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高原環(huán)境對柴油發(fā)電機組的影響以及應對措施
高原環(huán)境對柴油發(fā)電機組的影響以及應對措施
由于我國地廣人稀，各個地方的海拔高度各不相同，而我國目前生產(chǎn)銷售的柴油發(fā)電機組，一般只適用于海拔1000米以下。根據(jù)GB/T2819規(guī)定，在海拔1000m以上、3000m以下，采用功率修正的辦法。
在高原地區(qū)，由于環(huán)境因素的變化，導致工程機電裝備的實際使用條件與原設計條件產(chǎn)生了較大的差異，致使工程機電裝備的性能及可靠性嚴重下降，給國家經(jīng)濟建設和國防建設造成了持續(xù)不斷的損失。因此，加強工程機電裝備高原環(huán)境適應性技術(shù)的基礎研究工作，對發(fā)展高原型工程機電裝備是*的。
受高原特殊環(huán)境條件的影響，柴油發(fā)電機組原動機功率下降，機油柴油油耗增加，熱負荷上升，對發(fā)電機組功率及主要電氣參數(shù)產(chǎn)生較大影響；即使是強化增壓型發(fā)電機，由于原動機受高原條件影響的實質(zhì)并未改變，只是性能下降幅度有所減小，問題依然存在。所以發(fā)電機組油耗率、熱負荷升高和可靠性的下降給用戶和國家造成的經(jīng)濟損失每年可達億元，嚴重影響高原地區(qū)的社會效益和*軍事裝備保障的有效性；動力性的下降，致使柴油發(fā)電機在使用時應有的負荷能力下降，造成設備和電網(wǎng)因電力供應不足，無法達到應有的工作和生產(chǎn)能力。
下面，我們從理論分析出發(fā)，結(jié)合實例，來探討高原環(huán)境對柴油發(fā)電機組性能的影響及其對策措施。
要解決因高原環(huán)境引起的柴油發(fā)電機組電功率下降問題，首先要解決原動柴油機的功率下降問題。通過功率恢復型增壓中冷等一系列高原適應性成套技術(shù)措施，可以有效地恢復柴油發(fā)電機組原動柴油機的動力性、經(jīng)濟性、熱平衡性及低溫起動性能，從而使發(fā)電機組電氣性能恢復到原有水平，并將在較寬海拔高度范圍內(nèi)具有很強的環(huán)境適應能力。
1、發(fā)電機組的輸出電流將隨海拔高度的變化而變化。海拔升高，發(fā)電機組的功率即輸出電流下降、油耗率上升，這種影響還不同程度地要波及到電氣性能指標。
2、發(fā)電機組的頻率是由其本身結(jié)構(gòu)決定的，頻率的變化與柴油機轉(zhuǎn)速成正比關系。由于柴油機的調(diào)速器為機械離心式，其工作性能不受海拔高度變化的影響，所以穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率的變化程度應與低海拔地區(qū)相同。
3、負載的瞬時變化，必將引起柴油機扭矩的瞬時變化，而柴油機的輸出功率不會發(fā)生瞬時變化。一般來說，瞬時電壓和瞬時轉(zhuǎn)速這兩個指標不受海拔高度的影響，但對于增壓型機組，由于增壓器響應速度的滯后影響了柴油機轉(zhuǎn)速的響應速度，這兩個指標有所升高。
4、根據(jù)分析試驗證明，柴油發(fā)電機組隨海拔高度上升功率下降、油耗率上升、熱負荷升高，性能變化十分嚴重。 實施增壓中冷功率恢復高原適應性成套技術(shù)措施后柴油發(fā)電機組各項技術(shù)性能在海拔4000m可以恢復到原出廠值，對策措施是*有效可行的。
就以上問題伊藤發(fā)電機提出以下解決措施：
功率恢復型增壓技術(shù)
功率恢復型增壓主要是對非增壓柴油機在高原功率下降的情況下采取的增壓措施，它通過增壓供氣，增加氣缸的充氣密度，以提高過量空氣系數(shù)，達到缸內(nèi)燃油充分燃燒、恢復平均有效壓力的目的，使其功率恢復到原機低海拔標定水平，期間其供油量保持不變。因此，良好的增壓匹配是發(fā)電機組性能恢復zui重要的技術(shù)關鍵。
中冷措施
進氣經(jīng)增壓后，其溫度隨壓力同時升高，影響進氣密度及功率恢復，并造成熱負荷和排溫的急劇升高，進一步影響到可靠性。采用中間冷卻裝置對增壓進氣進行冷卻，有利于降低熱負荷，并進一步提高功率，其與增壓措施的配合是提高功率和可靠性的關鍵一環(huán)。
熱平衡控制
增壓恢復功率后，原機冷卻系統(tǒng)已不能滿足要求。原因在于高原環(huán)境下，空氣密度下降，冷卻水沸點降低，如若采取水中冷措施，更增加了新的熱源，為此需重新調(diào)整選配合適的水箱和風扇參數(shù)，使柴油機熱平衡得到合理控制。
增壓型空氣濾清系統(tǒng)
柴油機增壓時供氣量將增加，尤其針對高原沙塵大的特點，要求空濾器應盡可能具有效率高、阻力小、流量大、壽命長、體積小、重量輕、成本低、保養(yǎng)易等特點。
高原低溫起動
高原低溫起動條件比較嚴酷。海拔4000m以內(nèi)溫度雖不是很低(-30℃)，但由于氣壓低，起動時壓縮終點壓力及溫度不夠，以及增壓裝置對起動進氣的阻滯作用，因此使起動狀況不佳。但對機組來講，有利的方面是起動負荷相對較低，可在起動后溫度上升至適當狀況再加載。根據(jù)多年低溫起動試驗研究，考慮采用預熱起動并輔以低溫電瓶組合措施。
增壓潤滑系統(tǒng)
增壓器是高溫、高速旋轉(zhuǎn)的部件，轉(zhuǎn)速高達105r/min，冷卻潤滑極為重要，其油料需增壓油品，并同時適用柴油機系統(tǒng)。
試驗證明，柴油發(fā)電機組隨海拔高度上升功率下降、油耗率上升、熱負荷升高，性能變化十分嚴重。
實施增壓中冷功率恢復等高原適應性成套技術(shù)措施后柴油發(fā)電機組各項技術(shù)性能在海拔4000m可以恢復到原出廠值，對策措施是*有效可行的。
只有正確認識高海拔地區(qū)對柴油發(fā)動機的功率影響的危害性，才能正確合理地選購適合自己使用的伊藤動力柴油發(fā)電機組，以免造成不必要的浪費。