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柴油發(fā)電機冬天低溫啟動(dòng)的方法和技巧 |
摘要:柴油發(fā)電機在北方冬季低溫環(huán)境下啟動(dòng)困難,且需要長(cháng)時(shí)間空載跑溫才能加載運行,并且會(huì )引起噪聲污染并增加廢氣排放;加大運動(dòng)零部件的磨損、降低零部件的使用壽命;浪費大量的燃油;在緊急情況下不能保證柴油發(fā)電機能立即起動(dòng)并加載運行等不良影響。經(jīng)康明斯公司研究認為,柴油發(fā)電機的啟動(dòng)性能與缸數、壓縮比、啟動(dòng)時(shí)的環(huán)境溫度、選用油料的規格等因素有關(guān)。因此,必須加裝柴油機預熱裝置,能保證柴油發(fā)電機在低溫環(huán)境下隨時(shí)起動(dòng)加載,并能有效地降低柴油發(fā)電機的運行成本,減少污染。
一、柴發(fā)機組啟動(dòng)步驟
柴油發(fā)電機實(shí)現啟動(dòng)的條件內燃機在靜止狀態(tài)下,不能自行開(kāi)始運轉,必須借助于外力才能開(kāi)始工作。實(shí)現柴油發(fā)電機啟動(dòng)的條件是要有一定的外力矩,以克服各機件運動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力矩、慣性力矩等帶動(dòng)曲軸旋轉,并且還要使曲軸獲得必要的轉速,以保證汽缸內達到著(zhù)火溫度和壓力。因此,實(shí)現這一目的裝置叫柴油機啟動(dòng)系統。標準型柴油發(fā)電機組外形如圖1、圖2所示。
1、常規啟動(dòng)
柴油發(fā)電機可以在不低于0℃或5℃的環(huán)境溫度下順利啟動(dòng)。
① 脫開(kāi)柴油發(fā)電機與負載聯(lián)動(dòng)裝置。
② 將噴油泵調速器操縱手柄推到空載,轉速為700r/min左右的位置。
③ 將電鑰匙打開(kāi),按下啟動(dòng)按鈕,使柴油發(fā)電機啟動(dòng)。如果在12s內未能啟動(dòng),應立即釋放按鈕,過(guò)2min后再做第2次啟動(dòng)。如連續三次不能啟動(dòng)時(shí),應停止啟動(dòng),找出原因并排除故障后再行啟動(dòng)。
④ 柴油發(fā)電機啟動(dòng)成功后,應立即釋放按鈕,將電鑰匙撥回至中間位置,同時(shí)注意機油壓力表的讀數,必須在啟動(dòng)后15s內顯示讀數,其讀數應大于0.05MPa(0.5kgf/c㎡),然后讓柴油發(fā)電機空載運轉3~5min,并檢查柴油發(fā)電機各部分運轉是否正常。例如可用手指感觸配氣機構運動(dòng)件的工作情況,或掀開(kāi)柴油發(fā)電機缸蓋罩殼,觀(guān)察搖臂等潤滑情況。然后才允許加速及帶負荷運轉。
柴油發(fā)電機啟動(dòng)后,空載運轉時(shí)間不宜超過(guò)5min,即可逐步增加轉速至額定值,并進(jìn)入部分負荷運轉。待柴油發(fā)電機的出水溫度高于75℃、機油溫度高于50℃、機油壓力高于0.25MPa(2.5kgf/c㎡)時(shí),才允許進(jìn)入全負荷運轉。
2、低溫啟動(dòng)
低溫啟動(dòng)是指在低于各機型規定的最低環(huán)境溫度下的啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí),用戶(hù)應根據實(shí)際使用的環(huán)境溫度采用相應的柴油機低溫啟動(dòng)輔助措施。然后按常規啟動(dòng)的步驟進(jìn)行。一般采取的低溫啟動(dòng)輔助措施有如下幾種。
① 將柴油發(fā)電機的機油和冷卻液預熱至60~80℃。
② 在進(jìn)氣管內安置預熱進(jìn)氣裝置或在進(jìn)氣管口采用簡(jiǎn)單的點(diǎn)火加熱進(jìn)氣的方法(采用此法務(wù)必注意安全)。
③ 提高機房的環(huán)境溫度。
④ 選用適應低溫需要的柴油、機油和冷卻液。
⑤ 對蓄電池采取保溫措施或加大容量或采用特殊的低溫蓄電池。
