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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、振動、熱輻射、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、振動、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、噪聲低、電磁輻射低、熱輻射小、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、單缸和兩缸柴油機、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、藍色、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、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。 機組運轉時,振動、噪聲、排放和輻射等是相互關聯的。發電機組是一個大型供電系統,它由若干分系統組成,各系統之間是相互關聯的。在分析與研究環保問題時,同時應與機組發動機燃料、燃燒、配氣、機械運轉等環節相聯系。另外,這些對環境有影響的因素又是互相聯系的。機組運轉就必然的有振動,振動自然就會產生噪聲;燃料燃燒必然產生熱量、廢氣和燃燒噪聲;熱量的產生必然有熱輻射;由于燃料的燃燒不完全和雜質等,就必然產生空氣污染問題,即使是完全燃燒生成大量的C02,對環境也有較大影響。由于發電機組中發電機是電磁機械,因而就必然有電磁輻射,形成對其他電子設備的電磁干擾。因而,解決柴油發電機組環保問題時,應該用互相聯系的觀點來研究機組環保問題。例如:在機組設計隔聲罩時同時考慮電磁屏蔽。如用帶夾層的雙層或多層金屬外殼制造聲罩,中間有水或其他介質冷卻,既可以隔聲,也可以進行電磁屏蔽,還可以有效降低熱輻射。同時增強了機組在風沙、大雨、高溫、嚴寒等惡劣環境下的供電能力。對于柴油發電機組來講突出的環保問題是振動、噪聲和廢氣。



曲軸的形狀和發動機的發火次序 曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數、氣缸數、氣缸排列方式(直列或V形等)和各氣缸做功行程發生的順序(稱為發火次序或工作順序)有關。曲軸的形狀同時要滿足慣性力的平衡以及發動機工作平穩性的要求。 對四沖程發動機,曲軸每轉兩轉就是一個工作循環,每個氣缸都發火做功一次。各缸的發火間隔時間(用0CA表示)要求均勻。如果發動機有i個氣缸,則發火間隔為7200/i0CA,即曲軸每轉7200/i時,就有一個氣缸做功,這樣才會使發動機的工作平穩。下面介紹常用的4缸、6缸和V形8缸發動機的發火次序。 (1)四沖程直列4缸機,缸數i=4,發火間隔為7200/4=1800CA。4個曲柄銷布置在同一平面內,1、4缸的曲柄銷朝上時,2、3缸的朝下,1、4缸與2、3缸相隔1800。這種發動機可能采用的一種發火次序。 這種發火次序為1-3-4-2,習慣上以1缸為準,l缸做功后接著是3缸做功,以此類推。這種發動機的各氣缸,就是按照1-3-4-2的順序循環,不斷周而復始地工作著。 如將上述2、3缸的工作過程互換,則可得到另一種發火次序。這種互換之所以可能,是因為2、3缸的曲柄銷(即它們的活塞)的位置是相同的。這樣就得到另一種發火次序,即1-2-4-3。 所以,4缸機可能采用兩種發火次序,即1-3-4-2和1-2-4-3。不過,對某一種具體的發動機來說,由于發火次序還與氣門機構的安排等有關,因而是確定而不能變更的。使用一臺發動機時,必須了解它的發火次序。 1-3-4-2和1-2-4-3兩種發火次序在工作平穩性和主軸承負荷方面,沒有什么區別。一般柴油機采用前一種。 (2)四沖程直列6缸機,發火間隔為7200CA/6=1200CA。6個曲柄銷分別布置在3個平面內(每個平面內2個),各平面間互成1200。曲柄銷的具體布置可有兩種方式。當1、6缸的曲柄銷朝上時,2、5缸的朝左,3、4缸的朝有,其發火次序是1-5-3-6-2-4。國產6缸機都采用這種曲軸和發火次序。 曲柄銷布置的另一種方式是將上述 種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的發火次序是1-4-2-6-3-5。 當然,上述兩種6缸機的曲軸還可能采用其他的發火次序,但由于在實際發動機上幾乎沒有應用,因而不作介紹。 按發火次序看,前后兩個氣缸的做功行程有600是重疊的,這種現象是容易理解的。因為各氣缸間做功行程的間隔是1200,而每個氣缸的做功行程本身都是1800,就必然有600互相重疊。在這個600中,兩個氣缸都在做功,前一個氣缸做功末完,后一個氣缸的做功已開始了。這種做功行程重疊的觀象對發動機的工作平穩性是有利的。 (3)四沖程8缸機,大多將氣缸排列成雙列V形(兩列氣缸中心線的夾角常取900)。氣缸數i=8,其發火間隔為7200CA/8=900CA。這種發動機左右兩列氣缸中相對的一對連桿共裝在一個曲柄銷上,所以V形8缸機只有4個曲柄銷。通常將4個曲柄銷布置在兩個互成900的平面內。 V形8缸機常用的發火次序為1-5-4-2-6-3-7-8。



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