新聞主題	柴油發(fā)電機組低溫條件下的使用常識

 

 

一、低溫條件下的使用常識

 

1、在低溫條件下將會(huì )出現不完全燃燒，使未燃燒的焦油和碳的沉積物聚積在氣門(mén)導管和氣門(mén)上，并最終導致氣門(mén)粘滯。

2、在較低的環(huán)境溫度下，如果輻射和對流的熱損失未受到阻止，柴油發(fā)電機將不能消耗足量的燃油來(lái)保持冷卻液溫度及燃燒溫度。建議對系統提供足夠的支持，避免使柴油發(fā)電機長(cháng)時(shí)間怠速運轉。

3、無(wú)論如何建議，操作人員都很難避免柴油發(fā)電機長(cháng)時(shí)間怠速運轉，如果操作人員堅持長(cháng)期怠速運轉，建議將柴油發(fā)電機怠速轉速維持在一定水平，足以將冷卻液溫度保持在 60°C 以上。

4、在-18°C 的溫度下，柴油發(fā)電機低怠速轉速需要高于 1200 rpm。對于這種類(lèi)型的作業(yè)，必須采用完全接通/斷開(kāi)型風(fēng)扇及防寒前護罩。節溫器、節溫器密封和除氣系統不得使冷卻液通過(guò)散熱器芯泄漏（當節溫器處于閉合位置）。

 

二、低溫下啟動(dòng)系統的使用

 

1、蓄電池和導線(xiàn)

蓄電池是起動(dòng)柴油發(fā)電機的常規能源。隨著(zhù)蓄電池溫度下降，蓄電池產(chǎn)生電力更少，恢復電力更慢。伴隨著(zhù)蓄電池電力損失的問(wèn)題，柴油發(fā)電機拖動(dòng)負載會(huì )在環(huán)境溫度降低時(shí)增大。

對于特定的柴油發(fā)電機系列，柴油發(fā)電機廠(chǎng)家通常建議蓄電池和電氣系統能在-18°C 時(shí)提供足夠的起動(dòng)能力。為了在較低的環(huán)境溫度下良好運轉，需要對蓄電池加熱，使其恢復原有的拖動(dòng)能力，或增加蓄電池的數量。蓄電池電量不足會(huì )導致拖動(dòng)轉速偏低。拖動(dòng)轉速在拖動(dòng)周期內繼續降低，可能會(huì )逐漸降至柴油發(fā)電機無(wú)法起動(dòng)的水平。

蓄電池加熱能夠通過(guò)以下途徑實(shí)現，如來(lái)自加熱器的熱的新鮮空氣，來(lái)自柴油發(fā)電機冷卻系統熱的排氣和熱的液體。

起動(dòng)馬達電路的導線(xiàn)直徑、長(cháng)度和連接決定了蓄電池自由地向起動(dòng)馬達傳輸電力的能力。直徑偏小的導線(xiàn)電阻增大，導線(xiàn)和接頭松動(dòng)或腐蝕可能會(huì )在蓄電池的電力到達起動(dòng)馬達之前就大量被消耗，最多時(shí)超過(guò) 50%損失。

柴油發(fā)電機起動(dòng)轉速在 100 到 150 rpm 之間時(shí)起動(dòng)馬達的起動(dòng)效率最高，在更低的轉速下，效率下降，電流升高。如果允許起動(dòng)馬達停轉，柴油發(fā)電機將不能起動(dòng)，電能會(huì ) 100% 地轉換為熱能，燒毀起動(dòng)馬達和導線(xiàn)。如果拖動(dòng)轉速持續偏低，則需要提供更多的能量（蓄電池蓄電量）、更高的起動(dòng)馬達扭矩或降低拖動(dòng)負載。

 

蓄電池放電內阻示意圖

 

備注：

Cold Cranking Amps (CCA) 冷起動(dòng)電流定義見(jiàn) SAE J537。－18℃時(shí)，蓄電池在短時(shí)間內能輸出的的最大電流值。

串聯(lián)蓄電池組：總 CCA 不增加

并聯(lián)蓄電池組：總 CCA＝單個(gè) CCA X 電池數

 