低溫啟動(dòng)后,柴油發(fā)電機轉速的增加應盡可能緩慢,以確保軸承得到足夠的潤滑,并使油壓穩定,以延長(cháng)發(fā)動(dòng)機的使用壽命。
圖1 柴油發(fā)電機組外觀(guān)側面示意圖 |
圖2 柴油發(fā)電機組外觀(guān)后視示意圖 |
二、低溫啟動(dòng)的具體方法
低溫條件下,燃料粘度增加而不利于燃油的霧化與燃燒,潤滑油流動(dòng)性變差使各運動(dòng)零部件阻力增大,再加上蓄電池工作能力降低等因素的影響,極易導致發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)困難、機件磨損、功率降低、燃料消耗增加和動(dòng)力性能下降。為保證柴油發(fā)電機組在寒冷條件下能夠安全地投入使用,應當做好日常保養,最好安裝低溫輔助啟動(dòng)系統。
1、熱水預溫法
此種方法適用于采用軟化熱水作為冷卻液,且軟化熱水比較方便的單位。具體做法是:先向冷卻系加注40~50°的溫水(以防猛加沸水使水散熱器芯管、汽缸蓋發(fā)生脹裂),然后連續加熱水(讓水流出缸體),逐漸提高水溫進(jìn)行預熱。當流出的水溫度較高時(shí)再關(guān)閉放水開(kāi)關(guān)即可。
2、蒸汽預熱法
蒸汽預熱法即讓蒸汽通過(guò)管道從水散熱器的下水管進(jìn)入冷卻系,或直接進(jìn)入柴油發(fā)電機冷卻水套,用蒸汽預熱柴油發(fā)電機汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。
3、在進(jìn)氣管內安裝螺旋式電阻加熱器
進(jìn)氣管加熱裝置工作原理如圖3所示。這種裝置由蓄電池供電,啟動(dòng)前接通電源10~30S使螺旋式電阻器發(fā)熱,以加熱進(jìn)入汽缸的空氣,提高柴油發(fā)電機在壓縮終了時(shí)汽缸內的氣體溫度。圖4為進(jìn)氣管加熱器使用時(shí)間與溫度關(guān)系曲線(xiàn)圖。
圖3 柴油機進(jìn)氣加熱器工作原理圖 |
圖4 柴油機電加熱預熱器時(shí)間與溫度關(guān)系曲線(xiàn) |
4、用熱水沖燙進(jìn)氣歧管
即用熱水沖燙進(jìn)氣歧管后,使進(jìn)入汽缸的空氣得到預熱,以提高壓縮終了時(shí)壓縮空氣的溫度,利于柴油著(zhù)火燃燒。
5、在油底殼安裝螺旋式電阻器
該電阻器可加熱油底殼的機油,降低機油黏度,減小啟動(dòng)阻力。應用此種方法時(shí),應控制加熱時(shí)間,避免因加熱時(shí)間過(guò)長(cháng),機油溫度過(guò)高,而導致機油老化變質(zhì)。
6、采用火焰預熱裝置啟動(dòng)
火焰預熱裝置由電子控制器、電磁閥、溫度傳感器、火焰預熱塞(安裝在進(jìn)氣管內)、燃油管及導線(xiàn)組成。該裝置的最低工作溫度為-40°,其工作過(guò)程是:?jiǎn)?dòng)前接通火焰預熱塞,十幾秒鐘后,火焰預熱塞被加熱到900℃(該溫度足以點(diǎn)燃柴油)接通起動(dòng)機,電磁閥自動(dòng)打開(kāi)油路,輸油泵泵出柴油,通過(guò)燃油管經(jīng)電磁閥向火焰預熱塞供油,進(jìn)行火焰預熱啟動(dòng)。
7、采用低溫啟動(dòng)液輔助啟動(dòng)
此方法是在啟動(dòng)前,向柴油發(fā)電機進(jìn)氣歧管中噴入一定比例的低溫啟動(dòng)液。低溫啟動(dòng)液中的乙醚燃點(diǎn)低,在3.25MPa壓力下乙醚的燃點(diǎn)僅為57℃左右,所以柴油發(fā)電機不須達到最低啟動(dòng)轉速的要求,就能點(diǎn)火啟動(dòng)。實(shí)踐證明,使用低溫啟動(dòng)液,可以保證柴油發(fā)電機在氣溫為-45℃時(shí)迅速啟動(dòng)。
8、加裝燃油加熱器
