世界柴油发电机组产业运行状况及竞争企业Word文档下载推荐.docx

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将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油发电机组的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

作为一种小型发电设备，柴油发电机组是以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的。

整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。

柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。

如果使用者需要长时间不间断使用，则需要配置常用型发电机组，也就是应机组应该要考虑到长时间工作机组功率下降这一点了。

柴油发电机组常用功率和备用功率的关系是：

比如用户需要100KW柴油发电机组，常用100KW的柴油发电机组备用功率为100KW*110%=110KW。

也就是备用。

100KW的柴油发电机组的常用功率为90KW。

三、柴油发电机组额定参数

为了保证机组达到各项技术指标，在机组设计和制造时，必须使柴油机和发电机良好匹配，它包括功率和转速两个方面。

柴油机的功率是指柴油机以额定转速连续12小时正常运行所能达到的有效功率。

同步发电机的功率是指在额定转速下，长期连续运转时输出端子上得到的额定电功率。

通常把柴油机的额定功率（马力）与同步发电机的额定功率（千瓦）之比称为匹配比。

在平原上使用的机组一般要求匹配比为：

1；

对于一些要求较高的移动电站，匹配比取2：

1。

转速的匹配要求也很严格。

转速与机组的功率、频率、电压等都有密切的关系，因此要求与发电机配套的柴油机必须具有性能较好而又工作可靠的调速器，以保证在较短时间内把发电机带到它的额定转速并稳定运行，还要能满足负载发生变化时对调速的要求。

