。這種重燃有時(shí)不可避免。但多次重燃將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓振蕩,發(fā)生間歇性弧光過電壓。這種過電壓時(shí)間長、幅值高、能量大、缺乏有效手段加以防護(hù)。避雷器在這種過電壓的長時(shí)間作用下,會(huì)加速老化,甚至損壞。因此,首先應(yīng)采取措施避免這種過電壓的發(fā)生。發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的原動(dòng)力,在運(yùn)行中必須具備對(duì)突發(fā)性故障的應(yīng)變能力,發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式與此有密切的關(guān)系。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式有:①中性點(diǎn)直接接地②中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地③中性點(diǎn)不接地④中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地⑤中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中,發(fā)生單相接地是常見的故障,故障點(diǎn)出現(xiàn)電弧接地時(shí)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大定子繞組絕緣損害甚至導(dǎo)致鐵芯灼傷燒結(jié),如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并快速切除,故障將發(fā)展成為相間或匝間短路?;谏鲜鲈?,國際廣泛采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)高阻接地,以限制接地電流,防止各種過電壓的危害,取得了良好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式于20世紀(jì)90年代開始應(yīng)用于我國配電網(wǎng)系統(tǒng)中,目前已廣泛地應(yīng)用于我國城市供電系統(tǒng)、電廠、地鐵、冶金及石化等系統(tǒng)。
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發(fā)電機(jī)電控系統(tǒng)部件詳細(xì)介紹
噴油器
燃油共軌系統(tǒng)采用的是電控噴油器,它是根據(jù)電子控制單元的指令在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑦m量的燃油噴射到燃燒室中。電控高壓噴油器主要由噴油器體、噴油器控制電磁閥、噴油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、噴油器電磁閥接線柱等部分組成。
電控噴油器的工作原理、工作過程如下。
①未噴油狀態(tài)。高壓油軌內(nèi)的燃油進(jìn)入噴油器,但電磁閥沒通電,TWV閥關(guān)閉,控制室壓力等于油軌壓力,噴嘴關(guān)閉。
②噴油過程。ECU控制電磁閥通電,TWV閥打開,控制室壓力得到釋放,使控制活塞上移,噴嘴打開噴射燃油。
③噴油結(jié)束。電磁閥斷電,TWV閥關(guān)閉,控制室壓力與油軌壓力同步,噴嘴關(guān)閉,噴油結(jié)束。
電子控制單元
電子控制單元是整個(gè)柴油機(jī)電控系統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)與控制中心”,它是電控系統(tǒng)的“大腦”整個(gè)電控系統(tǒng)的核心。它承擔(dān)整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)采集與處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算與分析、控制策略的實(shí)現(xiàn)、控制指令的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的通信與交換等功能。
ECU通過各種傳感器和開關(guān),采集到發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)信息,進(jìn)行分析計(jì)算并按此狀態(tài)下預(yù)先標(biāo)定好的 參數(shù),控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量、噴油時(shí)間及噴油壓力,從而調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),達(dá)到省油、、低排放的目的。
傳感器
傳感器是一種轉(zhuǎn)換器,作用是進(jìn)行信號(hào)變換。柴油機(jī)電控系統(tǒng)中常用的傳感器有溫度、壓力、轉(zhuǎn)速傳感器等。
電控共軌系統(tǒng)中的傳感器一般有加速踏板位置傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器等。
