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柴油发电机的主要排放问题都比照欧洲标准限制排放
1.柴油发电机的主要排放问题
发电机组运行时排放的HC、同城CO和NOX、同城燃油蒸汽、同城硫酸雾等有害成分,使空气被污染,对人类、同城生态环境和经济发展的影响越来越大,这是当今世界 的环境问题之一。为解决这一难题,目前一般采用机内净化技术和机外净化技术。例如:电喷发电机加装催化转化器可有效降低排气污染。稀燃技术可以有效地改善汽油机油耗,降低有害排放物(主要是NOX)排放。采用EGR(废气再循环)发动机NOX排放量比相应的发动机排放量平均要低50%。
对发电机排放进行必要的限制有助于改善环境质量。因此,世界各国都对发电机排放做了较严格的限制。例如:美国1998年实施的重型柴油机标准要求NOX排放量为4g/(hph)。
发电机制造商协会与美国加利福尼亚大气资源局(CARB)及环境保护局(EPA)达成了一项协议,即到2004年,在使用洁净柴油燃料的前提下,其产品的NOX和HC排放缸量之和为2.5g/(hph),PM(颗粒)的排放量为0.1g/(hph)。如果不使用洁净燃料,则NOX和HC排放量之和为3.5g/(hph)。
2.降低排放的目标
由于欧洲对内燃机的排放限制比较严格,世界各国各地都比照欧洲标准限制排放。
康明斯是全球发动机企业中能够将柴油发电机组的五大关键系统,即进气处理系统、同城滤清和后处理系统、同城燃油系统、同城电控系统和缸内燃烧优化设计,全部自主开发的跨国企业,可以为客户提供的“ 一站式”排放解决方案。
● 优异的动力性 输出功率可达500Kw, 输出扭矩2990N.m,保证各种使用状态下的动力充沛
● 超低油耗 采用康明斯XPI超高压共轨燃油喷射系统及CTT大流量涡轮增压器,并结合康明斯先进的动力缸设计和电子控制系统,大大低燃油消耗,确保发动机在不同工况和应用中的出色燃油经济性
● 出色的可靠性 采用全球领先的工程技术与分析工具并结合中国用户使用状况设计,在强大的传感器和电控系统的支持下,发动机具备更强的高海拔运行能、同城低温运行和大负荷持续运行能力,零下40 至60 摄氏度、同城5200 米海拔发动机都可运转自如
● 出色的适用性 超高的重量功率密度和升功率密度方便用户安装和运输,便于用户维修保养
● 更低排放 采用机内净化方案,可满足医院、同城学校等对排放有更严格要求的场所的使用需求
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交流发电机和发电机组额定值的定义
交流发电机上的kVA额定值主要受绕组绝缘系统的热能力控制
交流发电机的额定值定义了其向连接负载提供电力的能力。额定值以kVA为单位,并且是在发电机组应用中交流发电机选型的起点。虽然在选型和选择过程中还必须考虑其他因素,但本文讨论的主题包括额定值和占空比的定义、行业中使用的术语以及这如何为协助GOEM为其发电机组选择合适的交流发电机提供信息。
交流发电机额定值
交流发电机的kVA额定值主要取决于绕组绝缘系统的热容量和所需的预期使用寿命。对于给定的使用寿命,绝缘等级越高,交流发电机运行时的热量越高。
下表列出了用于对绝缘系统的性能进行分类的字母和相应的标称工作温度。
现代绕组绝缘的行业标准是低压系统为H级(<1kV),中压和高压系统为F级(>1kV)。
然而,应该注意的是,分配给绝缘系统等级的字母不一定与交流发电机额定的温升等级相同。如果交流发电机上的kVA额定值导致运行温度低于绝缘系统的标称容量,则运行寿命会延长。相反,如果kVA额定值导致高于绝缘系统标称能力的工作温度,则工作寿命会缩短。
这两种情况都是可接受的运行条件,但是在为特定应用选择交流发电机时,必须考虑交流发电机绕组的预期寿命。
示例:备用电源与主电源应用
在典型的备用电源应用(例如医院)中,每年的运行时间很可能少于200小时。在安装的整个生命周期内,例如15年,这相当于总共多3000小时运行时间。鉴于运行时间相对较低,交流发电机可以在更高的温度下运行,因此额定值相对较高。
出于这个原因,客户将在备用应用的交流发电机上达到kVA额定值峰值。
然而,在连续运行的应用中,例如嵌入式发电方案,运行时间可能高达每年8000小时。这相当于在同样的15年期间运行超过120000小时。在这种情况下,绕组的温度必须使用相对较低的kVA额定值来降低。