四、柴油发电机组性能指标

柴油发电机组性能指标

1、外观要求

（1）柴油发电机组的界限尺寸、安装尺寸及连接尺寸均符合规定程序批准的厂品图样

（2）机组的焊接应牢固，焊缝应均匀，无焊穿、咬边、夹渣及气孔等缺陷，焊渣焊药应清除干净；

漆膜应均匀，无明显裂缝和脱落；

镀层应光滑，无漏镀斑点、锈蚀等现象；

机组紧固件应不松动。

（3）柴油发电机组的电气安装应符合电路图，机组的各导线连接处应有不易脱落的明显标志。

（4）柴油发电机组应有接地良好的端子。

（5）柴油发电机组标牌内容齐全

2、绝缘电阻和绝缘强度

（1）绝缘电阻：

各独立电气回路对地及回路间的绝缘电阻应大于2M

（2）绝缘强度：

机组各独立电气回路对地及回路间应能承受交流试验电压1min，应无击穿或闪烁现象。

回路电压试验电压<

100V750V≥100V1440V

3、相序要求。

柴油发电机组控制屏接线端子的相序从控制屏正面看应自左到右或自上到下排序。

4、柴油发电机维持准备运行状态要求。

机组应具有加热装置，保证其应急启动和快速加载时的机油温度、冷却介质温度不低于15℃

5、自动启动供电和自动停机的可靠性检查

（1）接自控或遥控的启动指令后，柴油发电应能自动启动。

（2）机组自动启动后第3次失败时，应发出启动失败信号；

设有备用机组时，程序启动系统应能自动地将启动指令传递给另一台备用机组。

（3）从自动启动指令发出至向负载供电的时间应不超过3min

（4）柴油发电机自动启动成功后，首次加载量应不低于50%标定负载。

（5）接自控或遥控的停机指令后，机组应能自动停机；

对于与市电电网并用的备用机组，当电网恢复正常后，柴油发电机应能自动切换或自动停机，其停机方式停机延迟时间应符合产品技术条件规定。

6、自动启动成功率。

自动启动成功率不小于99%。

7、空载电压整定范围要求。

机组的空载电压整定范围不小于95%-105%标定电压。

8、自动补给功能要求。

机组应能自动向启动电池充电。

9、自动保护功能要求。

机组应有缺相，短路（不大于250KW），过电流（不大于250KW），过速，水温缸温高，油压低保护。

10、线电压波形正弦畸变率。

在空载标定电压，标定频率下，线电压波形正弦畸变率<

5%。

11、电压稳态调整率≤250KW>

250KW3%2%

12、电压瞬态调整率≤250KW>

250KW20%15%

13、电压稳定时间≤250KW>

250KW≤2s≤

14：

电压波动率≤250kw>

%%

15、频率稳态调整率≤250kw>

250kw3%3%

16、频率瞬态调整率≤250kw>

250kw9%9%

17、频率稳定时间≤250kw>

250kw5s≤5s

18、频率波动率≤250kw>

250kw≤%≤%

19、三相不对称负载下的电压偏差柴油发电机组在25%的三相对称负载下，在任一相再加25%标定相功率的电阻性负载，机组应能正常工作，线电压的最大或最小值与三线电压平均值的5%。

20、噪声在距机组柴油机和发电机1m处的噪声声压平均值：

≤250KW>

250KW≤102db（A）≤108db（A）

21、燃油消耗率。

机组标定功率在120<

Ne<

600kW范围内，燃油消耗率≤260G/

22、柴油发电机消耗率。

机组标定功率>

40KW，机组消耗率≤3.0G/

23、在标定工况下运行试验机组在所规定的工作条件下，机组能以标定工况正常连续运行12h（其中包括过载10%运行1h），且柴油发电机组应无漏水和漏气现象。

24、遥控、遥信和遥测性能

（1）智能型机组200KW以上的机组应为智能型，其监控内容和接口要求如下：

①遥控：

开/关机、紧急停车、切换主备用机组。

②遥信：

工作状态（运行/停机）、工作方式（自动/手动）、主要用机组，过压、欠压、过流、频率③遥测：

三相输出电压、三相输出动电池电压、输出功率。

④接口：

应具有通信接口（RS-232和RS-485/422）并能提供完整的通信协议。

（2）非智能型机组200KW及以下的非智能型机组无遥控、遥信和遥测要求。

五、柴油发电机组主用功率和备用功率的含义

柴油发电机组的主用功率又称为连续功率或长行功率，在国内，普遍都是用主用功率来标识柴油发电机组的，而在国际上又是采用备用功率，又称为最大功率来标识柴油发电机组，市场上常常有不负责任的厂家用最大功率当作连续功率来介绍和销售机组，造成许多用户在这两个概念上产生误解。

柴油发电机组在我们国内是用主用功率即连续功率来标称的，发电机组能够在24小时之内连续使用的最大功率我们称之为连续功率，而在某一时段内，标准是每12个小时之内有1个小时可在连续功率的基础上超载10%，此时的机组功率就是我们平时所说的最大功率，即备用功率，也就是说，如果您购买的是主用400kw的机组，那么您12个小时之内有1个小时可以运行到440kw，如果您购买的是备用400kw的机组，假如您不超载平时都开在400kw，其实该机组一直都开在超载状态（因为该机组实际额定功率只有360KW），这对机组是非常不利的，将会缩短机组的寿命和造成故障率增高。