①加速踏板位置傳感器。加速踏板位置傳感器分為電位器式(早期使用)和霍爾式兩種,常稱為“電子油門”,其作用是通過檢測(cè)加速踏板的位置了解駕駛員的愿望,進(jìn)而了解發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀況。位置傳感器把發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),負(fù)荷越高,電壓越大,然后把此信息ECU由其進(jìn)行相關(guān)比較和計(jì)算后,發(fā)出指令控制相關(guān)的執(zhí)行器(如增加噴油量)。
加速踏板信號(hào)是雙路信號(hào),信號(hào)1的電壓值約為信號(hào)2電壓值的2倍。
②曲軸轉(zhuǎn)速傳感器。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器(Ne傳感器)可以確定活塞上止點(diǎn)位置,同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器安裝在飛輪殼體上。
傳感器信號(hào)產(chǎn)生的原理是:飛輪360°范圍內(nèi)按6°間隔打58個(gè)孔!剩下2孔未打,形成聞隙,作為判斷活塞上止點(diǎn)的依據(jù)。傳感器中的磁通跟隨著通過的孔與間隙而變化,產(chǎn)生正弦交流電壓,其波幅隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。設(shè)定間隙到傳感器位置的角度,可確定一缸上止點(diǎn)。結(jié)合凸輪軸傳感器正時(shí)凸輪,確定一缸點(diǎn)火上止點(diǎn)。
③凸輪軸位置傳感器。凸輪軸位置傳感器安裝在高壓油泵總成上,通過測(cè)量高壓油泵凸輪軸轉(zhuǎn)速和位置,來確定柴油機(jī)噴油正時(shí)時(shí)聞(凸輪軸轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2)。
④進(jìn)氣壓力傳感器。進(jìn)氣壓力傳感器的安裝位置:進(jìn)氣壓力傳感器為半導(dǎo)體壓敏電阻式壓力傳感器,其作用是把進(jìn)氣壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),然后發(fā)送給ECU,由ECU計(jì)算進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的空氣量,用來控制噴油量(空燃比)。
⑤軌壓傳感器。軌壓傳感器安裝在共軌管的一端,用于實(shí)時(shí)測(cè)量共軌管中的燃油壓力,測(cè)量范圍為0~200MPa。其原理是把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),再將信號(hào)放大后輸送到ECU,由ECU對(duì)壓力控制閥(PCV)實(shí)施反饋控制,通過增減油泵供油量來調(diào)節(jié)油壓,使油壓穩(wěn)定在目標(biāo)值。
⑥冷卻液溫度傳感器。冷卻液溫度傳感器安裝在節(jié)溫器體上,是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻傳感器,使用范圍為-40~130℃。該傳感器主要用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的溫度,把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),從而進(jìn)一步控制燃油噴射量。
進(jìn)氣溫度傳感器。進(jìn)氣溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,安裝于進(jìn)氣歧管上,主要用于測(cè)量進(jìn)氣管中的進(jìn)氣溫度,從而進(jìn)一步控制燃油噴射量。
執(zhí)行器
①主繼電器控制。電裝共軌系統(tǒng)的主繼電器控制電路。當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)到“ON”位置后,ECU端子中KEY/SW端子得電,M_REL端子就輸出低電平,導(dǎo)致主繼電器動(dòng)作,+BP端子就輸入24V電壓供給整個(gè)ECU工作;當(dāng)電源關(guān)斷或掉電時(shí),M_REL端子由軟件控制,并不馬上變?yōu)楦唠娖?,而是維持一段時(shí)間,使得ECU有足夠時(shí)間保存數(shù)據(jù)。只有當(dāng)延遲時(shí)間結(jié)束后,M_REL端子才由低電平轉(zhuǎn)變成高電平,從而切斷ECU的工作電源。
②PCV繼電器控制。壓力控制閥用于控制從供給泵到共軌管內(nèi)的燃油量,電裝共軌系統(tǒng)的PCV繼電器控制電路:當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打到“ON”位置時(shí),PCV繼電器動(dòng)作,向PCV1和PCV2供電,當(dāng)ECU發(fā)出PCV驅(qū)動(dòng)指令后,三級(jí)管導(dǎo)通,PCV開始工作。
③燃油計(jì)量閥。燃油計(jì)量閥安裝在高壓油泵的進(jìn)油位置,ECU通過控制其通電時(shí)間來調(diào)整油泵的燃油供給量,從而控制共軌中的燃油壓力值。
燃油計(jì)量單元在斷電狀態(tài)下,靠彈簧作用力,閥處于全開位置當(dāng)通電后電磁閥作用,克服彈簧力,將閥關(guān)閉。在柴油機(jī)啟動(dòng)或柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),根據(jù)ECU的指令來執(zhí)行電磁閥的動(dòng)作,保證高壓軌內(nèi)壓力穩(wěn)定在規(guī)定要求。
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