Схемы охлаждения дизель генераторов

Схемы охлаждения дизель генераторов

Дизель-генератор 18-9ДГ. Система охлаждения

Предназначена для охлаждения втулок и крышек цилиндров дизеля, корпуса турбокомпрессора и выпускных коллекторов.

На дизель-генераторе применена двухконтурная принудительная, замкнутого типа система охлаждения, в которой циркуляция охлаждающей воды проводится двумя одинаковыми по конструкции водяными центробежными насосами.

Холодный контур охлаждения. Охлаждающая жидкость из секций радиатора холодного контура по трубе поступает во всасывающую полость водяного насоса, который подает ее по трубе в охладитель наддувочного воздуха и по трубе в охладители водомасляные, далее охлаждающая жидкость по трубе отводится в радиаторные секции (рис. 60).

image

Рис. 60. Схема системы охлаждения.

Горячий контур охлаждения. Охлаждающая жидкость из секций радиатора горячего контура по трубе поступает во всасывающую полость водяного насоса горячего контура.

Водяным насосом охлаждающая жидкость подается в коллекторы, расположенные вдоль рядов цилиндров, далее по каналам поступает на охлаждение втулок цилиндров, крышек цилиндров, выпускных коллекторов, после чего поступает на охлаждение турбокомпрессора, откуда по трубе отводится в радиаторные секции тепловоза.

Воздух, вытесняемый при заполнении системы охлаждения и пар, образующиеся в контурах, отводятся по трубам, через вентиль, в расширительный бак. Трубы предназначены для пополнения контуров охлаждающей жидкостью и создания постоянного подпора на всасывании водяных насосов. Трубы необходимо подсоединять на расстоянии не более 0,5 м от всасывающих фланцев водяных насосов.

Вентили используются только при проверке системы на плотность, их необходимо закрывать на период проверки на плотность, а при работе дизель- генератора они должны быть полностью открыты и зафиксированы.

Слив воды из системы охлаждения и ее заполнение охлаждающей жидкостью производится по трубам через вентили. Пополнение системы охлаждающей жидкостью производится из отдельной емкости ручным насосом по трубам через вентили. Для исключения переполнения бака расширительного предусмотрена вестовая труба с вентилем, по которой сливаются излишки охлаждающей жидкости при заполнении системы.

На расширительном баке установлен паровоздушный клапан с трубкой.

В системе предусмотрен подвод горячей воды по трубе, через вентиль, к калориферу обогрева кабины машиниста и отвод воды из калорифера на всасывании водяного насоса горячего контура по трубе через вентиль. По трубе, через вентиль, отводится воздух от калорифера при заполнении системы охлаждающей жидкостью. Вентиль необходимо также открывать перед каждым пуском дизель-генератора после длительной стоянки тепловоза во избежание образования воздушной пробки и замерзания в холодное время труб, идущих к калориферу.

При необходимости калорифер может быть отключен вентилями. Из охладителя водомасляного охлаждающая жидкость сливается по трубам, через вентиль.

Давление охлаждающей жидкости в контурах контролируется манометрами, подсоединенными к штуцерам и после насоса горячего контура. Температура охлаждающей жидкости на выходе из дизеля контролируется температурным датчиком, установленным в штуцер.

Дизель-генератор 18-9ДГ. Насос водяной

Предназначен для подачи охлаждающей жидкости в систему охлаждения дизеля и устанавливается на приводе насосов. Рабочее колесо насоса размещено в улитке, которая крепится к кронштейну.

Вращение колеса осуществляется валом, который установлен на шарикоподшипниках, размещенных в кронштейне.

Вал приводится во вращение от привода насосов посредством шлицевого соединения. Смазка к шарикоподшипникам поступает через отверстие в шлицевом валу привода насосов и по каналу вала. Фиксация рабочего колеса от проворота на валу обеспечивается конусным сопряжением при затяжке болта и замочной пластины (рис. 61, рис. 62).

Торцовое уплотнение состоит из колец уплотнительных, контактные поверхности которых изготовлены из силицированного графита. Кольцо уплотнительное устанавливается на вал через резиновое кольцо. Кольцо уплотнительное вставляется во фланец через резиновое кольцо. Кольца уплотнительные при помощи пружины и кольца находятся в постоянном контакте: кольцо уплотнительное с валом, а кольцо уплотнительное с фланцем.