2、蓄電池使用注意事項：

（1）經(jīng)常保持蓄電池清潔干燥，要保持通氣孔的通暢。安裝極柱連線(xiàn)時(shí)需要涂凡士林，以免接頭氧化嚴重，導致線(xiàn)路接觸不良，電路工作不穩定。當極柱或夾頭出現氧化物時(shí)應將其擦凈，涂上少許黃油以免腐蝕。

（2）向蓄電池充電時(shí)，電壓不要過(guò)低或過(guò)高，一般 12V 充電標準電壓為（13.5~14.5）V 范圍內；24V 充電標準電壓為（28~29.9）V 范圍內。

（3）電解液液面高度應高出無(wú)極板（10~15）mm，液面過(guò)低應及時(shí)補充蒸餾水不要補充電解液，無(wú)蒸餾水可用雨水或雪水代用，不要用河水和自來(lái)水。

（4）不要連續使用起動(dòng)機，每次使用不超過(guò) 5 秒，兩次起動(dòng)間隔至少 20~25 秒。嚴冬蓄電池放電程度不得超過(guò) 25%，夏天不得超過(guò) 50%。

（5）加足電解液的蓄電池不得長(cháng)期在充電不足的情況下放置，要定期充電，否則報廢。

 

3、起動(dòng)馬達

起動(dòng)馬達驅動(dòng)功率必須大于柴油發(fā)電機本身和附件的負載總和。

 

三、低溫下燃油使用標準

 

（1）請務(wù)必添加中國石油或中國石化銷(xiāo)售的正規燃油。

（2）在國家公布柴油標準中規定：0 號的柴油其冷濾點(diǎn)為 4℃（柴油能通過(guò)濾網(wǎng)的最低溫度），其凝點(diǎn)是不高于 0℃（柴油凝結的溫度）；-10 號的柴油其冷凝點(diǎn)為不高于-10℃，其冷濾點(diǎn)為-5℃；-20 號的柴油其冷凝點(diǎn)為不高于-20℃，其冷濾點(diǎn)為-14℃。無(wú)論是哪種標號的柴油，隨著(zhù)氣溫的不斷降低，都是先經(jīng)過(guò)冷濾點(diǎn)再經(jīng)過(guò)冷凝點(diǎn)。

（3）同汽油一樣，柴油也有不同的標號，不同的是汽油標號由辛烷值確定，而劃分柴油標號的依據則是柴油的凝固點(diǎn)。例如 0 號柴油的凝固點(diǎn)為 0℃，因而選用不同標號的柴油應主要根據使用時(shí)的氣溫決定。目前，國內應用的柴油按凝固點(diǎn)分為 6 個(gè)標號：5 號柴油、0 號柴油、-10 號柴油、-20 號柴油、-35 號柴油和-50 號柴油。由于結蠟的溫度要比凝固點(diǎn)高 6℃-7℃，所以一般 5 號柴油適合于氣溫在 8℃以上時(shí)使用；0 號柴油適用于氣溫在 8℃至 4℃時(shí)使用；-10 號柴油適用于氣溫在 4℃至-5℃時(shí)使用；-20 號柴油適用于氣溫在-5℃至-14℃時(shí)使用。-35＃柴油適用于氣溫在-14℃至-29℃時(shí)使用；-50＃柴油適用于氣溫在－29℃至-44℃或者低于該溫度時(shí)使用。

（4）柴油的自由流動(dòng)取決于它的溫度、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)。低溫環(huán)境下燃油增稠的現象稱(chēng)為蠟化。形成蠟的溫度隨燃油基料不同而不同。如果柴油發(fā)電機工作溫度低于燃油濁點(diǎn)，隨燃油流動(dòng)的蠟狀物晶體將會(huì )堵塞濾網(wǎng)、濾清器或堵塞燃油管的銳彎處、接頭等。傾點(diǎn)抑制劑只能減小燃油中蠟狀物晶體的尺寸，不能改變形成蠟狀物晶體的溫度。唯一已知的防止燃油中形成蠟狀物晶體的方法是使用低濁點(diǎn)的燃油或將燃油溫度保持在濁點(diǎn)以上。這可通過(guò)使用燃油加熱器解決，柴油發(fā)電機處于運轉或非運轉條件均能適用。

