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柴油發(fā)電機組使用要求及方法 |
摘要:本文是針對康明斯柴油發(fā)電機組用戶(hù)在使用期間的指導用書(shū),應配合相應的《康明斯柴油發(fā)動(dòng)機手冊》和《斯坦福交流發(fā)電機手冊》一同閱讀。本文所述的柴油發(fā)電機組設計為工業(yè)用途,理論上用戶(hù)只需考慮發(fā)電機組安裝后只需注入冷卻液和燃料即可以準備運行。但應注意,除了勤加保養以確保發(fā)電機組能正常運作,還要確保由經(jīng)過(guò)基本培訓上崗工作人員對柴油發(fā)電機組進(jìn)行操作。
一、柴發(fā)設備說(shuō)明
康明斯發(fā)電機組的設計是一個(gè)完整的組合,具有完善及可靠的性能。圖1展示了一臺標準型發(fā)電機組的基本構造,圖2是集裝箱發(fā)電機組結構圖。不同種類(lèi)、型號發(fā)電機組構造亦會(huì )有輕微改變。如風(fēng)冷發(fā)電機組不具備散熱水箱,靜音型發(fā)電機組外部加裝集裝箱外罩等。本章對發(fā)電機組各主要部件作一簡(jiǎn)略說(shuō)明。每一臺發(fā)電機組都有一個(gè)銘牌,釘在交流發(fā)電機的外殼上。銘牌的資料用于鑒別發(fā)電機組特征及其操作特征。這些資料應包括型號、機身編碼、輸出電壓、相位及頻率等。發(fā)電機組輸出功率用KVA貨KW表示。為方便用戶(hù)使用,上述資料還會(huì )重復再隨本手冊附送的發(fā)電機組技術(shù)數據表內。發(fā)電機組型號及機身編號均是獨一無(wú)二不會(huì )重復的,當要購買(mǎi)配件及保修服務(wù)時(shí)用戶(hù)需提供這些資料。
1、柴油發(fā)動(dòng)機
柴油發(fā)動(dòng)機是發(fā)電機組的動(dòng)力之源,康明斯發(fā)電機組所使用之柴油發(fā)動(dòng)機屬重工業(yè)型,采用壓燃式4沖程氣缸,是特為驅動(dòng)陸用發(fā)電機而設計制造的,性能安全可靠。該發(fā)動(dòng)機配備有一些特殊的配套件,如筒形干式空氣濾清器,渦輪增壓器(部分型號發(fā)電機組裝配),以及幫助準確控制柴油機之轉速的機械式或電噴(電子)式調速器(部分型號發(fā)電機組裝配)。
(1)柴油發(fā)動(dòng)機的啟動(dòng)系統
根據柴油發(fā)電機不同型號其電氣系統分別使用12或24伏負極接地直流電。柴油發(fā)電機的電氣系統包括一個(gè)起動(dòng)馬達,蓄電池和蓄電池架(大型柴油發(fā)動(dòng)機的蓄電池和蓄電池架安置在發(fā)電機組附近地板上),蓄電池充電馬達。在一般情況下康明斯發(fā)電機組配備一套加液型鉛酸蓄電池組,但如客戶(hù)有要求,亦可配備其他類(lèi)型的蓄電池組,如封閉式免維護鉛酸蓄電池。
(2)冷卻系統
柴油發(fā)動(dòng)機水冷卻系統包括一個(gè)散熱水箱(如圖1a),一個(gè)高能軸流風(fēng)扇及一個(gè)恒溫器。風(fēng)冷發(fā)電機組僅有軸流風(fēng)扇。同時(shí),交流發(fā)電機沒(méi)有獨立的風(fēng)扇來(lái)冷卻它的元件。注意冷卻氣流是先經(jīng)過(guò)交流發(fā)電機,然后經(jīng)過(guò)柴油發(fā)動(dòng)機。
(3)消音器及排氣系統
排氣消音器隨機附上待裝,消音器與排氣系統連接能減低噪音并把發(fā)動(dòng)機燃燒所產(chǎn)生的廢氣排出戶(hù)外。靜音型發(fā)電機組若有二級消音器時(shí),通常一級消音器安裝在靜音箱體內,二級消音器需在現場(chǎng)安裝上。