第二节　柴油发电机组噪声处理

一、柴油发电机组噪声源分析

柴油发动机组噪声是由多种声源构成的复杂声源。

按照噪声辐射方式，它可分为空气动力噪声、表面辐射噪声和电磁噪声。

按照产生的原因，柴油机表面辐射噪声又可分为燃烧噪声和机械噪声。

其中空气动力噪声为主要噪声源。

1、空气动力噪声是由于气体的非稳定过程，即由气体的扰动以及气体与物体的相互作用而产生的。

直接向大气辐射的空气动力噪声，包括进气噪声、排气噪声和冷却风扇噪声。

2、燃烧噪声和机械噪声很难严格区分，通常将由于汽缸内燃烧形成的压力波动通过缸盖、活塞、连轩、曲轴、机体向外辐射的噪声称为燃烧噪声。

将活塞对缸套的撞击和运动件的机械撞击振动而产生的噪声称机械噪声。

一般直喷式柴油机燃烧噪声要高于机械噪声，而非直喷式柴油机的机械噪声则高于燃烧噪声。

但是低速运转时燃烧噪声都高于机械噪声。

3、电磁噪声是由发电机转子在电磁场中高速旋转产生的。

二、噪声的控制措施

柴油发电机组的噪声尤以排气噪声为主，噪声呈明显的低频性。

在噪声源无法降低的情况下，可根据需要对该柴油发电机组采取隔声、吸声和消声的综合治理。

1、机房通风及消声。

实际工作中我们在考虑方案时既要有效降噪，又要满足发电机组运行需要的空气流量。

（1）机房进风消声系统①为满足机组运行时所需的冷却风和燃烧空气量，机房采用机械进风方式通风。

②在机房外用砖砌两个进风道，进风道墙体下分别安装一台低噪声轴流风机向机房内送风。

③进风道内安装一台大风量组合片式消声器，吸收气流噪声和机械噪声。

④进风道外墙体上开一进风口，进风口处安装特制铝合金百叶窗及防护丝网，防止异物进入风道内。

（2）机房排风消声系统①在机房外用砖砌两个排风道。

②在每个排风道内安装一台大风量组合片式消声器，吸收排气流噪声和机械噪声。

③排风口设置在机组正前方，机组散热器前端设置减振柔性接头及导风扩容消声风管，连接到排热风消声道。

④排风道出口处安装特制铝合金百叶窗及防护丝网，防止异物进入风道内。

（3）机组排气消声器发电机组随机配置的排气消声器的消声声量很小，以泰州市兆航机电有限公司生产的柴油发电机组为例，一般为15－20dB（A），不能满足环保达标要求。

在机组的排气管上重新安上针对高、中、低不同频率噪声设计的高效微穿孔板排气消声器。

其特点为消声量大、阻力小、材质及结构耐高温。

排气管与机组烟气出口处采用金属波纹管连接，以减少因钢性连接而产生的振动噪声。

2、机房内吸声。

发电机房由于是砖砌混凝土结构，声反射强烈。

为了达到吸声效果，机房内墙面及顶面合理设置高效吸音材料，吸音层结构为铝合金穿孔扣板+离心吸音棉+轻钢龙骨+支吊架。

机房内原平均吸声系数α1≈，加装吸声材料后机房内平均吸声系数α2≈－左右，其吸声量可达9－12dB（A），混响时间可降至2－3s。

机房内的响度也随之大大下降，极大地改善了工作条件，同时可提高机房的隔声性能。

3、隔声系统。

为保证机房良好的隔声性能，在机房与机房外相通处，安装防火隔声门，门缝密封材料为橡胶密封条。

其它会引起漏声的孔洞用砖墙封堵。

三、治理效果

通过治理机房界外噪声达到国家《城市环境噪声标准》（GB-3096-82）中二类区标准，经现场测试白天≤55dB（A），晚上≤45dB（A）达到了消除噪声污染的目的。

第三节　柴油发电机组安全自动保护系统的分析

一、油雾保护系统

1、工作原理

油雾保护系统的主要保护元件是油雾探测器，它能及时检测出有否因轴承过热或活塞环损伤造成过量漏气等故障而导致在曲轴箱内形成油雾，从而监视柴油机的主要运行部件——曲轴和气缸的工作状况是否正常。

在柴油机运行过程中它通过采样管系不停地抽出曲轴箱内的油气，并送至一个灵敏且准确的浓度测量装置。

该浓度测量装置包括一个红外线发射二极管和对侧一个光电接收二级管。

光电二级管感受红外线产生的光强度，并将光强度信号转换为电信号送至电子鉴定装置。

如果曲轴箱气体含有油雾（使得浓度测量装置测量通道的不透明度增加），部分红外线会在测量管内被吸收，光强度会减弱，因而电信号减弱。

浓度越高电信号减弱越多，当电信号降低到一个最低限值时（即油雾浓度超过最大限值时），电子鉴定装置将发出“油雾探测器高油雾”警报并停机，同时阀箱指示出是哪一部分故障引起的高油雾，以供检修人员检查。

