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从4个方面来分析并比较发电机的风冷和水冷系统
柴油发电机过冷或者过热(即发电机冷却能力过强或者过弱)都会对其动力性,经济性,工作可靠性带来不利的影响。因此设计良好的冷却系统,能够保证发电机始终处于适宜的温度下工作,以获得较高的发电机经济性能,动力性能,工作可靠性指标等。冷却系统的功用就是使发电机在各种工况下都保持在适当的温度范围内,冷却系统既要防止发电机过热,又要防止冬季发电机过冷,在冷态下的发电机启动之后,冷却系统还要保证发电机迅速升温,尽快达到正常的工作温度。
冷却系统,顾名思义,其主要作用就是对柴油发电机进行冷却,保证柴油发电机在一定的温度范围内可靠的工作,根据冷却介质的不同,分为风冷系统和水冷系统两种。下面康明斯发电机公司结合风冷系统和水冷系统的系统构造、江苏南通当地振动噪声、江苏南通当地冷却效果、江苏南通当地低温性能、江苏南通当地使用寿命,进行分析比较。
1.系统构造:水冷柴油发电机的气缸套分为干式气缸套(不直接与水接触)和湿式气缸套(直接与水接触),活塞在缸套内往复运动时,将热量传给缸套,缸套又将热量传递给冷却液来实施冷却,需要有水泵、江苏南通当地水管、江苏南通当地节温器等专用零部件,构造复杂;风冷柴油发电机则省去许多部件和环节,结构相对简单,但风冷系统对材料的耐热,耐磨,膨胀系数要求更高,制造起来技术工艺要求也比水冷要高。
2.振动噪声:水冷系统由于在缸套外侧配备水套,噪音经过水后变小,从而大大降低了发电机内部噪音,相对来说水冷柴油发电机的噪声更小、江苏南通当地震动较小,拥有更高的压缩比,爆发力更强,功率更高,风冷系统需要风扇高速运转来进行抽风与排风,风燥比较大,震动较为明显。
3.冷却效果:水冷系统的缸体和缸盖刚度好,冷却强度高,发电机内部和外部冷却均匀,冷却水路设计自由度大,工作可靠,循环性好,降温迅速,不容易过热,不受环境影响;风冷系统的冷却介质为空气,空气的比热容大约为水的比热容的1/4左右,空气的传热系数大概为水的传热系数的1/20—1/30左右,空气的降温效果不如水明显,尤其在夏季使用中,水冷系统的优势更为明显。
4.低温性能:风冷系统启动方便、江苏南通当地运行经济,启动后气缸的温度上升较快,在短时间内即可进入大负荷工作状态,没有冻裂和过热沸腾的危险,其低温性能优良;水冷系统启动后,温升比较缓慢,而且冷却液更换不及时容易冻坏发电机,需要定期检查冷却液的质量,低温环境下风冷系统的优势更大。使用寿命风冷系统中于气缸壁温度高,升温速度快,酸性腐蚀和磨损在很大程度上降低了,柴油发电机在露点以下的工作时间也大大缩短了,因而风冷系统机件腐蚀、江苏南通当地锈蚀程度小,而且缸体、江苏南通当地缸盖、江苏南通当地散热器、江苏南通当地冷却部件上也不会像水冷系统一样存有水垢;水冷系统时间久了,冷却管道容易受到腐蚀和损坏,相关部件容易老化、江苏南通当地开裂,水箱容易产生水垢反而影响冷却效果,风冷系统使用寿命更长。
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柴油机故障分析判断原则
柴油机出现故障时,操作人员应仔细、江苏南通同城及时地分析故障的特征,判断其产生的原因,一般按如下原则进行:
1)判断故障要有整体性,排除故障要有性。进行故障检修作业是一项系统工程,要把柴油机看成一个整体(一个系统),而不能当做一组组件。一个系统、江苏南通同城机构或零部件有故障,必然要涉及其他系统、江苏南通同城机构或零部件。因此,对于各个系统、江苏南通同城机构或零部件的故障不能 孤立地对待,而必须考虑对其他系统的影响及本身所受到的影响,从而以整体观念来分析故障原因,并进行的检查排除。
故障发生的整个情况,应向操作者了解,并作出必要的检查和分析。柴油机分析故障的一般程序为:了解故障现象→了解柴油机的使用状况→了解维修史→现场观察→故障分析与排除。
2)查找故障应尽可能减少拆卸。拆卸只能作为在经过缜密分析后采取的 手段。在决定采取这一步骤时,一定要以结构和机构原理等知识作为指导,并建立在科学分析的基础上。在有把握恢复正常状态和确信不会因此引起不良后果的情况下才能进行。否则不仅会拖长排除故障的时间,而且可能是发动机遭到不应有的损坏或产生新的故障。
3)切忌存侥幸心理和盲目蛮干。当柴油机突然发生故障或一般已判定出故障的原因,而且故障将影响柴油机正常工作时,应及时停机检查。当判断是较大故障或柴油机突然自行停机时,应及时地拆检和修理。
对不能立即查明原因的故障,可以先将柴油机低速空载运转,再观察分析找出原因,以避免发生更大的事故。
当遇到较严重的、江苏南通同城可能造成破坏性损坏的故障征兆时,切忌存侥幸心理,盲目蛮干。在没有查找到故障原因并予以排除时,不能轻易地起动发动机,否则会进一步扩大故障损坏程度,甚至造成重大事故。
4)注重调查、江苏南通同城研究、江苏南通同城和合理分析。应将每次出现的故障特别是大的故障原因排除方法,记录在柴油机的运行簿上,供下次检修参考。