2、交流發(fā)電機
康明斯發(fā)電機組的輸出電力是由一個(gè)帶防護罩及防滴水保護外殼,防護等級一般為IP23。溫升等級H級,無(wú)碳刷自勵磁、自穩壓式交流發(fā)電機產(chǎn)品,如圖1(b)所示。電源接線(xiàn)箱安裝在交流發(fā)電機的頂部。
3、控制系及機配電線(xiàn)路
發(fā)電機組控制系統(控制屏)有多種型號,每一發(fā)電機組上可根據用戶(hù)需要選配其中一款,用來(lái)操控發(fā)電機組或輸出操控信號,并保護發(fā)電機組不會(huì )因不正確的操作而損壞。
輸出電源斷路器(空氣開(kāi)關(guān))是一個(gè)依發(fā)電機組型號和輸出電流量而選用的輸出電源斷路器被安裝在發(fā)電機組尾部獨立開(kāi)關(guān)箱內,以保護交流發(fā)電機。某些型號發(fā)電機組空氣開(kāi)關(guān)可能與自動(dòng)切換系統或發(fā)電機組控制屏安裝在一起。
4、燃料箱及底座
柴油發(fā)動(dòng)機和交流發(fā)電機都安裝在一個(gè)厚重的鋼制底座上??得魉拱l(fā)電機組裝有減震器,以減少發(fā)電機組和基礎之間所產(chǎn)生的震動(dòng)。這些減震器安裝在柴油發(fā)動(dòng)機/交流發(fā)電機支腳和機底架之間。小型康明斯發(fā)電機組一般都帶有薄鋼板焊制(或整體塑膠式)可供全負載開(kāi)機8小時(shí)的燃油箱,200KW以上一般配置一個(gè)獨立的燃油箱。
5、ATS柜
自動(dòng)化發(fā)電機組需要配置自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)柜,以保證供電的連續可靠性??得魉古鋫湟幐颀R全的ATS系列產(chǎn)品,根據客戶(hù)要求和發(fā)電機組型號選擇匹配產(chǎn)品。
圖1 C140D5康明斯發(fā)電機組前視和后視結構圖 |
圖2 雙層集裝箱柴油發(fā)電機組結構圖 |
二、操作前檢查要求
康明斯柴油發(fā)電機組采用康明斯發(fā)動(dòng)機、斯坦福發(fā)電機以及PCC3.3系列控制器模塊,也可根據用戶(hù)的需求或指定,選用知名品牌的控制器模塊,結合康明斯公司完美的設計,組合成為智能一體化發(fā)電機組??得魉顾袡C型都是經(jīng)過(guò)長(cháng)期的研究及開(kāi)發(fā)而成的,豐富的經(jīng)驗和高超的技術(shù),保證了每臺出廠(chǎng)的柴油發(fā)電機都是可靠性高、經(jīng)濟省油、并達到環(huán)境保護要求的卓越產(chǎn)品。在操作柴油發(fā)電機組時(shí),請參閱相關(guān)的控制系統說(shuō)明資料。
1、冷卻系統檢查
柴油發(fā)電機的冷卻系統結構如圖2所示,電路控制如圖3所示。
(1)打開(kāi)水箱頂部的水箱蓋,檢查水箱的冷卻液是否已加滿(mǎn),如冷卻液不夠,須予以加滿(mǎn),并最終旋緊水箱蓋。
(2)檢查水箱的散熱管、上下水室,發(fā)動(dòng)機的水管及連接膠管有無(wú)破損及滲漏現象,水泵皮帶有無(wú)破損及松馳。
(3)如柴油發(fā)電機組采用開(kāi)式循環(huán),必須先起動(dòng)開(kāi)式循環(huán)的水泵、冷卻塔及打開(kāi)相關(guān)閥門(mén),檢查整個(gè)冷卻系統無(wú)滲漏,整個(gè)開(kāi)式循環(huán)冷卻系統是否處于正常的工作狀態(tài)。