因此,客户的交流发电机将达到F级甚至B级kVA额定值。
热损伤曲线说明绝缘寿命随工作温度的变化,并与其他工具结合使用,以便在为特定发电应用的交流发电机指定额定值时做出选型和选择决定。
发电机组额定值
发电机组额定值原理引入了备用和主电源应用的概念。在ISO8528-1的指导下,发电机组额定值的定义按应用分为四个类别。
■ 应急备用电源,(ESP额定值)
■ 限时主电源,(LTP额定值)
■ 主要额定功率,(PRP额定值)
■ 连续运行功率,(COP额定值)
每个定义都规定了以下标准:
■ 负载类型
其中包括可变负载,即负载循环的幅度和持续时间不同,另外还有恒定负载,即负载保持恒定水平,但负载循环的持续时间可能会有所不同。
■ 每年运行小时数
将平均负载水平与发电机组的指定额定值进行比较,并表示为额定kVA的百分比。发电机组必须能够在规定的小时数中在平均负载水平运行。
■ 过载要求
过载能力表示可在指定的持续时间内高于指定kVA额定值的百分比。
交流发电机额定值的术语和定义因行业而异,与发电机组使用的术语和定义不一致。交流发电机的定义以国际标准ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全国标准(如NEMA MG 1-32(北美))为指导,这些标准本身引入了进一步的变化。
下表总结了根据ISO 8528-1对发电机组的定义以及ISO 8528-3和IEC 60034-1对交流发电机的定义。尽管存在差异,但该表显示了如何匹配交流发电机与发电机组的额定值和运行负荷。
需要注意的是,与标准相比,GOEM可能决定提供更高水平的性能,例如更高的平均负载或更长的运行时间。
在将交流发电机与发电机组额定值和应用相匹配时,需要考虑到这一点。
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发电机组三相负荷不平衡会有什么危害
柴油发电机一级负荷,要求供电系统无论是正常运行还是发生事故时,都能保证其连续供电。因此对一级负荷,应由两个独立的电源供电,并按生产的需要和允许停电的时间,采用双电源自动或手动切换,或采用双电源分组同时供电的接线,一般情况下,还应有应急电源作备用。如果一级负荷不大,则可采用蓄电池、自备发电机等设备,或者从邻近的单位取得第二个独立电源。这里所说的两个“独立电源”,是指其中任一个电源发生故障或停电检修时,而不致影响另一个电源继续供电。
一、柴油发电机厂家简要分析发电机组三相负荷不平衡的危害,主要分为以下几点:
1)影响设备的运行出力,发电机设备容量设计是按三相负荷条件来确定的,如果三相负荷不平衡,设备容量只能以三相负荷中 一相为限,因此设备出力降低。
2)中性线就有电流通过,低压供电线路损耗增大。
(3)造成三相电压不对称,使中性点电位产生位移。
(4)中性电流过大,使配电变压器运行温度升高,严重时会将变压器烧坏。
(5)影响电动机的输出功率,并使绕阻温度升高。三
(6)使有的相电压高,另外的相电压降低
(7)中性线电流过大,异线可能会烧断
3)旋转电机在不对称状态下运行,会使转子产生附加损耗及发热,从而引起电机整体或局部升温,此外反向磁场产生附加力矩会使电机出现振动。 对发电机而言,在定子中还会形成一系列高次谐波。
4)引起以负序分量为启动元件的多种保护发生误动作,直接威胁电网运行。
5)对发电机、变压器而言,当三相负荷不平衡时,如控制 相电流为额定值,则其余两相就不能满载,因而设备利用率下降,反之如要维持额定容量,将会造成负荷较大的一相过负荷,而且还会出现磁路不平衡致使波形畸变,设备附加损耗增加等。
二、发电机操作时需要注意的问题
1.操作人员必须经过专门训练方可独立操作,操作电工还必须取得特种作业操作证;
2.保持机房整洁,发电机附近不得存放燃油或其他易燃物品,并设置消防器材。发生火灾时,必须迅速切断电源,进行扑救;
3.发电机到配电盘或用电设备的导线,必须绝缘良好,接头牢固,并应安装在铁管或线槽内,不得随便拖在地面;
4.发电机运行时,严禁人体接触带电部分;柴油机运行中,不得触及排气管和废气增压机等热源,以防烫伤;
5.遇有“飞车”时,应迅速、果断设法切断燃油供给,使柴油机停止工作;
6.酸性蓄电池在充电时严禁烟火,要求机房通风良好以防爆鸣。