柴油发电机组使用维护手册

杭州幸福机电集团有限公司杭州幸福机电集团有限公司培训资料柴油发电机组幸福HAPPYBOSS2目录1、柴油发电机组的简介-------------------------------------------------------32、柴油机的基本工作原理-----------------------------------------------------53、交流发电机工作原理--------------------------------------------------------64．柴油机的结构与组成--------------------------------------------------------75、发电机组的功率与修正----------------------------------------------------106、发电机组的安装与存放----------------------------------------------------1031、柴油发电机组简介柴油发电机组属自备电源，交流供电设备的一种类型，是一种中小型独立的发电设备。机动灵活，投资少，随时可以启动供电。广泛应用于邮电通讯、建筑工程、宾馆大厦、野外作业、国防工程、工矿企业、楼宇消防、油田等作为主用或应急备用电源。按类可分为普通型、自动化型和低噪音型等并可根据用户要求设计增加其他可实现功能，满足所有过程中的各种需求。柴油发电机组适用于无市电的场所或有市电但是对供电可靠性要求高，不允许停电或要求几秒钟内能迅速供电的场合。如通讯、国防工程、消防应急电源等，主要要求：随时能开动，及时供电，运行安全可靠，保证电压和频率满足使用要求。发电机组与ATS配套使用可实现市电停电后发电机组自启动、自动转换至备用电源供电，市电恢复后自动转换至主用电源供电、发电机组自动停机进入备用状态等功能。发电机组与UPS联合使用可实现长时间不间断供电。1.1柴油发电机组的基本工作原理简而言之，就是柴油机驱动发电机运转，输出电力。在柴油机气缸内，喷油嘴喷射出的高压雾化柴油与空气充分混合后的混合气体，在活塞上行的挤压下，体积急速压缩，温度迅速升高，达到柴油的燃点。混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各气缸内的混合气体按一定顺序依次作功，作用在活塞上的直线推力经过连杆机构变成了推动曲轴旋转的扭力，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子旋转。发电机利用‘电磁感应’原理，产生感应电动势，经闭合的负载回路就能输出电流。这是发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和控制回路。41.2柴油发电机组的基本组成a．柴油机（发动机、引擎）含散热器（水箱）b．发电机（电球）c．控制系统d．断路器e．钢质底架（底座）f．其它附属配件1.2.1柴油机——是发电机组的原动机，是机组的动力源。是以柴油为燃料的内燃机，是将柴油的化学能转化为机械能的设备。1.2.2发电机——是利用电磁感应原理，将（柴油机输出的）机械能转化为电能，并通过断路器（电力开关）对外输出的设备。1.2.3控制系统——是实现机组的启动、停止和保证发电机组正常、稳定、可靠工作同时具有操作、控制、检测、保护功能装置。1.2.4断路器——是低压开关器件，通常用于交流电压500V以下的电路中。正常运行时，作为接通和断开电路用；在电路运行不正常时，用来对电路进行过载、短路和欠压保护。在柴油发电机组中，低压断路器被作为低压三相交流电源的输出开关。1.2.5钢质底架——将柴油机、发电机、控制系统等设备组装成一体。通常采用优质型材焊接制作而成。（槽钢或钢板折弯）1.2.6其它附属配件（在用户处安装机组时使用）：消声器——是柴油机排烟系统的重要组成部分，同时降低柴油机排烟所产生的噪音。一般可降低9~15dB(A)波纹管——是排烟系统中的软连接部分，其作用有：a．排烟道——要求其材质必须具有一定的强度和耐热性（800℃）抗氧化腐蚀b．