Уплотнение масляной полости состоит из отражателя, втулки-лабиринта, на которой имеется маслосгонная резьба, и фланца-лабиринта.

image

Рис. 61. Насос водяной.

image

Рис. 62. Насос водяной.

Дизель-генератор 18-9ДГ. Система вентиляции картера

Предназначена для отсоса газов из картера и создания в нѐм разрежения, предотвращающего утечки масла и газов через зазоры у валов, выходящих наружу, а также через неплотности в соединениях. Основными элементами системы

вентиляции являются маслоотделитель, датчик разрежения, заслонка управляемая, манометр жидкостный и трубы, соединяющие эти сборочные единицы с картером дизеля и с всасывающим патрубком турбокомпрессора (рис. 63).

image

Рис. 63. Система вентиляции картера.

Отсос газов из картера осуществляется через канал в раме. В канале рамы в результате изменения направления потока газа происходит отделение наиболее крупных частиц масла.

Затем картерные газы и газы, отсасываемые из лотка (корпуса распределительного вала), поступают в маслоотделитель, снабженный сетчатыми элементами (рис. 64). Частицы масла осаждаются на этих элементах, стекают по ним в нижнюю часть маслоотделителя и по трубе сливаются в раму. В системе вентиляции дизель-генератора предусмотрена автоматическая регулировка разрежения (датчик разрежения и заслонка управляемая), позволяющая поддерживать значение параметра разрежения на минимально допущенном уровне 0

— 0,392кПа (0 ÷ 40 мм вод.ст.) во всем диапазоне рабочих режимов. Для ручной регулировки величины разрежения в картере предназначен шибер. Положение шибера определяется по риске на оси шибера. На рисунке шибер показан в положении «Закрыто».

Дизель-генератор 18-9ДГ. Манометр жидкостный

Предназначен для замера разрежения в картере дизеля и подачи сигнала в электрическую схему тепловоза на остановку дизеля в случае повышения давления в картере выше заданного предела. Состоит из корпуса, изготовленного из прозрачного органического стекла с V-образным каналом, шкалы, контактной колодки с двумя проволочными электродами и штуцера. Канал залит водным

раствором с содержанием 5 — 10 % поваренной соли и 1 — 2 % бихромата калия до уровня нулевой отметки шкалы.

Штуцер соединен трубкой с картером дизеля, а электроды – с электрической схемой тепловоза. При увеличении давления выше допустимого в картере дизеля водяной столб в канале поднимается, замыкает электроды и, воздействуя через электрическую схему на тяговый электромагнит регулятора, останавливает дизель (рис. 64).

image

Рис. 64. Маслоотделитель и диффманометр.

Дизель-генератор 18-9ДГ. Система регулирования разрежения

Предназначена для поддержания разрежения в картере на всех режимах работы дизеля в заданных пределах. Принцип действия системы заключается в использовании давления масла, пропорционального величине разрежения в картере, для управления заслонкой, изменяющей сечение канала отсоса картерных газов (рис. 65). Система состоит из датчика разрежения и управляемой заслонки, соединенных трубопроводом. При работе дизеля масло после фильтра по трубе через кран поступает к дросселю датчика разрежения.

Проходя последовательно дроссельные отверстия в диафрагмах и камеры между ними, образованные проставочными кольцами, турбулентный поток масла теряет напор, превращаясь в ламинарную струйку, и выходит из дросселя в полость, канал и к отверстию сопла с малой скоростью. Мембрана прокладкой прижимается к соплу благодаря усилию пружины, а также и разрежению в картере, действующему на площадь мембраны (полости датчика разрежения соединены через отверстия во фланце прилива, на котором установлен датчик, с полостью привода насосов, а, следовательно, с картером). Это создает подпор масла в сопле и во всем трубопроводе после дросселя.

image

Рис.65. Система регулирования разрежения.

Величина подпора пропорциональна разрежению в картере. Зависимость давления подпора от разрежения определяется соотношением эффективной площади мембраны и площади отверстия сопла. Таким образом, масло (под давлением, которое пропорционально разрежению) из канала по трубопроводу поступает к корпусу управляемой заслонки. Воздействуя на мембраны, оно перемещает тягу вправо от упора и, преодолевая натяг пружины обратной связи, поворачивает заслонку против хода часовой стрелки, т.е. в сторону перекрытия канала отсоса картерных газов. При этом отсос газов замедляется, рост разрежения в картере ограничивается. Величины разрежения, при которых заслонка начинает прикрывать канал и полностью его перекрывает, определяется регулируемой величиной усилия пружины и ее жесткостью. При уменьшении разрежения в картере плотность прилегания прокладки мембраны датчика разрежения снижается, следовательно, пропуск масла через сопло увеличивается, и во всем масляном тракте после дросселя подпор уменьшается. Усилие воздействия масла на мембраны управляемой заслонки ослабевает, и под действием пружины заслонка поворачивается по ходу часовой стрелки на открытие канала отсоса картерных газов. Разрежение в картере возрастает до заданной величины.