(4)若機房室內氣溫低于0℃時(shí),在柴油發(fā)電機組起動(dòng)前還必須采用水加熱器對發(fā)動(dòng)機的冷卻液進(jìn)行加熱,以保證柴油發(fā)電機組的起動(dòng)成功,同時(shí)須根據機房室內的最低氣溫狀況確定防凍液和水的混合比例,確保不因氣溫過(guò)低導致冷卻液凝固結冰從而損壞發(fā)動(dòng)機本體。
圖3 柴油發(fā)動(dòng)機冷卻系統結構圖 |
圖4 柴油發(fā)動(dòng)機冷卻系統電路控制 |
2、燃油系統檢查
(1)燃油系統供給裝置如圖4所示。對日用油箱和柴油過(guò)濾器進(jìn)行放殘,打開(kāi)日用油箱和柴油過(guò)濾器底部的放殘閥將柴油中的雜質(zhì)及水份放掉。
(2)檢查日用油箱到柴油發(fā)電機組的油管閥門(mén)是否已打開(kāi),柴油發(fā)電機組的進(jìn)回油管有無(wú)滲漏和漏氣現象。
(3)若大氣氣溫高于0℃時(shí),應采用0#輕柴油,若大氣氣溫低于 0℃時(shí),應采用-10或20#輕柴油。
(4)檢查柴油過(guò)濾器的工作時(shí)間是否已超過(guò)法定更換時(shí)間,如采用的柴油較臟,必須縮短柴油過(guò)濾器的更換時(shí)間,為保證柴油發(fā)電機組燃油系統正常的工作和更長(cháng)的工作壽命,建議在日用油箱和柴油過(guò)濾器之間安裝一個(gè)油水分離器,使進(jìn)入柴油過(guò)濾器的柴油更加潔凈,不僅可以延長(cháng)柴油過(guò)濾器的工作時(shí)間,更可保護燃油泵和噴油器等精密偶件。
(5)對于電噴系統機型(油路和信號如圖5所示),可以根據在噴油過(guò)程中所產(chǎn)生的壓力降信號處理方法來(lái)診斷所需的噴油量,應充分利用了該方法,用于識別難以發(fā)現的流量差異現象,同時(shí)將其用于壓力傳感器的壓力調節過(guò)程,并通過(guò)提高量產(chǎn)傳感器的壓力和時(shí)間分辨率來(lái)改善診斷精度。
圖4 柴油發(fā)電機組燃油供給裝置系統 |
圖5 柴油機電噴系統油路和信號診斷 |
3、潤滑系統檢查
(1)檢查潤滑油及機油濾清器的工作時(shí)間是否已超過(guò)法定更換時(shí)間。
如圖6所示,檢查潤滑油標尺的液位是否處于“L”和“H”之間,如低于“L”位,須添加潤滑油,所添加的潤滑油必須符合發(fā)動(dòng)機潤滑油 規格等級,同時(shí)要檢查發(fā)動(dòng)機機油盤(pán)的潤滑油品質(zhì)是否良好,如潤滑油呈乳白色,則說(shuō)明潤滑油中含有大量的水份;如潤滑油異常發(fā)稠,則說(shuō)明潤滑油積碳或其它雜質(zhì)過(guò)多;如潤滑油異常發(fā)稀并且液位漲高,則說(shuō)明柴油已滲漏到機油盤(pán),以上變質(zhì)的潤滑油必須予以 徹底更換,同時(shí)必須請資深的檢修工程師對發(fā)動(dòng)機故障予以排除后 方可添加全新的潤滑油。
(2)添加潤滑油后,對發(fā)動(dòng)機的注油旋塞須旋緊,防止由于松動(dòng)而漏油,更換潤滑油時(shí),須對機油濾清器予以更換,機油濾清器注滿(mǎn)潤滑油后,采用專(zhuān)用的過(guò)濾器扳手旋緊過(guò)濾器,如圖7所示。
(3)檢查潤滑系統的所有管道及密封件有無(wú)滲漏及破損現象,如存在滲漏及破損,須予以排除。
(4)潤滑油及機油濾清器過(guò)期失效、規格等級不符、品質(zhì)不良、容量不足等因素均可導致發(fā)動(dòng)機的運行不良甚至整體報廢。
圖6 柴油發(fā)電機機油標尺查看 |