2、优缺点

该保护装置的快速性、灵敏性无可厚非，但经过几年的运行检修发现，由于外界或装置自身的原因，使得其选择性和可靠性大大降低。

比如由于润滑油冷却器的泄漏（水进入并污染了润滑油），油雾探测器将会感受到由于水份的增加而引起的不透明度的增加，继而发生跳机。

油雾探测器的电子元件属于高精度元件，但因其安装在柴油机本体上，温度高、振动大，工作环境极为恶劣，由此使得电子元件的老化加剧，产生温度漂移，跳机的灵敏度增加，误动率也增加。

而且该保护有时出现指示灯全无指示，使得保护经常处于脱离状态等。

频繁的保护误动及保护的无法就绪，不仅会造成因甩负荷而引起的材质疲劳，寿命缩短，而且会使生产人员产生麻痹心理，认为该装置不可靠，是误动，这样大大限制并误导了生产人员的思维，而在真正出现“高油雾”时就会发生事故。

3、常见故障及防范改进对策

元件老化，温度漂移等引起灵敏度改变

结合电厂的实际并经有关专家同意，将报警阀值S开关调至第4级（原4台机组均在第3级），运行至今未发生跳机现象。

电子板故障

当油雾探测器出现红、绿指示灯全部熄灭的现象，且检查24VDC电源正常、插头无松动时，基本上就可判断为电子板故障，也可以采用对换其它机组的电子板来进行判断。

如确属电子板故障，就应该及时检修或更换。

曲轴箱油气中含有大量的水分

由于水分的存在，使得测量通道内的不透明度大大增加，致使电子装置发生误报。

这就需要检查润滑油中是否含有水分、润滑油冷却器是否泄漏、空气系统是否过度潮湿及油雾探测器底板内的加热器是否工作正常等。

近几年来，通过对高油雾跳机事件的分析发现，真正高油雾跳机为0%，高水份跳机为98%（而且最后检查，95%都是因润滑油冷却器的泄漏引起的），其余故障为2%（如电子板故障、继电器误动等）。

所以如果在润滑油进机管道上加装一套高灵敏度的水份检测装置用于报警，就可以在水份过高时及时提醒运行人员，降低具有破坏性的跳机次数，增加电网的稳定性。

装设油雾探测器装置的根本目的是监测柴油机本身曲轴箱内部的工作状况是否发生变化。

比如活塞环失效（包括剥落、异常磨耗、折断）造成缸套漏气到曲轴箱，形成高油雾。

这时要检查缸套及活塞环，损坏的要更换。

又如主轴瓦或连杆轴瓦高温烧瓦造成局部高温，造成油雾浓度增大而停机时，要打开防爆人孔门，仔细检查连杆大端轴承及轴是否有烧伤，必要时更换。

油雾探测器本身的故障类型比较多，这些故障虽不会引起跳机，却会使柴油机失去重要的保护。

根据运行经验总结，只要做到以下几点，就可将故障率降低到最低，也可使误跳率大大降低，并为跳机后的检查提供第一手资料。

（1）维护人员应做好定期维护。

定期更换空气滤片、减压空气滤片，排出冷凝管的水分，清洗阀箱的油污，用酒精清洗红外探头，用压缩空气吹扫采样管、油路、气路，并做必要的报警试验及高油雾保护动作（最简单的方法是从采样管入口处吹一口香烟的烟雾进去）试验。

（2）机组运行时，运行人员应认真监测轴承温度、润滑油温度等有关参数，并定时观察油雾探测器工作状况、油雾浓度的指示情况、曲轴箱U形差压计的差值、曲轴箱透气装置有无冒烟、曲轴箱防爆门是否烫手、曲轴箱高压差有无报警等。