Дизель-генератор 18-9ДГ. Датчик разрежения

Установлен на приливе заднего корпуса привода насосов, со стороны ряда А. Он является чувствительным элементом системы и преобразует разрежение в картере в пропорциональное ему давление масла. Датчик состоит из литого алюминиевого корпуса и литой алюминиевой крышки, скрепленных шпильками. Между ними установлена мембрана с наклеенными с обеих сторон и скрепленными вместе дисками из алюминиевого сплава. На диск наклеена уплотнительная прокладка. В корпус на прокладке ввернуто сопло, которое своей рабочей кромкой торца

Читайте также  Бмп 3 схема трансмиссии

упирается в прокладку мембраны. Пружина поджимает мембрану к соплу и стабилизирует ее начальное положение. В корпус также ввернут дроссель, в котором собран пакет из чередующихся 25 штук диафрагм (с отверстием диаметром 1,5 +0,25 мм) и 26 штук проставочных колец. Отверстие каждой последующей диафрагмы расположено диаметрально противоположно отверстию предыдущей диафрагмы. В пакете первой и последней деталями являются проставочные кольца. С одной стороны пакет упирается во втулку, а с другой – поджимается упором. Через штуцер картерные газы подводятся к жидкостному манометру (рис.66).

image

Рис. 66. Датчик разрежения и заслонка управляемая.

Дизель-генератор 18-9ДГ. Заслонка управляемая

Установлена на маслоотделителе, обеспечивает разрежение в картере дизеля в заданных пределах, является исполнительным элементом системы регулирования разрежения.

image

Рис. 67. Заслонка управляемая.

Пропорционально давлению масла, создаваемому в системе датчиком разрежения, заслонка управляемая изменяет сечение канала отсоса картерных газов. Ее устройство следующее: в чугунном литом корпусе закреплена винтами в прорези валика овальная заслонка. Валик поворачивается в двухрядных радиально — сферических подшипниках. На наружном конце валика надета шкала, нулевое деление шкалы находится против риски (заслонка полностью открыта, т.к. расположена вдоль корпуса). В отверстие рычага вставлена ось, обеспечивающая соединение этого рычага с раздвижной тягой через сферический подшипник. Левый конец тяги упирается в шток крепления двух мембран. Длина тяги отрегулирована так, что при упоре рычага в штифт шток сдвинут влево до упора в корпус (рис. 66).

Растяжение пружины обратной связи регулируется винтом, ввернутым в корпус. Осевое смещение валика, равное 0,05 – 0,2 мм, обеспечивается за счет шлифовки кольца. Снизу установлена крышка. Механизм закрыт кожухом. В камеру подается масло под давлением от датчика разрежения. Величина этого давления определяется величиной разрежения в картере (рис. 67).

Охлаждение ДГУ и ГПУ

ДГУ с воздушным охлаждением двигателя – все установки охлаждаются путем циркуляции жидкого хладагента через масляный охладитель, если он установлен, и через полости в головке блока цилиндров двигателя. Горячий хладагент выходит из двигателя, охлаждается и проходит обратно через двигатель. Обычно устройства охлаждения бывают либо типа хладагент — воздух (радиатор), либо типа хладагент — холодная вода (теплообменник).

В большинстве установок общего типа хладагент охлаждается в установленном на генераторном агрегате радиаторе, через рабочую камеру которого с помощью вентилятора, приводимого в действие двигателем, продувается воздух. В некоторых случаях используется дистанционно установленный радиатор, охлаждаемый вентилятором с электродвигателем. Там, где имеется возможность использования чистой холодной проточной воды, вместо радиатора может использоваться теплообменник; в этом случае хладагент циркулирует через теплообменник и охлаждается проточной водой.