隔震作用——减少柴油机工作中产生的震动对排演系统的不良影响。要求其材质必须具有一定的柔软性5c．热膨胀补偿——由于柴油机的排烟温度高达500~600℃，金属材料制作的排烟系统因发生热膨胀而“扩张”，必须能够为其提供足够的“伸展”空间。要求其材质必须具有一定的弹性。法兰、密封垫片（石棉垫片）、安装螺栓（含螺母、平垫、弹簧垫）蓄电池——为柴油机的启动系统和控制系统提供直流电源（24V／12V），蓄电池的容量以Ah（安时）为单位。电池连接线——连接电池—电池，电池与启动马达正极，电池与启动马达负极（或接地）2、柴油机基本工作原理2．1柴油机是热机，是内燃机。内燃机包括柴油机、汽油机、天然气机、燃气轮机（透平机）。外燃机，如蒸汽轮机。2．2在机气缸内，喷油嘴喷射出的高压雾化柴油与空气充分混合后的混合气体，在活塞上行的挤压下，体积急速压缩，温度迅速升高，达到柴油的燃点。混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各气缸内的混合气体按一定顺序依次作功，作用在活塞上的直线推力经过连杆机构变成了推动曲轴旋转的扭力，从而带动曲轴旋转。2．3在热力过程中，只有“工质”膨胀过程才具有作功能力，而我们要求发动机连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，柴油机要经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，重新恢复到初始状态，使柴油机连续不断地产生机械功。上述四个热力过程称为一个工作循环。柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机；活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴油机，称为二冲程柴油机。2．4四冲程柴油机的工作循环：2．4．1进气冲程——目的是吸入新鲜空气。进气门打开，排气门关闭，活塞下行，气缸内部压力低于大气压约68~93kPa，在大气压力的作用下新鲜空气经过进气门被吸入气缸。活塞达到下6止点时，进气门关闭，进气冲程结束。2．4．2压缩冲程——目的是提高气缸内空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。进气冲程结束后，进排气门都处于关闭状态，活塞上行，汽缸内的气体被急速压缩，温度迅速上升，当活塞上行接近上止点时，气缸内空气压力达3000~5000kPa，温度达500~700℃，远超过柴油的自燃温度。2．4．3膨胀（作功）冲程——目的将气缸内燃气燃烧获得的压力势能转化为机械能对外作功。活塞上行接近终了时，喷油器适时、适量喷射高压雾化的柴油，并与压缩空气充分混合成可燃混合气体，并立即自燃（爆燃）。此时气缸内压力迅速上到约6000~9000kPa，温度高达1800~2200℃。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并通过连杆机构推动曲轴旋转而作功。随着气体膨胀活塞下行，其压力逐渐降低，直到排气门打开。2．4．4排气冲程——目的是清除气缸内的废气作功结束后，气缸内的燃气已经燃烧结束成为废气，其温度下降到800~900℃，压力下降到294~392kPa。此时排气门打开，进气门仍处于关闭状态，活塞上行，在气缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出气缸。当活塞上行到上止点时，排气过程结束。排气过程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个工作循环，周而复始不断对外作功。3、交流发电机工作原理发电机是将机械能转化为交流电能的设备，它利用“电磁感应”原理，产生感应电动势，经闭合的负载回路就能输出电流。发电机的转子旋转时，在定子和转子之间的气隙里便产生一个旋转磁场——是发电机主磁场（又称为转子磁场）。当主磁场切割定子三相电枢绕组线圈时，电枢线圈就会产生三相感应电势，接通负载后，在电枢绕组中就会流过感应电流。