傾點(diǎn)：是指油品在規定的試驗條件下，被冷卻的試樣能夠流動(dòng)的最低溫度；凝點(diǎn)指油品在規定的試驗條件下，被冷卻的試樣油面不再移動(dòng)時(shí)的最高溫度，都以℃表示。傾點(diǎn)是反映油品低溫流動(dòng)性的好壞的參數之一，傾點(diǎn)越低，油品的低溫流動(dòng)性越好。

濁點(diǎn)：油類(lèi)、清漆等液體樣品在標準狀態(tài)下冷卻至開(kāi)始出現混濁的溫度為其濁點(diǎn)?；鞚崾怯捎谒只蚬腆w從樣品中析出。燃料油、潤滑油等的濁點(diǎn)越低，則其所含的水分或固體石蠟越少。

（5）采用燃油加熱器時(shí)，選用的規格必須將燃油溫度保持在濁點(diǎn)以上，但低于導致燃油潤滑質(zhì)量下降的溫度點(diǎn)。如為指定柴油發(fā)電機選擇燃油加熱器或濾清器，在燃油泵進(jìn)口處測量到的其對燃油系統帶來(lái)的阻力不得超過(guò) 100 mm Hg。

 

四、低溫下機油使用標準

 

在冷起動(dòng)時(shí)，機油的兩種物理特性即粘度和傾點(diǎn)對于柴油發(fā)電機潤滑很重要。粘度是最重要的。機油必須能夠從容器中自由傾倒出來(lái)，并且必須能夠在柴油發(fā)電機內自由循環(huán)流動(dòng)。盡管曲軸箱中的機油固化后可以起動(dòng)柴油發(fā)電機，但是起動(dòng)時(shí)會(huì )使柴油發(fā)電機因缺乏潤滑而產(chǎn)生破壞性停機。寒冷氣候工作機油具有足夠低的傾點(diǎn)，在需要的最低溫度下仍保持液態(tài)。

 

機油粘度是影響柴油發(fā)電機起動(dòng)能力的最重要因素之一。如果粘度過(guò)高，柴油發(fā)電機的起動(dòng)性能阻力過(guò)大，使其難以達到適宜的起動(dòng)轉速。粘度過(guò)低，不能有效地建立潤滑油膜而加劇機件磨損。一般新柴油發(fā)電機應選擇粘度較小的潤滑油，磨損嚴重的柴油發(fā)電機應選擇粘度較大的潤

滑油；如果使用的機油傾點(diǎn)或粘度不正確，必須在起動(dòng)柴油發(fā)電機之前加熱柴油發(fā)電機機油。加熱機油會(huì )使其粘度下降，從而增加潤滑能力，降低起動(dòng)過(guò)程中的摩擦力。所有濾清器必須位于柴油發(fā)電機室的受限區域內，從而使柴油發(fā)電機熱量得到利用，防止機油出現凝膠。

 

康明斯柴油發(fā)電機推薦根據氣溫選用如下規格的多級機油：

推薦的 SAE 機油粘度等級與環(huán)境溫度

 

備注：

市場(chǎng)中現有的機油按 SAE（美國汽車(chē)工程師學(xué)會(huì )）法分類(lèi)，單級機油：冬季用油有 6 種，夏季用油有 4 種，

多級機油：冬夏通用油有 16 種。

W 代表冬季是 Winter(冬天)的縮寫(xiě)，

（1）冬季用油牌號分別為：

0W、5W、10W、15W、20W、25W，W 前的數字越小，低溫粘度越小低溫流動(dòng)性越好，適用的最低氣溫越低；

（2）夏季用油牌號分別為：

20、30、40、50，數字越大其粘度越大，適用的最高氣溫越高；

（3）冬夏通用油牌號分別為：

5W-20、5W-30、5W-40、5W-50、10W-20、10W-30、10W-40、10W-50、15W-20、15W-30、15W-40、15W-50、20W-20、20W-30、20W-40、20W-50，代表冬用部分的數字越小，代表夏季部分的數字越大，適用的氣溫范圍越大。

 

機油粘度示意圖

 

五、低溫下進(jìn)氣系統的使用

 