АО «СИНТО» предлагает использовать в качестве выносного радиатора аппараты воздушного охлаждения вентиляторного типа (сухие градирни)

ВЫНОСНОЙ РАДИАТОР

Выносной радиатор с вентилятором, приводимым в действие электродвигателем, может устанавливаться в любом удобном месте на удалении от генераторного агрегата. См. рисунок 1. Конструкция выносного радиатора имеет много полезных особенностей и преимуществ, которые обеспечивают большую гибкость при установке генераторного агрегата в зданиях.

Вентилятор приводится в действие электродвигателем, который потребляет энергию от генератора только в момент потребности в охлаждении (по сигналу термостата). Выносной охладитель может располагаться снаружи здания, где сопротивление воздушного потока мало и температура окружающего воздуха обычно ниже температуры воздуха в генераторной, в результате чего обеспечивается большая эффективность при меньшем размере радиатора, а шум вентилятора не проникает в здание.

Рис 1. ВЫНОСНОЙ ОХЛАДИТЕЛЬ (РАДИАТОР), ПОДКЛЮЧЕННЫЙ НЕПОСРЕДСТВЕННО К СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Выносные радиаторы должны подключаться к системе охлаждения двигателя с помощью трубопровода с хладагентом, включающего гибкие секции между двигателем и трубопроводом.

СИСТЕМА С ВЫНОСНЫМ РАДИАТОРОМ И ТЕПЛООБМЕННИКОМ

Другой тип системы с выносным радиатором использует теплообменник. См. рисунок 2. В данном применении теплообменник выполняет функции промежуточного звена для изоляции системы с хладагентом двигателя от высокого гидростатического напора хладагента выносного радиатора. Насос двигателя заставляет циркулировать хладагент через двигатель и теплообменник.

Отдельный насос обеспечивает циркуляцию хладагента между выносным радиатором и резервуаром теплообменника.

Рис 2. ВЫНОСНОЙ РАДИАТОР, ИЗОЛИРОВАННЫЙ ОТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ ТЕПЛООБМЕННИКА

Теплообменники также используются для охлаждения двигателя без радиатора

ОХЛАЖДЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ТЕПЛООБМЕННИКА

Теплообменник может использоваться там, где имеется возможность непрерывной подачи чистой, холодной проточной воды. В зонах, где чрезмерное содержание в воздухе посторонних материалов может приводить к постоянной закупорке радиатора, например, в местах, где в воздухе имеются древесные опилки, логично использовать охлаждение с помощью теплообменника. Теплообменник охлаждает двигатель путем передачи тепла хладагента двигателя через элементы теплообменника холодной проточной воде. Хладагент двигателя и охлаждающая вода протекают в раздельных, изолированных друг от друга системах, каждый с помощью своего насоса, и никогда не перемешиваются.

Теплообменник полностью заменяет радиатор с вентилятором. См. рисунок 3. Обычно он поставляется как часть генераторного агрегата и устанавливается на двигателе, хотя может устанавливаться и дистанционно. Поскольку в этом случае двигатель не используется для привода вентилятора, не происходит дополнительного расхода мощности.

Для контура проточной воды теплообменника требуется соответствующая экономичная подача холодной воды. Для необходимого поддержания рабочих условий теплообменника нужна мягкая вода. Для режима резервирования предпочтительно использовать воду из скважины, озера или водонапорной башни в отличие от воды из водопровода городской сети, поскольку последний может работать с перебоями при перерывах в электроснабжении, делая невозможным использование генератора.

Статьи

Вентиляция дизельного генератора

Дизельный генератор представляет собой дизельный двигатель, который вращает генератор электрического напряжения (альтернатор). При всех плюсах использования дизельного генератора для выработки электрической энергии, у дизельных генераторов есть и отрицательные стороны, и одним из таких моментов является низкий общий КПД. Коэффициент полезного действия дизельного генератора находится в пределах 36% — 43%, коэффициент полезного действия бензинового генератора еще ниже, 26% — 30%. Это означает, что только 40% затраченного топлива в генераторах, используется на выработку эл. энергии и 60% затраченного топлива используется механическую работу, нагрев и потери тепла. В общем виде распределение тепловых потерь в дизельных генераторах можно продемонстрировать на следующем рисунке

Поэтому можно сказать, что при работе генератора, в окружающее пространство выделяется количество тепла, сравнимое с номинальной мощностью генератора. При установке генератора на улице, выделяемое тепло легко рассеивается, а вот при установке генератора в закрытом помещении, тепло выделяется в окружающий воздух и нагревает его. При повышении температуры окружающего воздуха свыше 50ºС, дизельная электростанция начинает «задыхаться», т.е. тепло выделяемое при работе дизельного двигателя перестанет удаляться, и генератор может отключиться по уставке превышения максимальной температуры. Максимальная температура окружающего воздуха для дизельного генератора — 60ºС. Максимальная температура двигателя дизельного генератора 140ºС. Основными элементами дизельного генератора, которые выделяют тепло в окружающее пространство являются: радиатор охлаждения (23%), двигатель, генератор и различные части корпуса (5%), выхлопная система (32%).