如发生高油雾跳机应尽快记录浓度值、阀箱翻牌情况、曲轴箱差压计的差值、轴承温度有无异常及油雾探测器各指示灯的指示情况等。

二、转速测量保护系统

1、系统组成及工作原理

转速是柴油发电机设备中最基本、最重要的参数之一，起动时的点火转速、运行中的转速调整、超速时的停车保护、甚至负荷的大小也能从转速的大小上得到体现，因此转速测定是柴油发电机监控保护的基础。

一般柴油机中转速的测量有二处，一是主机转速的测量，二是涡轮增压器转速的测量。

（1）传感器。

传感器是一个近程感应开关，不通过接触就可以工作。

它由振荡器、触发器及放大器组成，通过振荡器电路线圈产生一交变电磁场。

在金属导体接近传感器时交变磁场就会发生变化，振荡器的输出电压随之发生变化，频率也发生变化。

主机转速测量的传感器共有4个。

2个测量转速并经速度变送器在CMR盘或OCW盘显示转速，另外2个供调速器使用。

（2）速度变送器。

将传感器传输来的频率信号转换成4－20mA的电流信号，传送给转速表。

（3）转速表。

显示转速。

这套系统具有很大的优点，尤其是超速系统具有多重保护功能。

它的传感器（测速探头）和被测量的旋转物体没有直接接触，所以没有磨损，拆装维修方便，机组运行时也可以维修更换探头，接线也方便。

其中主机的速度变送器还具有11P1（发电机轴承预润滑泵）操控、励磁投入、同期闭锁、电气超速跳机（>

565r/min）、调速器超速跳机（>

575r/min）等功能。

同时在柴油机本体上还设置了机械超速保护（>

595r/min）系统，在很大程度上保证了柴油机安全稳定运行（额定转速500r/min），不会出现飞车事故。

但同时也存在一些问题：

飞轮高速运转时的窜动会造成探头损伤，转速表经常出现波动甚至无转速，电气超速保护误动等，还出现了由于转速指示波动使发电机预润滑泵频繁启停（>

100r/min时停，<

100r/min时开），导致烧毁发电机轴承预润滑泵电机或其接触器线圈的情况。

传感器与飞轮之间的距离太远或太近一般此距离约为+0.3mm。

距离太远将有可能感应不到信号，太近有可能磨坏传感器的工作面。

由于飞轮在高速运转中，会发生径向（或轴向）窜动，距离太近对传感器的安全构成极大威胁，曾经发现有几个探头的工作面已被刮破。

根据实际经验，该距离一般在2mm左右较为适宜，可用塞尺测量。

由于传感器安装固定架振动，使得测量信号不准确，交变磁场产生不规则变化，引起转速指示波动。

处理方法：

加固该支架，可以将其与柴油机本体焊接。

由于飞轮甩出来的油粘在传感器工作面上，对测量结果产生一定的影响。

若在飞轮上加装防油罩，可起到良好效果。

速度变送器故障，使输出信号不稳定，造成转速指示波动甚至无转速指示，而且由于其工作不稳定和接线头的接触不良会触发电气超速保护误动作。

对此可用频率发生器输入频率信号对速度变送器进行校验，端子进行紧固。

由于该速度变送器为PLC微电脑控制，必要时可重新调整或更换。

传感器故障。

在测量好间距之后，开盘车机观察传感器上的红色发光二极管，当飞轮齿通过时，其发光亮度会明显增强，或不开盘车机用金属物靠近或远离传感器，观察红色发光二极管亮度有无变化，如果亮度没有变化或者根本没有发光，则可能是传感器损坏，需要更换。

