柴油發電機高原功率恢復的試驗研究

柴油發電機高原功率恢復的試驗研究
【摘要】: 為了提高柴油發電機的高原工作能力，以康明斯6cta8.3- g2為例，在康明斯原型柴油發電機的基礎上， 通過合理匹配增壓器進行了高原功率恢復的試驗研究。試驗結果證明該機型的康明斯發電機組在高原地區使用時能夠滿足使用要求。
高海拔柴油發電機組吊裝
高海拔柴油發電機組測試
1、前言
康明斯柴油機作為給發電機組主要配套動力，適應于3000 m以下海拔高度。隨著西部大開發序幕的拉開，各種電力設備在西部的需求量日益增大。但由于環境的巨大變化，低海拔地區使用的柴油發電機不能滿足高海拔地區的使用要求。為了提高柴油發電機的高原工作能力，對6cta8.3-g2原型機進行了一系列的匹配與試驗工作，開發出了能在5000 m海拔高度正常使用的高原柴油發電機。
隨著海拔高度的增加，大氣狀態發生很大的變化，使柴油發電機的進氣量、燃燒、熱損失、燃油消耗率、渦輪增壓器的性能等都發生變化，致使柴油發電機機械負荷和熱負荷狀況與平原地區不同。一般情況下，限制渦輪增壓柴油發電機功率發揮的主要因素是渦輪前燃氣溫度和渦輪增壓器轉速。渦輪轉速提高，會使壓氣機形成較高的增壓壓力，壓比升高，以此來補償因海拔升高所產生的進氣減少，體現了渦輪增壓的自動補償能力。但高壓比同時會引起柴油發電機的進氣溫度過高，導致進氣量減少，柴油發電機性能惡化。通過采用中冷器可以降低增壓器進入氣缸的空氣溫度。理想的高原用柴油發電機是增壓中冷型柴油發電機，能使柴油發電機受環境因素諸如大氣壓力和大氣溫度的影響降到最小。
2、增壓器選型
6cta8.3-g2增壓中冷柴油發電機選用3種增壓器，分別在海拔70 m、2200 m高原恢復功率的試驗研究和3800 m進行試驗對比，試驗結果如表1。從試驗結果看出，3種增壓器在低海拔分不出明顯優劣；高原用柴油發電機恢復功率，應全面考慮整機系1#和3#增壓器在海拔2200 m時的額定點功率相統。優化進排氣系統，降低進氣阻力，加大進氣量，對于原機額定點160 kw功率下降達5%，2#增壓盡量保證燃燒正常進行所需的進氣量；調整和優器的額定功率和最大扭矩均在期望值內，在2200轉匹配供油系統，使燃燒較好，最高爆發壓力是較好的選擇；在海拔3800 m時，1#和3#增壓允許的范圍內，保證機械負荷；調整和優化冷卻系器功率下降較多，增壓器轉速超過130000 r/min，統，使柴油發電機能得到好的冷卻效果，保證柴油發電機熱不能滿足高原柴油發電機對動力性和可靠性的要求。負荷在允許的范圍內。在本試驗研究中，主要是從柴油發電機整機性能發面的分析，2#增壓器是較為對增壓器進行選型和調整最理想的選擇。
表1柴油發電機選配3種增壓器在不同海拔下匹配試驗數據比較
編號
海拔高度
m
額定功率
kw
額定油耗
(kg·h)
最大扭矩(n·m)
最大轉速
(rpm)
最低油耗率
(g·kw·h)
渦前排溫
額定值
℃
渦前排溫
最大值
℃
增壓器轉速
(r/min)
煙度
r/m
1#
70
2200
156.0
149.4
37.6
36.8
901
892
1300
1300
208
213
625
667
648
683
1081
1138
2.2
3.7
3800
143
36.4
891
1500
217
608
未測
1326
2.7
2#
70
2200
158.7
152
37.2
36.5
897
873
1500
1500
206
216
601
674
644
679
1058
1142
2.1
3.9
3800
154.8
38.9
911
1

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