圖7 機油濾清器安裝孔位置 |
4、進(jìn)排氣系統檢查
(1)檢查空氣過(guò)濾器的工作時(shí)間是否已超過(guò)法定工作時(shí)間,并檢查整個(gè)進(jìn)氣系統有無(wú)破損及漏氣狀況。
(2)檢查柴油發(fā)電機組進(jìn)氣管是否有裂紋或穿孔,卡箍是否靈活,如發(fā)現應擰緊或更換,以確保柴油發(fā)電機組進(jìn)氣系統不泄漏。
(3)檢查并維護柴油發(fā)電機組中冷器用肉眼檢查進(jìn)、出口空氣冷卻器、空氣室、管道、散熱器等是否有裂紋、穿孔或其他損壞。
(4)檢查排氣彎頭、波紋管、排氣管、消聲器有無(wú)破損及漏煙現象。
5、起動(dòng)系統
(1)檢查起動(dòng)馬達、蓄電池的接線(xiàn)頭是否完好及有無(wú)松動(dòng),蓄電池 的電源線(xiàn)有無(wú)破損,蓄電池的電解液液位是否處于正常工作液面。
(2)對于長(cháng)時(shí)間處于備用狀態(tài)的蓄電池,為確保蓄電池的正常工作電量,建議采用浮充電器對蓄電池進(jìn)行日常充電。
7、其它項目檢查
(1)檢查風(fēng)扇皮帶、充電機皮帶的張緊程度及皮帶有無(wú)破損; 檢查風(fēng)扇及水箱的內腔有無(wú)雜物;
(2)檢查發(fā)動(dòng)機的水溫傳感器、油壓傳感器、水溫報警器、油壓 報警器及水箱低水位報警器及接線(xiàn)是否正常;
(3)檢查發(fā)動(dòng)機本體上面及發(fā)電機電控箱上面有無(wú)雜物,發(fā)電機 進(jìn)排風(fēng)防護罩是否安裝,必要時(shí)還要對發(fā)電機內部進(jìn)行檢查有無(wú) 異物進(jìn)入;
(4)檢查發(fā)電機的電源輸出開(kāi)關(guān)是否處于“OFF”的斷開(kāi)位置, 發(fā)電機的輸出電纜的絕緣狀態(tài)是否正常;
(5)發(fā)電機控制箱內的電氣元件狀態(tài)是否處于正常狀態(tài),所有 的電氣接線(xiàn)有無(wú)松脫、斷路或短路。
三、開(kāi)關(guān)機使用方法
康明斯發(fā)電機組開(kāi)關(guān)機工作必須經(jīng)過(guò)培訓的操作員方可上崗操作(如圖8所示),并掌握其控制系統操作步驟和功能(系統框圖如圖9所示)。
1、設備開(kāi)機
(1)當完成柴油發(fā)電機組起動(dòng)前的檢查工作,并確認所檢查的項目全部無(wú)誤后, 方可進(jìn)行柴油發(fā)電機組的起動(dòng)。
(2)起動(dòng)柴油發(fā)電機組時(shí),如柴油發(fā)電機組須進(jìn)行遠程遙控起動(dòng)或市電停電時(shí)自起動(dòng),須將柴油發(fā)電機組控制器的起動(dòng)旋鈕設置在“AUTO”位置;如柴油發(fā)電機組須進(jìn)行人工起動(dòng)時(shí),須將柴油發(fā)電機組控制器的起動(dòng)旋鈕設置。
(3)在“MANUAL”位置。不管是遙控還是人工起動(dòng),在柴油發(fā)電機組起動(dòng)時(shí),柴油發(fā)電機組都必須處于正常工作狀態(tài),所以在柴油發(fā)電機組的待機狀態(tài)時(shí),維護人員須作好柴油發(fā)電機組的日常維護工作,避免設備因緊急起動(dòng)但卻處于非正常工作狀態(tài)。
