中国联通2010年通信电源与节能培训教材--油机(发电机组)系统及维护(1).ppt
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1、2010-7-6,1,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,中国联通2010年通信电源与节能培训班油机(发电机组)系统及维护专题中讯邮电咨询设计院有限公司电源与节能研究中心,2010-7-6,3,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,研讨的范围,发电机组的选用原则(YD/T 5040-2005),nnnn,固定使用
2、的发电设备宜选用柴油发电机组;对于单机容量超过1600kW的局(站),可采用燃气轮机发电机组;车载发电机组容量在800kW及以上的宜选用燃气轮机发电机组;容量小于10kW的机动发电机组可选用便携式汽油发电机组。,发电机组的作用,是担当长时间备用电源,负载,主用电源,市电,短时间备用电源 电池长时间备用电源 发电机,2010-7-6,4,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,研讨的范围发电机组的种类固定式发电机组固定式柴油发电机组固定式燃气轮机发电机组移动
3、式发电机组移动式柴油发电机组移动式燃气轮机发电机组移动式汽油发电机组,2010-7-6,5,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,研讨的范围,2010-7-6,6,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,内容提纲 一、固定式柴油发电机组 二、固定式燃气轮机发电机组 三、移动式发电机组 四、业界新视点,2010-7-6
4、,7,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组本章思考题,qqqqqqqqq,柴油发电机组的选用原则是什么?柴油发电机组的容量确定原则是什么?柴油发电机组负载谐波含量较大时,如何修正机组容量?柴油发电机组的消噪音措施有那些?油机房进出风口面积的经验尺寸如何确定?油机房进出风消音器的流阻损失允许值是多少?柴油发电机组排烟系统的流阻损失允许值是多少?柴油发电机组消噪音措施引起的功率损失的允许值是多少?柴油发电机组启动成功的主要条件有那些?
5、,2010-7-6,8,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组四冲程柴油机的工作过程,a)进气冲程,b)压缩冲程,c)工作冲程,d)排气冲程,2010-7-6,9,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,进气冲程缸内压力低于大气压0.0850.095MPa,排气冲程缸内压力高于大气压0.1050
6、.115MPa缸内温度850960K,压缩冲程缸内压力48MPa缸内温度600 700750 950K,工作冲程喷入雾化柴油喷油压力10 120MPa燃烧缸内压力615MPa缸内温度,1800 2200K,一、固定式柴油发电机组四冲程柴油机工作过程,2010-7-6,10,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油机的关键部件及作用气缸:功率较大的柴油机都采用多气缸结构,以达到平稳运行的效果。气缸垫:防止漏油、漏气活塞环:油环防止机
7、油窜入燃烧室;气环防止气缸漏气喷油嘴:向气缸内喷射柴油,2010-7-6,11,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油机的喷油系统发展简史,nnn,空气喷射:利用高压空气将燃料喷入气缸。需要空气压缩机、冷却器和水分离器等,装置复杂庞大,油耗多,后来逐渐被机械喷射所淘汰。机械喷射:约始于1910年。20年代,德国研制成功柱塞式喷油泵。这种泵能提高燃油压力,控制喷射正时和喷射油量准确。同一时期,又生产出精密的孔式和轴针式喷油器,促进
8、了高速柴油机的发展,奠定了现代喷油系统的基础。电子喷射:20世纪90年代发展起来。用电信号控制喷油时刻、喷油压力。,2010-7-6,12,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油机的机械(传统)喷油系统1油箱;2粗滤器;3输油泵;4回油阀;5柴油滤清器;6喷油泵;7高压油管;8喷油器;9回油管;,2010-7-6,13,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING
9、INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组共轨式燃油喷射系统(电喷),2,3,4,5,6,6,5,11-高压油泵 2-高压油管 3-分配单元 4-燃油管5-油轨 6-喷油器 7-蓄压器(电磁阀),7,7,2010-7-6,14,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油机的电喷技术电喷技术即柴油机燃料系统的电子喷射技术,用电信号控制喷油时刻、喷油压力。电喷技术的优点:,nnn,机组启
10、动时,冒黑烟程度明显减少;突加负载时爆燃噪声显著下降;同比功率提高3%,燃油消耗下降8%。,2010-7-6,15,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组通信行业使用的发电机无刷交流同步发电机电压等级:交流230V/400V额定频率:50Hz转速:1500r/min功率因数:0.8(滞后)励磁方式:无刷励磁永磁励磁,2010-7-6,16,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CON
11、SULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,定子,AVR励磁绕组,励磁电源绕组转子,发电绕组,一、固定式柴油发电机组励磁式发电机的原理负载增大时端电压,下降,通过增加励磁电流来稳定端电压。,内部短路时,为防止短路电流过大,应能快速灭磁。,2010-7-6,17,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组,2010-7-6,18,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY
12、DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,定子,转子,发电绕组,一、固定式柴油发电机组稀土永磁发电机的原理永磁体既是励磁源,又是磁路的一部分,,没有了励磁损耗,效率提高30%左右。接近于圆型磁场,波形畸变率降低2%。,永磁体,2010-7-6,19,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,对交流不间断电源设备(UPS),核定其需要发电机组保证的功率时应根据其输入电流谐波含量的大小确定,当
13、输入电流谐波含量在5%15%时,其需要的发电机组保证功率按UPS容量的1.52倍计算。,一、固定式柴油发电机组固定式柴油发电机组的容量确定原则,qqqqq,各种直流电源的浮充功率+蓄电池组的充电功率;交流供电的通信设备功率;保证空调功率;保证照明功率;其他必须保证设备的功率。,2010-7-6,20,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组负载中的谐波对柴油发电机组的容量的影响案例案例1:,nnnnn,某枢纽楼,2台500kW机组主备