對發(fā)電機組進(jìn)行防寒準備時(shí)，必須對進(jìn)氣系統的兩個(gè)方面加以考慮，即空氣密度和溫度。

（1）空氣密度

當環(huán)境溫度降低時(shí)，空氣密度增加。對于渦輪增壓柴油發(fā)電機最終會(huì )導致最大氣缸壓力升高。缸壓升高會(huì )出現以下各種問(wèn)題：

○ 缸體破裂 

○ 氣缸墊漏氣

○ 曲軸軸承負荷過(guò)大

○ 在采用液力柴油發(fā)電機制動(dòng)時(shí)，凸輪軸斷裂

○ 缸蓋螺栓松脫或斷裂

○ 活塞環(huán)破裂

○ 活塞破裂

（2）空氣溫度

進(jìn)氣溫度和燃燒溫度之間有直接的關(guān)系。對于柴油柴油發(fā)電機，進(jìn)氣溫度低的一個(gè)最終結果就是降低了燃燒溫度。當燃燒溫度降低時(shí)，較低一端的柴油不會(huì )燃燒。這些未燃燒的重端燃油將在氣門(mén)導管和氣門(mén)桿上聚集形成類(lèi)似焦油的清漆物質(zhì)，使其在開(kāi)啟位置卡死。氣門(mén)開(kāi)啟，活塞動(dòng)作時(shí)，會(huì )發(fā)生損壞。進(jìn)氣溫度低還會(huì )產(chǎn)生爆震（非受控燃燒）和活塞燒蝕。

在低于 0°C 時(shí)，建議從柴油發(fā)電機保溫罩內進(jìn)氣，這樣就能向進(jìn)氣室提供暖氣，降低發(fā)動(dòng)機熱損耗。如果空氣濾清器沒(méi)有位于柴油發(fā)電機保溫罩內，則所用的管路 必須布置在柴油發(fā)電機和空氣濾清器進(jìn)口處之間。柴油發(fā)電機艙需要提供足夠的密封。只有側壁不總能起到滿(mǎn)意效果。如果散熱器罩周?chē)安裼桶l(fā)電機下部有開(kāi)口，則這些區域必須密封。取決于環(huán)境溫度和柴油發(fā)電機艙尺寸，可加熱柴油發(fā)電機艙內部空氣來(lái)維持燃燒溫度。在這些條件下中冷式柴油發(fā)電機工作性能好，因為通常將熱空氣冷卻到冷卻液溫度水平的冷卻器濾芯會(huì )使低溫進(jìn)氣加熱到冷卻液溫度。提供溫度控制接通/斷開(kāi)型風(fēng)扇使柴油發(fā)電機艙內的幅射熱量和對流熱量不會(huì )被氣流耗散，有極大好處。

鑒于此，康明斯建議在-12℃以下環(huán)境溫度中工作的柴油發(fā)電機，必須在簽訂技術(shù)協(xié)議時(shí)選裝進(jìn)氣預熱器，其作用是將進(jìn)入進(jìn)氣歧管的冷空氣先加熱至適當溫度后再進(jìn)入汽缸燃燒。

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六、低溫下冷卻系統的使用

 

（1） 冷卻液

柴油柴油發(fā)電機內的冷卻液主要是作為傳熱媒介使用，在寒冷和嚴寒氣候下也容易發(fā)生冷凝。

當氣溫在-32°C 以上時(shí)，使用 50% 的乙二醇防凍劑和 50% 的純凈水，絕對不允許直接加自來(lái)水或水池里的水，防止將柴油發(fā)電機缸體，缸蓋等凍裂。當氣溫在-32 至 -54°C 時(shí)，使用約 60%乙二醇與 40%水的溶液即可使冷卻液獲得最低的冷凝溫度?；旌先芤簩?huì )在-50°C 左右半凍結。

當氣溫在 -1°到 10°C 之間或者更低時(shí)，建議加熱冷卻液或使用乙醚起動(dòng)輔助裝置獲得成功起動(dòng)。在低于 -23°C 的氣候條件下工作時(shí)，建議同時(shí)采用冷卻液加熱器和乙醚起動(dòng)輔助裝置。