(4)柴油發(fā)電機組起動(dòng)后,要檢查柴油發(fā)電機組的轉速、頻率、電壓、機油壓力、水溫、 充電機的充電電壓是否正常,發(fā)動(dòng)機及發(fā)電機有無(wú)異響、異震,發(fā)動(dòng)機的排煙煙色是否正常,并觀(guān)察柴油發(fā)電機組有無(wú)漏油、漏水及漏氣現象,建議機組空機運行5分鐘并確認柴油發(fā)電機組以上狀況均正常,并且用電負載的供電線(xiàn)路處于正常的工作狀態(tài)后,方可合上柴油發(fā)電機組的輸出開(kāi)關(guān)帶負載運行。
注意:柴油發(fā)電機組的備用功率僅可作為應急狀態(tài)下短時(shí)間的電力輸出,連續運行時(shí)間不可超過(guò)60分鐘,否則會(huì )引起柴油發(fā)電機組的故障產(chǎn)生。柴油發(fā)電機組的常用 功率是柴油發(fā)電機組在非恒定負載狀態(tài)下的電力輸出,如柴油發(fā)電機組作為工作電源長(cháng)時(shí)間供電,為保障柴油發(fā)電機組的最佳工作壽命,其連續功率輸出建議保持在常用功率在80%左右。
圖8 康明斯柴油發(fā)電機組操作培訓講解 |
圖9 柴油發(fā)電機組控制系統框圖 |
2、空載檢查
機組起動(dòng)后,要檢查機組的轉速、頻率、電壓、機油壓力、水溫、充電機的充電電壓是否正常,發(fā)動(dòng)機及發(fā)電機有無(wú)異響、異震,發(fā)動(dòng)機的排煙煙色是否正常,并觀(guān)察機組有無(wú)漏油、漏水及漏氣現象,建議機組空機運行5分鐘并確認機組以上狀況均正常,并且用電負載的供電線(xiàn)路處于正常的工作狀態(tài)后,方可合上機組的輸出開(kāi)關(guān)帶負載運行,并檢查機組的轉速、頻率、電壓、機油壓力、水溫、充電機的充電電壓、發(fā)動(dòng)機的排煙是否正常,機組有無(wú)異響、異震、漏油、漏水、漏氣現象,如有異常情況,必須斷開(kāi)機組的輸出開(kāi)關(guān),停機檢查,并排除故障后方可重新開(kāi)機。
3、參數的調整
機組頻率一般調至51.5Hz(電子調速機組一般調至50Hz),機組電壓調至400V;對于采用AVR調節系統可按以下步驟進(jìn)行調節:
(1)使發(fā)電機啟動(dòng),且電壓建立。
(2)緩慢的調節AVR上的VOLT鈕(至額定電壓,如電壓不穩定則緩慢的調節AVR上的STAB鈕使電壓穩定。
(3)低頻調節(U/F):將發(fā)電機頻調至45Hz時(shí),再調至LED發(fā)光,之后再回調一點(diǎn)點(diǎn)即可。
(4)穩定調節(STAB):緩慢調節STAB可變AVR與發(fā)電機電磁間的值,調節過(guò)大會(huì )使壓不穩,大小會(huì )使重載時(shí),瞬間電壓變化大。建議指針式電壓表DC監視磁場(chǎng)F+、F-,調節“STAB”使指針晃動(dòng)最小即可如此亦可改善重載時(shí)的電壓變動(dòng)率。
(5)無(wú)功調差(DROOP):PF0.8時(shí)DROOP可補償額定電壓的0~5%。
(6)如果發(fā)電機失磁,須外接12V蓄電池進(jìn)行充磁,此時(shí)需拆下F+、F-至少其中一根線(xiàn),且不得在開(kāi)機狀態(tài)下充磁(充磁時(shí)間約3-5秒)。注意:不能用24V勵磁線(xiàn)圈充電,以防對勵磁線(xiàn)圈造成傷害。
4、逐步帶載
為了整機進(jìn)行磨合,首次機組帶載應逐步加載運行,加載情況分別為20%、50%、75%和100%,75%額定負載前,每階段不得小于30min,根據機組類(lèi)型,可帶載110%短期運行,以檢查機組的動(dòng)力性;
5、設備停機