如果将电枢绕组接成星形，并且接上三相对称负载后，在感应电动势的作用下，7电路中产生对称的三相电流，向负载输出交流电。发电机的主要组成机座、定子线圈、转子线圈、端盖、支点轴承、驱动片和连接法兰、风扇、防护罩、励磁装置、旋转二极管、调压器、接线端子等4、柴油机的组成结构柴油机的组成可分为两大机构、五大系统：两大机构是固定不动机构（如机体、气缸套、气缸盖等）和相对运动机构（如曲轴、连杆、活塞、气门、凸轮轴气门摇臂等），划分比较简单。五大系统的划分主要是以功能为依据，可分为燃油系统、润滑系统、冷却系统、配气系统、充电和启动系统。4.1燃油系统及燃油型号的选择4．1．1燃油系统：油水分离器、、输油泵、高压油泵、高压油管、喷油器、回油管等。4．1．2燃油：燃油的使用应符合GB252或EN590、ASTM-D0975-1D和2D的标准，并按工作地点的气温情况选择合适的牌号。以GB252为例，燃油指标：1）十六烷值452)闪点550C3)比重0.815~0.8554)含硫量0.05~0.15%5)水及杂质含量0.05%以GB252为例，按机组工作地点气温选择合适牌号的标准轻柴油序号环境最低气温℃轻柴油牌号140号24~-5-10号3-5~-14-20号4-14~-29-35号84.2润滑系统及润滑油的选型：4.2.1润滑系统：油底壳、过滤网、机油泵、调压阀、滤清器、冷却器、润滑油管、喷嘴、加油口、油位尺、呼吸器等4.2.2润滑油的作用：润滑作用、冷却作用、清洁作用、防锈、防腐蚀。4.2.3润滑油的选型:柴油发动机润滑油的选型以级别和粘度为依据4.2.3.1级别标准:API—美国石油协会标准/ACEA—欧洲石油协会标准：以API为例级别代码出具年份CA40年代CB1949年CC1951年CD1955年CE1983年CF-41990年CG-41995年CH-41999年CI-42002年4.2.3.2粘度标准:SAE——美国汽车工程协会标准正确的粘度可以保证:1.全流体动力的润滑2.减少耗油量3.低温情况下油品流动性能的最佳(特别在启动时)4.在启动时,蓄电池的负荷减至最低5.良好的燃料经济性9根据环境温度选择合适粘度的润滑油环境温度℃润滑油粘度SAE-15~40SAE15W-40-25~20SAE10W-30-30~20SAE5W-30最好使用厂家推荐的润滑油品牌和牌号.4.3冷却系统及冷却液的选型:4.3.1冷却系统：水泵、节温器、散热器、膨胀水箱、水管、放水阀、冷却风扇等4.3.2冷却液的作用：冷却带走发动机工作过程中产生的部分不可利用的热量，降低发动机温度，确保各部件能够持续稳定工作。4.3.3冷却液的选型防冻液：高沸点，高比热容，防冻，防锈、防垢、防腐。（推荐使用）软水与防锈剂的混合液：软水，PH值6~8的清洁水或软化处理并经过沉淀的水。普通水：容易产生水垢(CaMg离子)，堵塞水道、散热器，严重影响冷却效果。锈蚀机体、缸套、散热器。4.4配气系统:4.4.1配气系统:气门(进、排气门)、进排气管、摇臂组件、空气滤芯器、涡轮增压器等4.5充电和启动系统:4.5.1充电系统:充电发电机及控制回路;在柴油机运行期间给启动蓄电池充电.4.5.2启动系统:启动马达及控制回路;在柴油机需要启动时带动发动机转动至发动机工作后退出动作.105、发电机组的功率与修正：5．1发电机组在海拔1000m环境温度40℃以下运行时不需要进行功率修正；当发电机组在高于以上海拔和温度运行时，额定功率按下列系数修正。海拔＜3000m时↓4%/300m海拔＞3000m时↓6%/300m环境温度修正系数↓1.5%50C5.2相对湿度对功率无明显影响6、发电机组的安装与存放:6.1发电机组的安装:6.1.1总体布置(见图1)11A-A剖面图图1(b)用户可结合发电机组机房,参照上图进行布置.发电机组两侧及后端离墙距离应在1.5M以上,便于安装及维护.最后应把发电机组调成水平.6.2发电机房的总体布置:对发电机房的位置和大小的选择要科学的考虑,如发电机房不合适,发电机组的性能就不能充分发挥,同时对操作和维护带来困难.发电机房应按以下顺序设计:a.确定发电机房的位置,面积和高度b.确定基础c.确定冷却系统d.确定通风系统e.确定燃料系统f.确定排气系统6.3基