14、使用,保证负荷260kw。表面看机组容量满足要求。开机5分钟后自动停机。查负载中的谐波含量达30%,导致机组带载能力降低。案例2:某枢纽楼负载谐波含量大,导致机组供电时调速器烧坏。,2010-7-6,21,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,与市电电网相比,柴油发电机组内阻大,宜受非线性负载影响,机组输出电压会异常升高。因此机组要降容使用。,qq,3次谐波导致中性线电流异常增大;5次谐波造成发电机异常发热。,一、固定式柴油发电机组非线性负载对柴油发电机
15、组的影响非线性负载向发电机组输入大量的高次谐波,消耗机组的功率,降低机组的有效输出。,2010-7-6,22,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组固定式柴油发电机组的安装进出风口:通畅,有足够的面积。进风口面积一般为机组散热器面积的1.8倍;出风口面积一般为机组散热器面积的1.5倍。降噪处理:达到环保的要求。设进风消音间和排风消音间,消音间的进深一般为1.52.0m。室内墙体装吸音材料。排气管装消音器。安装基础:承重,平稳,混凝土
16、浇注,留减震槽。低烟处理:沉降法,水喷淋法,化学喷淋法。机房位置:为避免噪音和震动,一般与通信机房分设。,2010-7-6,23,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组固定式柴油发电机组的降噪处理达到GB3096-1993城市区域环境噪声标准的要求城市5类环境噪声标准值(单位:dB),2010-7-6,24,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUT
17、E,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组,2010-7-6,25,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组固定式柴油发电机组的降噪处理YD 5167-2008通信用柴油发电机组消噪音工程设计暂行规定要点,nnn,机组因消噪音而引起的功率损失不得超过机组额定功率的5%。排气管90度弯头不宜多于两个。当排气管路长,弯头多时,应加大排气管截面。进、排风口的有效面积采用流阻损失法计算。进风、排风消音器的总流
18、阻损失在风速不大于8m/s时应小于10mm H2O(约100Pa);排烟总的消声器流阻损失应小于300mm H2O(约3000Pa)。,2010-7-6,26,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组进排风口的有效面积计算,p=0.5v2/g(流阻损失计算公式),(1),p 流阻损失值(mm H2O)(P1进风流阻,P2排风流阻)。,vg,通风气体密度(kg/m3)气体流速(m/s)(气体进风流速V1、排风流速V2)。通风消音器的流阻
19、系数重力加速度(kg/s2)(取9.8),v=V/S(经过通风消音器的气体流速计算公式)(2),vVS,气体流速(m/s)气体流量(m3/s)有效流通面积(m2),P1 进风+P2 排风P,10mm H2O,(3),由公式(3)和公式(1)倒推出进、排风风速,根据公式(2)推算出进、排风口净有效面积S,决定预留进、排风口面积。,2010-7-6,27,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组常用器件的流阻系数直通管式进风消音器(120
20、0mm长):取0.50.55;,“之”形进风消音器:,取0.50.6;,矩阵型排风消音器(2600mm长):取1.05;,排烟标准90弯头:,取0.5;,2010-7-6,28,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组某厂家机组通风排气参数举例,2010-7-6,29,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights rese
21、rved.,一、固定式柴油发电机组,排气管背压的计算,qqq,波纹避震节等同于同管径的直管;工业型消声器等同于同管径的直管;弯头折算成直管当量长度;,LQ2D5,P管=6.32,1T+273,式中:L 为直管当量总长度(m)Q 为排气流量(m3/s)D 为排气管直径(m)T 为排气温度()排气管背压计算时的设定:,直管当量长度表(m/每个弯头),2010-7-6,30,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组住宅型排气消音器背压的计算
22、,P消=,F阻673T+273,式中:F阻 为消音器的阻力(mmH2O)T 为排气温度(),10075,504030252015,F阻(mmH2O)25 50 100 150 200 250 500 750,管流速(m/s),P管+P消 排气允许背压,2010-7-6,31,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组进风有效面积对柴油发电机组容量的影响案例某枢纽楼,配置2台1200kW机组,安装在地下室。两台机组并联运行,实际带载能力不
23、足1200kw。查机组的进风口面积不足,进风量只能满足1台机组需要,导致机组带载能力降低。,2010-7-6,32,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油发电机组的起动过程,启动准备机组预热启动电池正常,加载水温达56 机油压力正常,空载电压正常,空载频率正常从大到小加载,1 3min,启动接启动信号24V电启动,一般15s内启动成功允许3次启动每次间隔20s,15 60s,怠速运行怠速1 2min空载预热,1 2min,201
24、0-7-6,33,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油发电机组的起动故障案例有三个局,用同一型柴油发电机组,2008年12月5日到2010年5月15日期间,共发生六次启动故障。怠速升高速的过程中,冒黑烟,发生异常噼啪声,排气消音间(沉降间)被炸开。,消音间,机组,消音器,防雨帽,为什么会爆炸?,qqq,有未燃烧完的柴油;在消音间聚集;在高温下爆炸。,2010-7-6,34,2004,CHINA INFORMATION TECH
25、NOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights reserved.,一、固定式柴油发电机组柴油发电机组的起动故障案例(续1)初步判断为排气管、消音间问题。将排气管直通过消音间。再开机,怠速升高速的过程中,冒黑烟,发生异常噼啪声,排气管防雨帽被炸飞。,消音间,消音器机组,防雨帽,为什么会爆炸?,qqq,有未燃烧完的柴油;在防雨帽聚集;在高温下爆炸。,2010-7-6,35,2004,CHINA INFORMATION TECHNOLOGY DESIGNING&CONSULTING INSTITUTE,Inc.All rights rese
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