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柴油发电机的环流产生的静态分析
以模块化并联控制系统为例,发电机组的并联调试一般先把并联机组空载并联时的环流调平衡、内蒙古呼和浩特同城足够小且稳定运行,再通过负荷分配器把有功功率调平衡,其中关键是解决空载并联时的环流问题。以两台机组并联为例,空载并联常出现的问题:
(1)环流过大,远远超过并联机组额定电流的10%;
(2)并联后,环流随运行时间逐渐变大,直至逆功率报警;
(3)环流不稳定,随机性忽大忽小。
由以上分析可知:
(1)将两台机组并联,首先要将两台机组的空载电压、内蒙古呼和浩特同城调压特性调整到完全相同,这是保证两台机组无功功率完全平均分配的前提条件,也是后续调整两台机组功率平均分配的基础。当上述两项调整平衡后,才能保证并联运行的两台机组输出端电压在任意负荷下都相等,同时保证功率平均分配,才能保证环流为0(理想状态)。表明:环流产生的根本原因是两台机组空载电压不是完全相等或调压特性有差异,造成输出端电压不相等而产生了环流。
(2)两台机组的空载电压、内蒙古呼和浩特同城调压特性都相等,而两台机组的输出电流不相等,也就是两台机组的功率分配不均匀,也会造成U1和U2不相等,而产生环流。
(3)影响无功功率分配的因素还有很多,像自动电压调节器特性、内蒙古呼和浩特同城用均压线环节的稳定作用等,在此不再分析。
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全新发电机组或设备大修后使用中的几点错误做法
柴油发电机组在使用过程中发动机的故障较多。 为此， 笔者走访和调查了一些柴油发电机组修理厂和一些拥有大量柴油发电机组的施工单位。根据调查结果发现，在使用中发动机产生的故障主要是由于发动机的使用维护不当所造成的。 由于一些机手技术素质不高或思想不够重视，在使用柴油发电机组时，不能严格执行有关规定和操作规程， 甚至还采用一些错误的做法进行操作和维护，造成了发动机磨损加剧，功率下降油耗上升，从而导致发动机过早产生故障。现将调查结果及个人的一些建议归纳总结如下。
1 新发动机或大修后的发动机不进行磨合
新设备或发动机大修后，更换了气缸套、内蒙古呼和浩特当地活塞、内蒙古呼和浩特当地活塞环和轴瓦等零件，而没有经过充分的磨合，立即进行重负荷作业，会造成零件的早期磨损，有的还会出现拉缸、内蒙古呼和浩特当地烧瓦现象。 例如有一台TY220推土机上装用的是NT855柴油机，大修后没有按要求进行磨合就直接重负荷作业，结果工作不到20 h就出现了烧瓦现象。
2 发动机冷启动后就立即高速运转
发动机冷启动后，由于发动机处于冷态，机油粘度高，油道阻力也大，机油泵的转速较低，供油量较小，使得机油进入摩擦副的时间滞后，发动机的各部分还没有得到充分润滑， 会造成发动机的齿轮及轴承由于润滑不良而损坏， 同时也加剧了气缸及轴瓦的磨损。
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3 柴油机突然熄火
当装有增压器的柴油机在高速运转时突然熄火，机油泵立即停止转动，增压器内的机油也停止流动，如果此时排气歧管的温度很高，其热量会被吸收到增压器壳体上，将停留在那里的机油熬成积碳。当这种积碳越积越多时就会阻塞进油口， 导致轴套缺油，加速转轴与轴套之间的磨损，甚至产生“咬死”的严重后果。 因此，柴油机停转前一定要先卸荷，使其空转，待发动机温度下降后再熄火。
4 使用劣质柴油
使用不合格的柴油。 由于劣质柴油的十六烷值不符合标准，造成发动机燃烧状况不良，积碳多，发动机活塞环烧结引起拉缸。 同时劣质的柴油也加速了喷油泵柱塞、内蒙古呼和浩特当地出油阀及喷油器的磨损。
只有正确的操作和保养才能减少柴油发电机气缸套的异常磨损
柴油发电机气缸套磨损的形式多样而复杂，主要有：磨粒磨损、内蒙古呼和浩特粘着磨损、内蒙古呼和浩特腐蚀磨损、内蒙古呼和浩特表面疲劳磨损和穴蚀等，通常是几种磨损形式同时存在，互相影响，相互作用，从而加剧了气缸套的磨损。柴油发电机气缸套异常磨损与操作、内蒙古呼和浩特保养方法有很大关系，只有保持正确的操作和保养方法，才能有效减少和柴油发电机气缸套的异常磨损，延长使用寿命和大修间隔期，降低使用成本，提高企业的经济效益。
气缸套异常磨损的原因分析：气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损，一般分3个阶段，即：初始磨合期、内蒙古呼和浩特稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低，一般为0.01～0.08mm/1000h；异常磨损率则达到10～15mm/1000h。根据维修经验分析，在灰尘多的环境下工作的柴油发电机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关：