市場(chǎng)上有三種基本的冷卻液加熱器。選擇的加熱器必須能夠在任何溫度下將冷卻液溫度保持在最低 50°C。

♦ 浸入式加熱器

♦ 箱式加熱器

♦ 燃油燃燒式冷卻液加熱器

 

七、冬季寒冷天氣的維護保養

 

按溫度范圍分 3 個(gè)區間：

● 0 至-23°C 時(shí)的防寒措施

○ 保持油箱加滿(mǎn)以減少濕氣凝結。

○ 每天排放沉積物。

○ 遵守潤滑油更換時(shí)間表，這對保持機油清潔是必要的。

○ 每天一次，檢查預熱器線(xiàn)圈和電氣系統。

○ 每周一次，檢查寒冷天氣支持系統。

● -23°C 至-32°C 時(shí)的防寒措施

○ 保持油箱加滿(mǎn)以減少濕氣凝結。

○ 每天排放沉積物。

○ 遵守機油更換時(shí)間表，這對保持機油清潔是必要的。每?jì)蓚€(gè)小時(shí)檢查一次油位。

○ 每天一次，檢查預熱器線(xiàn)圈和電氣系統。

○ 每周一次，檢查寒冷天氣支持系統。

○ 每周一次，檢查溫度控制、節溫器和百葉窗。

● -32 至-54°C 時(shí)的防寒措施

○ 保持油箱加滿(mǎn)以減少濕氣凝結。

○ 每天排放沉積物。

○ 遵守機油更換時(shí)間表，這對保持機油清潔是必要的。每?jì)蓚€(gè)小時(shí)檢查一次油位。

○ 每天一次，檢查預熱器線(xiàn)圈和電氣系統。

○ 每周一次，檢查寒冷天氣支持系統。

○ 每周一次，檢查溫度控制、節溫器、防寒前罩、空間加熱器起動(dòng)馬達和起動(dòng)馬達電氣系統。

 

八、低溫起動(dòng)困難故障

 

1、起動(dòng)困難的原因

柴油機的起動(dòng)性能，不僅決定于其本身的技術(shù)狀況，還受外界氣溫的影響。冬季低溫下起動(dòng)更困難的主要原因是：

（1）冬季氣候寒冷，環(huán)境溫度低，機油粘度增大，各運動(dòng)機件阻力增加，使起動(dòng)機轉速降低。

（2）蓄電池容量隨溫度下降而減少，使起動(dòng)機轉速更加降低。

 

（3）由于起動(dòng)機轉速降低，壓縮空氣滲漏增多，氣缸壁散熱量增大，致使壓縮終了時(shí)的空氣溫度和壓力大為降低，使柴油著(zhù)火的延遲期增長(cháng)，嚴重時(shí)甚至不能燃燒。

 

（4）  低溫下的柴油粘度增大， 使噴射速度降低，加上空氣在壓縮終了時(shí)的旋流速度、空氣溫度和壓力低，致使噴入氣缸的柴油霧化質(zhì)量差，難以與空氣迅速形成良好的可燃氣體和及時(shí)著(zhù)火燃燒， 甚至不能著(zhù)火， 致使起動(dòng)困難。

 

2、順利起動(dòng)應該具備的條件

（1）要有足夠的起動(dòng)轉速。一般要求直噴式柴油機的起動(dòng)轉速為100-125rpm以上

（2）氣缸的密封性要好。這可使起動(dòng)時(shí)漏氣量減少，保證壓縮終了時(shí)氣體有足夠的燃燒溫度和壓力。

（3）要求柴油機的相對運轉部件之間的配合間隙適當，且潤滑良好。

（4）蓄電池要有足夠的起動(dòng)電容量，且起動(dòng)電路的技術(shù)狀況正常。

（5）起動(dòng)油量要符合規定，噴射質(zhì)量良好，且噴油提前角要符合要求。

（6）使用的燃料符合要求。

 

3、冬季解決起動(dòng)困難的原則和措施

（1）選擇合適牌號的機油和柴油。

（2） 加大三濾的維護頻次，以免堵塞。

（3） 合適濃度的防凍防銹液（冷卻液）。

（4）冷卻液加熱器。

（5）燃油加熱器。

（6） 機油加熱器。

 

發(fā)動(dòng)機預熱裝置

 

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