Поэтому любое помещение с установленным дизельным генератором мощностью 8-10кВт и выше нуждается в эффективной системе вентиляции и удалении избыточных теплопритоков, только с такой вентиляцией можно обеспечить длительную работу двигателя и генератора без перегрева
Очень важно при проектировании системы вентиляции правильно ориентировать холодный воздушный поток. Воздух должен поступать в закрытое помещение со стороны электрического генератора (альтернатора), обдувать дизельный двигатель, затем проходить через радиатор системы охлаждения и выбрасываться наружу через вентиляционную решетку.
Не корректно спроектированная и смонтированная система притока и вытяжки не позволит дизельному генератору длительное время работать с номинальной мощностью, что в итоге, приведет к аварийной остановке дизельной электростанции по сигналу перегрева.
Рекомендации по устройству вентиляции электростанций с двигателями различного типа охлаждения.

Дизельный генератор с двигателями воздушного охлаждения монтируется в помещении, в котором необходимо организовать постоянный приток свежего воздуха и вытяжку горячего воздуха вытяжным вентилятором. При наличии постоянного потока холодного воздуха, дизельный двигатель будет необходимым образом охлаждаться и получать достаточное количество холодного воздуха для сгорания топлива, а оставшийся нагретый воздух будет выводиться улицу. Холодный воздух всегда должен поступать в помещение генераторной установки снаружи с улицы (не из соседнего помещения), а нагретый воздух всегда должен удаляться наружу.

Читайте также  Зил 157 схема трансмиссии

Для обеспечения вентилирования помещений с дизельными генераторами водяного охлаждения, необходимо устройство приточного и выпускного проёмов и отвод горячего воздуха от водяного радиатора двигателя на улицу. Приточный воздух всегда должен поступать в помещение генераторной установки с улицы, а нагретый воздух всегда должен отводиться также наружу. Для прогона потока воздуха через радиатор водяного охлаждения используются штатные вентиляторы с приводом от двигателя генератора, или от отдельного электродвигателя.
Для обеспечения правильного воздухообмена в помещении с установленным дизельным генератором необходимо учитывать следующие параметры:
— Проём для притока наружного воздуха должен обеспечивать приток воздуха равный сумме объёмов воздуха на сгорание топлива и воздуха для охлаждения водяного радиатора в соответствии с техническими требованиями завода-изготовителя.
— Скорость воздуха, проходящего через вентиляционные решетки должна быть не выше 3,5 м/с (такая скорость обеспечит минимальные потери давления и шум, а так же исключит вероятность попадание в жалюзи притока дождя, снега или других легких предметов, максимальная скорость воздуха должна быть не выше 7 м/с.
— При расчетах воздухообмена надо обязательно нужно учитывать потери давления на вентиляционных и защитных решетках, и если необходимо, увеличивать габариты вентиляционных проёмов.

Вентилятор для вытяжки воздуха выбирается так, что бы он создавал расход воздуха больший или равный расходу охлаждающего воздуха двигателя, а затем необходимо проверить: достаточно ли расхода для удаления тепла, поступающего от остальных горячих источников, расположенных в помещении (выхлопной тракт, ЩС, ЩУ. ), т.е. для сохранения разности температуры (максимум 15°С выше температуры окружающей среды). Если этого не достаточно, то необходимо увеличить производительность вентилятора.
Располагать проём притока воздуха и и вентилятор вытяжки нужно таким образом, чтобы не допускать рециркуляцию горячего воздуха в внутри помещении, а холодный воздушный поток должен проходить через генератор, для обеспечения требуемого охлаждения.

Направление выхлопа из двигателя нужно расположить таким образом, чтобы исключить рециркуляцию выхлопных газов обратно в объём помещения.

Вентилятор вытяжки можно подключать к самому генератору, но не нужно забывать, что эту нагрузку надо учитывать при определении мощности генератора.