(1)柴油發(fā)電機組停機前,須先將用電負載轉移到其它供電電源上或停掉用電負載,然后將柴油發(fā)電機組的輸出開(kāi)關(guān)斷開(kāi),處于“OFF”狀態(tài),讓柴油發(fā)電機組空載運行5- 10分鐘,使發(fā)動(dòng)機的部件處于良好的潤滑及冷卻狀態(tài),最后,將柴油發(fā)電機組控 制器的旋鈕旋到“OFF”停機狀態(tài)。
(2)如柴油發(fā)電機組不能停機或處于怠速運行狀態(tài),可能是由于停機電磁閥安裝 不當或工作不良和控制器故障而引起,此時(shí)可手動(dòng)將高壓油泵的油門(mén)推到最小的位置或敲擊PT油泵的停機電磁閥閥體使燃油斷開(kāi)供應,如以上措施仍未能停機或控制器產(chǎn)生故障,可采用關(guān)掉日用油箱到柴油過(guò)濾器 的油管閥門(mén)進(jìn)行臨時(shí)停機,停機后必須通知資深的專(zhuān)業(yè)工程師對柴油發(fā)電機組進(jìn) 行檢查,并排除故障。
(3)柴油發(fā)電機組停機后,檢查柴油發(fā)電機組的冷卻系統、燃油系統、潤滑系統有無(wú)滲漏現象,若有必須請專(zhuān)業(yè)的工程師予以檢查排除。
(4)對于開(kāi)式循環(huán)的柴油發(fā)電機組,在柴油發(fā)電機組停機后,對開(kāi)式循環(huán)的冷卻塔、水泵、電控箱、閥門(mén)及相關(guān)管道進(jìn)行一次全面的檢查,確認所有部件處于正常的工作狀態(tài)后再停掉冷卻塔、水泵。
(5)在柴油發(fā)電機組停機后,必須對柴油發(fā)電機組的冷卻系統、潤滑系統、燃油系統、進(jìn) 氣系統、排氣系統、起動(dòng)系統及其它系統按柴油發(fā)電機組起動(dòng)前的檢查工作進(jìn)行一次全面的檢查,以確保柴油發(fā)電機組處于正常的待機狀態(tài)。如柴油發(fā)電機組需自動(dòng)啟動(dòng),控制器的啟動(dòng)旋鈕設置在“AUTO”位置。
6、檢查自動(dòng)保護功能
一般發(fā)電機組的保護功能有低油壓、高水溫、超速,調整或模擬上述三種超常狀態(tài),檢驗發(fā)電機組的保護和停機功能。
7、檢驗其他功能
對于自動(dòng)化發(fā)電機組,發(fā)電-市電自動(dòng)切換系統、自動(dòng)并車(chē)系統,應根據相應要求進(jìn)行檢驗和調試,以滿(mǎn)足自動(dòng)化供電的要求。將柴油發(fā)電機組控制屏、ATS控制屏控制狀態(tài)設置在“AUTO”位置,模擬市電故障,觀(guān)察柴油發(fā)電機組在規定時(shí)間內是否自動(dòng)啟動(dòng)成功,ATS是否在規定時(shí)間內轉換到發(fā)電機組供電,市電恢復正常后ATS應在規定時(shí)間內轉換到市電供電,并觀(guān)察發(fā)電機組是否在規定冷卻延時(shí)后自動(dòng)停機。
總結:
柴油發(fā)電機組在正常運行時(shí)甚為安全。但安全最終還要建立在機組安裝者、操作者、維修保養人員的責任心上。操作員應了解基本的安全注意事項,還有怎樣識別危險報警情況,在對發(fā)電機組進(jìn)行安裝、操作、維保、修理之前需要閱讀并弄懂基本注意事項。大多數事故都是由于安裝、操作、維保、修理時(shí)不遵守基本安全規則和操作、技能及工具使用不當引起的。因此,操作員一定要嚴格遵守康明斯手冊中規定的操作規程,可最大限度的減少不安全因素。此外,特別提醒用戶(hù):康明斯發(fā)電機組需由經(jīng)授權或經(jīng)過(guò)訓練之工作人員操作,操作員需明白安全預防措施及操作程序。
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