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關于柴油發電機組節能與環保總述
標準GB/T2820.1一1997《往復式內燃機驅動的交流發電機組》第1部分標準9排放中規定:“當發電機組運行時,會產生包括噪聲、廣西貴港振動、廣西貴港熱輻射、廣西貴港廢氣和電磁干擾等排放物。任何有關保護環境和人員與的適用法規由制造廠和用戶商定產品性能要求時考慮。”環保機組定義:將同時考慮到噪聲、廣西貴港振動、廣西貴港熱輻射,廢氣和電磁干擾等排放物對環境因素有影響的機組稱為環保機組。
國標對環保機組要求:振動小、廣西貴港噪聲低、廣西貴港電磁輻射低、廣西貴港熱輻射小、廣西貴港排放污染輕。
另外 標準GB/2819一1995《移動電站通用技術條件》(Mobileelectricpowerplant,Specificationfor)對環境污染做了一定的限定。其中第4.9條污染環境的限值中有相應的規定。
1)振動
電站應根據需要設置減震裝置;電站運行時振動的單振幅應不大于0.3mm或0.5mm;使用增壓柴油機、廣西貴港單缸和兩缸柴油機、廣西貴港單缸汽油機的電站,其振幅值應符合產品技術條件的規定。
2)噪聲
電站的噪聲允許值應符合噪聲允許值中的規定,增壓柴油機組電站和低噪聲電站的允許值按產品技術條件的規定執行。
3)無線電干擾
對有抑制無線電干擾要求的電站,應有抑制無線電干擾的措施,其干擾值不大于有關標準中的規定值。頻率為0.15~3000MHz;端子干擾電壓為3000μv~400μv;干擾場強為100~50μV/m。
4)有害物質濃度
有相應要求時,電站排出的有害物質允許濃度按產品技術條件的規定。
5)煙度
有相應要求時,電站的排氣煙度按產品技術條件的規定。
煙度要求:因柴油發電機排氣量較汽油機排氣量要大,而且排煙問題較嚴重。下面針對機組原動機為柴油發電機的電源車輛來討論。排煙是由于不完全燃燒所得到的懸浮在柴油發電機排氣中可見的白色、廣西貴港藍色、廣西貴港黑色顆粒物。白色通常由水蒸氣或液體燃料蒸汽凝聚而成:藍色通常是因燃料或機油不完全燃燒所得到的微粒:黑色主要由炭粒組成,其顆粒尺寸常小于1μm。這些排出的顆粒物能夠吸收、廣西貴港反射和折射光線。
煙度是表征柴油發電機排氣中顆粒物濃度的參量。煙度是指容量排氣所透過的濾紙的染黑度。
我國對不同排氣量的柴油發電機排氣煙度允許值為4.5~4.0波許單位。通常規定白色濾紙的吸光率為0波許單位,全黑濾紙的吸光率為10波許單位,0~10均勻分度。
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柴油發電機組主要由哪幾部分組成?
一、廣西貴港本地柴油機系統
柴油發電機是將柴油的化學能轉化機械能,再由機械能轉化為電能的機械設備,其發電原理是通過其他輔助動力帶動柴油發電機曲軸轉動,使活塞在密閉氣缸的頂部作上下往返運動。當活塞由上向下運動時,氣缸進氣門打開,室外空氣由空濾裝置過濾后進入氣缸,完成進氣行程。當活塞由下向上運動,氣缸進排氣門關閉,在活塞上行的擠壓下,氣體體積因迅速被壓縮,導致氣缸內的溫度迅速上升,完成壓縮行程。當活塞達到頂端時,經過油濾裝置過濾后的燃油經高壓噴油嘴霧化噴射,與高溫高壓的空氣混合劇烈燃燒,此時氣體體積迅速膨脹,推動活塞向下做功。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量,從而帶動曲軸旋轉,完成做功行程。做功行程完成之后,活塞由下向上移動,氣缸排氣門打開排氣,完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉半圈,經過若干個工作循環后,柴油機組在飛輪的慣性下逐漸加速旋轉工作。
二、廣西貴港本地同步交發電機系統
上述過程中進行的是化學能與機械能的轉化,那么機械能又是如何轉變為電能的呢?結構上,同步交流發電機與柴油發電機曲軸同軸安裝,利用柴油發電機的旋轉帶動發電機的轉子旋轉,由于發電機的磁極鐵芯存在剩磁,所以電樞線圈在磁場中切割磁力線,由電磁感應原理可知,發電機就會輸出感應電動勢,經閉合的負載回路就能產生電流。
三、廣西貴港本地發電機勵磁系統
眾所周知,同步發電機需要直流電流勵磁。供給同步發電機勵磁電流的電源及其附屬設備統稱為勵磁系統,一般由勵磁功率單元和勵磁調節器兩個部分組成。勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流,而勵磁調節器則根據輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出。
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柴油發電機組的耗量特性
在滿足電力網絡負荷平衡的前提下,柴油發電機組 負荷分配指的是通過有計劃的安排各個柴油發電機組的出力,使得整體的柴油的消耗油量變得小,讓成本達到少,進而整個發電廠的效率與收益。柴油發電機組一般是通過在氣缸中燃燒柴油,然后借助轉化的爆炸動力來推動柴油機的運作,柴油發電機再帶動與其相關聯的發電機發電,完成整個電力生產環節。因為柴油發電機的做功的數量很大程度上取決于燃油消耗的數量,而柴油發電機的進氣量又規定了柴油發電機組出力的大小,由于負荷時刻在波動,為了保證康明斯柴油發電機組在任何時刻達到經濟工況,必須對康明斯柴油發電機組的動力特性進行準確的模擬。即確定康明斯柴油發電機組的耗油量特性。
柴油發電機組發出的功率,與柴油發電機組消耗的柴油等的關系形成柴油發電機組的耗油量特性曲線。而柴油發電機組的這一曲線是電力柴油發電機組 負荷分配問題的基本參數,終結果與耗油量特性曲線的正確率有密切的關系。因此在負荷優化分配中,通過分析計算得到柴油發電機組的耗油量特性是必不可少的步驟。
研究柴油發電機組的耗油量特性的參數,必須先對火力電柴油發電機組的參數進行了解,單元柴油發電機組的燃油的使用量B與發電機有功功率P之間的關系比較復雜,主要取決于柴油發電機組本身的特點,同時還受到所處環境溫度,水介質溫度,大氣壓等因素影響。康明斯柴油發電機組由于其自身特點,其啟動過程耗時較長,由此有時連續優化過程中需要考慮柴油發電機組的啟停成本;柴油發電機組在低負荷狀態下,為了保證鍋爐燃油的穩定燃燒需要進行投油穩燃。如果綜合考慮這些成本,會使得柴油發電機組的燃油耗油量B與出力P之間的關系和規律變得難以分析。限于篇幅,本文只討論康明斯柴油發電機組在穩定負荷下的耗油量特性關系,即不考慮柴油發電機組的啟停成本,但是對于柴油發電機組的出力范圍進行考慮,可有效避免柴油發電機組在低出力工況下運行。這些簡化并不影響結論的正確性。
此時,單元柴油發電機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,即每小時燃油的標準柴油耗油量(單位:t/h);P為發電機有功功率(單位:MW)。
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