Площадь вытяжной решетки для эффективного охлаждения должна быть в 1,5 раза больше площади радиатора водяного охлаждения двигателя.

При расчетах воздухообмена необходимо также учитывать суммарные потери давления в системе вентиляции. Вентиляционные решетки, воздуховоды, защитные экраны и различные клапана снижают скорость потока воздуха, поэтому суммарные потери давления должны быть ниже, чем значение, указанное заводом — изготовителем в техническом паспорте на установку.

Автоматизация системы вентиляции генераторной установки

Как уже говорилось выше, в проёмах притока и вытяжки должны быть установлены вентиляционные решетки или жалюзи. Они могут быть неподвижными или подвижными. Подвижность лепестков (ламелей) вентиляционных решеток особенно важна в районах с отрицательными зимними температурами , так как подвижная конструкция лепестков позволяет закрывать жалюзи после остановки двигателя генератора, сохраняя при этом тепло в помещении генераторной. Надо сказать, что положительные температуры в генераторной, в зимний сезон, увеличивают надежность запуска дизельного генератора и сокращают время его выхода на рабочий режим. При работе ДГУ в автоматическом режиме, привод подвижных жалюзи должен быть оборудован автоматическим сервоприводом, который открывает их после запуска дизельного генератора и закрывает их после его остановки.

Расчет размеров вентиляционных решеток для приточных и вытяжных систем.

Исходные данные:
Расчетный воздушный поток, величина которого зависит от мощности генератора и способа его охлаждения (воздушное охлаждение двигателя, радиатор с водяным охлаждением двигателя, водяное охлаждение двигателя с радиатором воздушного охлаждения, выносной радиатор и.т.п.).
Расчетная скорость воздуха через вентиляционную решетку, которую по возможности надо ограничивать, снижая шум и сопротивление протоку. Низкая скорость предотвращает подсос дождя, снега и пыли с улицы. Оптимальная скорость воздуха через вентиляционную решетку должна соответствовать значениям 3 — 3.5м/с, максимальная скорость воздуха не должна превышать 7м/с.
Формула для вычисления площади вентиляционных решеток: S=Q/V
Где:
Q — Расход воздуха в м/с.
V — Скорость воздуха в м/с
S — Площадь решетки в м²

Состав системы принудительной вентиляции помещения генераторной

Исходные паспортные данные дизель генератора*
— поток воздуха для горения – 1,5 м³ /с
— производительность радиатора охлаждения – 33 м³/с
Вытяжная и приточная наружная решетка 1000 х 500мм
Регулируемые вентиляционные решетки 1000 х 500мм
Электрические привода для вентиляционных решеток
Вентилятор вытяжной осевой
Термостат
Контроллер
Щит правления

Автоматизация. Алгоритм работы системы вентиляции помещения с дизель генератором.
Работа регулируемых вентиляционных решеток.
Летний режим:
— открытие решеток притока и вытяжки при включении генератора в работу.
Зимний режим:
— открытие решеток притока и вытяжки при включении генератора в работу.

Работа вентилятора.

Летний режим:
— включение вентилятора вытяжки при включении дизель генератора
Зимний режим:
— включение вентилятора вытяжки при превышении температуры в помещении выше +28⁰С.
— выключение вентилятора вытяжки при понижении температуры в помещении ниже +25⁰С.
— Опция — возможность включения вентилятора вытяжки на пониженных скоростях (2-3 ступени)

Устройство и принцип работы дизельных генераторов

Устройство и принцип работы дизельных генераторов

Дизельным генератором называют агрегат, состоящий из двух основных узлов – электрического генератора и двигателя, работающего на дизеле. Данная система служит автономным источником электроэнергии и обеспечивает ее бесперебойную подачу.

Применение дизельных генераторов

Благодаря своей мобильности и доступности топлива, дизельные станции незаменимы для труднодоступных районов. Электроагрегат может служить как основным источником электроэнергии, так и дополнительным, резервным, в зависимости от наличия централизованного электроснабжения.

В качестве источника питания такие электростанции применяются в различных организациях, а также в частном секторе. Ими могут быть оборудованы различные торговые организации, школы, больницы, а также отделения МВД и МЧС и прочие организации, использующие однофазный и трехфазный переменный ток. Кроме этого ДГУ устанавливаются в частных домах и коттеджах.