调查、江苏南通同城研究和了解柴油机的使用管理和维修方面的过程和现状,主要看该机常出些什么故障、江苏南通同城发生在什么部位;检修中更换了哪些机件;检验和装配的间隙数据等。对现状的了解,主要是在柴油机在故障出现前后观察到哪些现象,已经采取过哪些措施、江苏南通同城效果如何等。通过对这些问题的了解,把思路引导到产生故障可能性大的方向上去,便于作出正确的分析和判断。
5)遵循“从简到繁、江苏南通同城由表及里、江苏南通同城按系分段、江苏南通同城推理检查”的原则,“从简到繁、江苏南通同城由表及里”的含义比较明确,要求查找判断故障时不要将故障看得很复杂,分析排除故障与一般的工作方法一样,总是从简到繁、江苏南通同城由近及远、江苏南通同城由表及里地进行。“按系分段、江苏南通同城推理检查”则要求有层次、江苏南通同城符合机理地去分析判断故障。例如柴油机排气冒黑烟的故障,主要与两个系统有关,一是进、江苏南通同城排气系统,二是燃油系统。进、江苏南通同城排气系统是供气不足,还是泄露太多?燃油系统是油量过多,还是雾化质量、江苏南通同城喷油压力和喷油时间方面的原因。然后按系统逐一检查,检查一项排除一个疑点,逐步缩小故障范围, 找出故障的真正原因。
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交流发电机和发电机组额定值的定义
交流发电机上的kVA额定值主要受绕组绝缘系统的热能力控制
交流发电机的额定值定义了其向连接负载提供电力的能力。额定值以kVA为单位,并且是在发电机组应用中交流发电机选型的起点。虽然在选型和选择过程中还必须考虑其他因素,但本文讨论的主题包括额定值和占空比的定义、江苏南通行业中使用的术语以及这如何为协助GOEM为其发电机组选择合适的交流发电机提供信息。
交流发电机额定值
交流发电机的kVA额定值主要取决于绕组绝缘系统的热容量和所需的预期使用寿命。对于给定的使用寿命,绝缘等级越高,交流发电机运行时的热量越高。
下表列出了用于对绝缘系统的性能进行分类的字母和相应的标称工作温度。
现代绕组绝缘的行业标准是低压系统为H级(<1kV),中压和高压系统为F级(>1kV)。
然而,应该注意的是,分配给绝缘系统等级的字母不一定与交流发电机额定的温升等级相同。如果交流发电机上的kVA额定值导致运行温度低于绝缘系统的标称容量,则运行寿命会延长。相反,如果kVA额定值导致高于绝缘系统标称能力的工作温度,则工作寿命会缩短。
这两种情况都是可接受的运行条件,但是在为特定应用选择交流发电机时,必须考虑交流发电机绕组的预期寿命。
示例:备用电源与主电源应用
在典型的备用电源应用(例如医院)中,每年的运行时间很可能少于200小时。在安装的整个生命周期内,例如15年,这相当于总共多3000小时运行时间。鉴于运行时间相对较低,交流发电机可以在更高的温度下运行,因此额定值相对较高。
出于这个原因,客户将在备用应用的交流发电机上达到kVA额定值峰值。
然而,在连续运行的应用中,例如嵌入式发电方案,运行时间可能高达每年8000小时。这相当于在同样的15年期间运行超过120000小时。在这种情况下,绕组的温度必须使用相对较低的kVA额定值来降低。
因此,客户的交流发电机将达到F级甚至B级kVA额定值。
热损伤曲线说明绝缘寿命随工作温度的变化,并与其他工具结合使用,以便在为特定发电应用的交流发电机指定额定值时做出选型和选择决定。
发电机组额定值
发电机组额定值原理引入了备用和主电源应用的概念。在ISO8528-1的指导下,发电机组额定值的定义按应用分为四个类别。
■ 应急备用电源,(ESP额定值)
■ 限时主电源,(LTP额定值)
■ 主要额定功率,(PRP额定值)
■ 连续运行功率,(COP额定值)
每个定义都规定了以下标准:
■ 负载类型
其中包括可变负载,即负载循环的幅度和持续时间不同,另外还有恒定负载,即负载保持恒定水平,但负载循环的持续时间可能会有所不同。
■ 每年运行小时数
将平均负载水平与发电机组的指定额定值进行比较,并表示为额定kVA的百分比。发电机组必须能够在规定的小时数中在平均负载水平运行。
■ 过载要求
过载能力表示可在指定的持续时间内高于指定kVA额定值的百分比。
交流发电机额定值的术语和定义因行业而异,与发电机组使用的术语和定义不一致。交流发电机的定义以国际标准ISO 8528-3、江苏南通IEC 60034-1和一些全国标准(如NEMA MG 1-32(北美))为指导,这些标准本身引入了进一步的变化。
下表总结了根据ISO 8528-1对发电机组的定义以及ISO 8528-3和IEC 60034-1对交流发电机的定义。尽管存在差异,但该表显示了如何匹配交流发电机与发电机组的额定值和运行负荷。
需要注意的是,与标准相比,GOEM可能决定提供更高水平的性能,例如更高的平均负载或更长的运行时间。
在将交流发电机与发电机组额定值和应用相匹配时,需要考虑到这一点。