滿(mǎn)足冬季低溫環(huán)境下可以使用低成本的低標號柴油,若此方案還不能達到目的,應裝備的柴油加熱系統,工作原理如圖5所示??刹捎弥鞲眱蓚€(gè)油箱的方案,即大容量的主油箱裝低成本低標號的柴油,小容量的副油箱裝高成本高標號的柴油,高標號柴油滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機在低溫環(huán)境下直接冷啟動(dòng),低標號柴油則在發(fā)動(dòng)機熱機后通過(guò)高溫冷卻液的加熱再向發(fā)動(dòng)機正常供給。
9、加裝水套自循環(huán)電加熱器
該方法是利用隨機柴油,通過(guò)電加熱器附帶的水泵將柴油發(fā)電機冷卻系統內的冷卻液抽出,經(jīng)過(guò)加熱器輻射加熱后再循環(huán)至柴油發(fā)電機汽缸內,此時(shí)汽缸、活塞、活塞環(huán)以及其它摩擦副的溫度隨之升高。工作過(guò)程簡(jiǎn)易圖如圖6所示,這種方式能將柴油發(fā)電機汽缸體溫度加熱到40~50℃左右。柴油發(fā)電機的機油得到加熱后黏度降低,柴油發(fā)電機的潤滑條件得到改善。
圖5 柴油機燃油加熱器工作原理圖 |
圖6 柴油發(fā)電機水套加熱器工作過(guò)程 |
三、低溫啟動(dòng)注意事項
1、控制啟動(dòng)時(shí)間
在低溫啟動(dòng)時(shí),起動(dòng)機連續帶動(dòng)柴油發(fā)電機轉動(dòng)一般不能超過(guò)10S;連續3次不能點(diǎn)火時(shí),應暫停2~3分鐘后再啟動(dòng)。若再啟動(dòng)2~3次仍不能點(diǎn)火時(shí),則應檢查油路中有無(wú)空氣或堵塞,以及空氣濾清器是否堵塞。若一直不停地啟動(dòng),會(huì )使蓄電池過(guò)度放電,將造成極板老化。
2、多種啟動(dòng)方法應使用合理
為過(guò)到最佳啟動(dòng)效果,前述幾種啟動(dòng)方法往往同時(shí)使用。但是低溫啟動(dòng)液輔助啟動(dòng)與進(jìn)氣火焰預熱、低溫低溫啟動(dòng)液輔助啟動(dòng)與進(jìn)氣螺旋電阻加熱不能同時(shí)使用,否則火焰將點(diǎn)燃啟動(dòng)液混合氣而發(fā)生爆炸,引起嚴重后果。
3、使用低溫啟動(dòng)液應注意安全
低溫起動(dòng)液容器應安裝于陰涼通風(fēng)處,遠離高溫熱源,禁止明火靠近,以防爆炸傷人。低溫啟動(dòng)液為易燃品,并有麻醉性,應密封保管,存放在溫度較低,陰涼通風(fēng)的庫房,不可露天存放,儲存中應注意人身安全。不準將低溫啟動(dòng)液加入油箱中,以免產(chǎn)生氣阻。
4、使用電加熱器應正確選油
采用外置強制循環(huán)式電加熱器時(shí),不能使用汽油作燃料,應根據機器使用的環(huán)境溫度,選用適當牌號的輕柴油(或煤油),當與柴油發(fā)電機使用相同牌號柴油時(shí),應保證在使用環(huán)境溫度下,柴油不結冰、不結蠟,防止供油回路堵塞。
5、啟動(dòng)后應低速運轉并查廢氣
柴油發(fā)電機點(diǎn)火后的最初一段時(shí)間內,切忌立即加載運行,否則極易造成拉缸、燒軸、抱瓦等事故。柴油發(fā)電機啟動(dòng)后,應怠速運轉2~3分鐘,然后逐漸加至中速運轉“暖機”。當冷卻液的溫度達到60℃以上時(shí),檢查儀表板上的機油壓力、水溫,以及指示燈是否正常,特別是機油壓力應在0.15~0.50MPa范圍內。在柴油發(fā)電機沒(méi)有任何異響、正常運轉的情況下,逐漸增加負荷進(jìn)行作業(yè)。
一般冷啟動(dòng)時(shí),排氣管會(huì )冒一陣白煙,隨著(zhù)柴油發(fā)電機溫度的升高,白煙應逐漸消失。
總結:
柴油發(fā)電機在啟動(dòng)時(shí),由于潤滑油粘度大、燃料霧化不良、缸壁溫度低等原因,可能會(huì )導致摩擦阻力增大、磨損加劇、排放污染物增加等問(wèn)題。因此,預熱是必不可少的環(huán)節。通過(guò)柴油機預熱器,可以使潤滑油充分流動(dòng),燃料更好地霧化,缸壁溫度升高,從而降低摩擦阻力,減少磨損和排放污染物,提高柴油機的可靠性、動(dòng)力性和經(jīng)濟性。
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