CMR524系统在起动时报“调速器故障”，大都是传感器故障。

三、温度及压力保护系统

1、系统简介

温度及压力的控制在柴油机运行中非常关键。

润滑油压力、燃油压力不足，柴油机将无法运行。

目前的大功率中速柴油机大都有一套比较完整的监控检测系统，对柴油机的一些重要参数（如温度、压力等）进行监控，一旦这些参数超出设定范围就声光报警或自动停机。

柴油机组设有气缸排气、透平排气、主轴承、发电机定子、缸套水、润滑油等温度监测及燃油、起动空气、润滑油、生水、缸套水、油嘴水、进气等压力监测。

这些温度及压力监测、报警及安全停机系统主要由装在控制屏上的CMR424、CMR524单元组成。

柴油机在运行中温度传感元件众多，但大致可分为热电阻（PT100）和热电偶（Ni-Cr/Ni-Al）2种类型。

通过热电阻传感器在温度变化时阻值的变化和热电偶传感器在温度变化时热电势的变化，将信号传送到CMR424系统进行转化、比较、打印、显示并作用于报警或跳机。

压力的变送主要是通过现场的压力变送器将信号传送到CMR424系统进行转化、比较、打印、显示并作用于报警或跳机。

这套系统体积小、元件少（每一种信号由一个独立的电路板转化）、布局集中、便于监视，而且有一部分温度（如缸套水温度、润滑油温度等）的控制采用PLC微电脑控制，自动化程度比较高。

润滑油压力和缸套水压力的控制就地直接采用压力开关作用于跳机。

尽管如此，该系统仍有一定的局限性。

对于排气温度而言，只有单缸和平均温度的差值报警，没有单缸温度超过设定值的报警，温度无法实时显示。

传统的自动记录仪需要大量的打印纸，打印间隔太长，多种曲线挤在一起不易辩别，且无法数字化等。

几次涡轮增压器损坏就是因为没有及时发现温度上升趋势致使气阀损坏而打坏涡轮增压器的。

温度显示波动且幅度大，有时显示-1或1该故障原因有：

第一，连接插头接触不良，可以拧紧，当插头松脱时CMR424显示-1；

第二，探头特性变坏，可以更换探头，特别当热电阻探头短路时CMR424显示1；

第三，电子板需要重新调整。

温度显示电子板故障或设定好的温度发生变化可以用标准电阻箱或毫伏发生器输入一组标准温度信号进行检验，也可以用恒温箱输入一组实际温度进行校验。

确属电子板故障的应该更换。

设定好的温度发生微小变化（2%以内）属于正常情况，是温度漂移的结果。

第四节　柴油发电机组其它阐述

一、柴油发电机组运行安全操作规程

1、开机前的准备工作

①将附着机组的水迹、油迹和铁绣等杂物清除干净。

②对机组各装置全面巡视一遍，检查各连接、紧固和操纵部分是否都已装接牢固妥当，串透式减震器（即紧固螺栓穿过底脚减震垫及底架）的螺母不得拧得过紧（即该螺母旋至与底脚刚接触的位置为止，此时两个螺母必须相互锁紧，以防松脱），否则会使减震失效。

③检查油箱内燃油储存量是否满足需要。

④检查柴油机油底壳及喷油泵、调速器内的机油量是否足够。

⑤向水箱（即散热器）注满冷却永。

⑥检查所有电气部分，各接点应牢固正确，自动空气开关应处在“断开”位置，检查蓄电池能否正常工作，并注意启动系统一般为负极搭铁。

⑦机组间断一段时间再运行时，必须先用500V兆欧表测量发电机各绕组和控制系统对地的绝缘电阻，常温下应不低于2兆欧，若绝缘电阻低于上述数值，必须进行干燥处理。

2、开机步骤

①拧松喷油泵上的放气螺钉，用燃油手泵排除燃油系统内的空气，同时将调整控制手柄固定在适宜启动转速的油门位置。

②按下启动按钮，使柴油机启动，如10秒（最多15秒）柴油机仍不能着火启动，则应待1分钟后再作第二次启动，若连续三次仍无法启动则应检查并找出故障原因。

③柴油机启动后，应密切注意机油压力表读数（正常运转时为2．5-3．5kg/C㎡），如机油压力表不指示，应立即停机检查，并检查电流表有无充电指示。

④机组启动后，空载转速逐渐增加到1000—1200r/min，（注意不得长时间低速运转）