1.操作不正确造成的气缸套异常磨损分为以下几类：
超速超负荷作业：柴油发电机超速运转时，活塞运动速度加快，缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高，当缸套表面温度升高至200℃左右时，缸套表面润滑油膜遭到破坏，摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样，超负荷作业时，进油量增多，燃烧室内空气充量相对较为不足，造成燃料燃烧不完全，导致排气温度高，缸套表面温度随之上升，润滑油膜被烧蚀、内蒙古呼和浩特破坏，使摩擦面间润滑不良，产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀，使缸套表面积炭增多，产生了磨粒磨损；同时润滑油的高温扩散性差，易产生高温腐蚀。因此，长期超速超负荷作业，缸套异常磨损特别严重。
频繁变换工况：当发电机在变换工况下运行时，如启动、内蒙古呼和浩特停机、内蒙古呼和浩特变负荷等，缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化，容易使缸套磨损。
为以下几类：
（1）“三滤”未清洁或失效而没能及时更换：烟尘主要含有石英砂等，柴油发电机在含尘量较多的环境中作业时，灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气弗列加滤清器、内蒙古呼和浩特燃油弗列加滤清器和机油弗列加滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时，灰尘就较易进入发电机，这些尘埃进入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨损。有试验表明，当磨粒直径在30m左右时，所造成的磨粒磨损为剧烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在弗列加滤清器过滤效果良好的情况下，弗列加滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒，因此经常清洁弗列加滤清器和及时更换失效的弗列加滤清器，对减少磨粒磨损有很大作用。
（2）冷却水温度太低或太高：冷却水温度过低，则因燃烧生成的二氧化碳、内蒙古呼和浩特硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、内蒙古呼和浩特硫酸和亚硫酸，对缸壁造成严重的酸腐蚀；同时温度低，燃料不能完全燃烧，一部分成为废气排出，一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油，导致摩擦面间润滑不良，磨损加剧。冷却水温度太高，则使润滑油养化严重。有试验表明，温度每增加10℃，氧化速度将增加一倍，因此，缸套壁温度过高，润滑油膜氧化速度进行得很快，此时润滑油粘度降低，油膜容易破坏，加剧磨损，根据对许多柴油机的试验表明，冷却水温度在75～80℃为宜，此时磨损量较低；另外，润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损，使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有：发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少，水泵风扇皮带太松致风扇风力不足；冷却水道堵塞水流不畅，水箱冷却片污物多致散热差；冷却水道渗入高温气体；润滑油变质缸套积碳散热差、内蒙古呼和浩特磨损严重等，均会造成水温偏高。
（3）燃烧室内积炭多：柴油发电机运转一段时间后，就会在活塞顶、内蒙古呼和浩特进排气门、内蒙古呼和浩特气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭，若没有及时清理，这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒，使摩擦面产生磨粒磨损；同时因积炭造成表面散热差，导致磨擦面间表面温度升高，降低润滑油的润滑性能，也同样加剧了气缸套的磨损。
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