Фото: Применение дизельного генератора для энергоснабжения частного дома

Также существуют аварийные установки. Они используются там, где недопустимы перебои электроснабжения. При малейших неполадках с поставкой электроэнергии на объект, такие устройства должны быть готовы принять любую нагрузку.
В зависимости от области применения могут понадобиться различные типы дизельгенераторных установок. Так, на электроснабжение частного дома вполне достаточно небольшого электроагрегата мощностью 2-3 киловатт.

Небольшие организации могут ограничиться профессиональной ДГУ мощностью 2-15 киловатт. Мощными электростанциями (до 250 киловатт) оснащаются производственные предприятия и обширные строительные объекты.

Виды дизельных генераторов

Рынок наполнен множеством моделей ДГУ. В каждом случае модель подбирается исходя из области применения и индивидуальных предпочтений покупателя.

В первую очередь классификация идет по области применения. Свой тип электроагрегата применяется в строительстве, сельском хозяйстве, энергопоездах.

По мощности различают электроагрегаты небольшой мощности (до 50кВт), средней (50-200 кВт) и высокой (больше 200кВт).

Таких способов существует три: воздушный, радиаторный (называемый также водо-воздушным) и двухконтурный (или водо-водяной).

Также электростанции классифицируются на осветительные, силовые, а также станции специального назначения (к примеру, инструментальные).

В зависимости от способности к передвижению, существуют стационарные, передвижные и портативные генераторные установки. Передвижные обычно применяются в качестве мобильных источников питания.

В специально подготовленных помещениях можно размещать электростанции открытого исполнения. В ином случае стоит использовать электростанцию в кожухе. Он защитит агрегат от осадков и прочих вредных воздействий окружающей среды. В суровом климате обычно используются контейнерные электростанции.

Выделяют синхронные и асинхронные генераторы. Асинхронные считаются более надежными, они при их использовании не создаются радиопомехи. Однако, в отличие от аналогов, они не способны переносить долговременные перегрузки.

ДГУ классифицируются на однофазные и трехфазные. Основное отличие состоит в том, что трехфазная электростанция имеет два выхода – на 230 и 400В. В однофазном электроагрегате есть лишь один выход – на 120В. Кто-то считает, что трехфазные устройства можно отнести к универсальным, потому приобретает их, даже если на сегодняшний день трехфазный ток не нужен. При этом стоимость самого трехфазного ДГУ и его обслуживания заметно превышает затраты на однофазный. Если трехфазные потребители в цепи отсутствуют, оптимальным вариантом является приобретение достаточно мощного однофазного агрегата.

Устройство дизельных генераторов.

Фото: Устройство дизельного генератора

Корректное управление работой электроагрегата невозможно, если пользователь не знает устройство ДГУ, его ключевые узлы и детали. Отчасти разобраться в хитросплетениях поможет схема электрическая дизельного генератора, но только в том случае, если человек имеет представление о работе агрегата.

Главный узел агрегата – дизельный двигатель. В дизельных станциях устанавливаются высоконадежные двигатели, разработанные для функционирования на постоянных частотах. Чаще всего используется четырехтактный двигатель. В комплектацию входят все необходимые атрибуты для работы, как-то: регулятор оборотов (может быть электронным либо механическим), различные фильтры (топливный, воздушный, масляный), различные датчики.

Читайте также  Кинематической схемы трансмиссии автомобиля

При рядном расположении используется более длинная и узкая рама, чем в устройствах, где цилиндры расположены V-образно. Следует учесть, что рядных двигателей, имеющих большое количество цилиндров, выпускается мало, потому в высокомощных электроагрегатах чаще всего установлен именно V-образный двигатель.

Фото: Изображение двигателя, где цилиндры располагаются в ряд

Двигатель, устанавливаемый на электроагрегаты мощностью от 15кВт, снабжен системой жидкостного охлаждения. Такие конструкции имеют пониженный уровень шума и увеличенный ресурс.

Современная электростанция, работающая на дизеле, чаще всего включает в себя синхронный генератор. Устанавливаемые генераторы имеют одну либо три фазы, в зависимости от мощности, самовентиляцию и не имеют щеток. Обмотка, изготовленная из высококачественной электролитической меди, способна функционировать при максимальной температуре.

Соединение генератора и дизельного двигателя осуществляется конусной муфтой. Если в системе применяется одноопорный генератор, муфта не требуется, вместо нее используются гибкие диски.

Принцип работы дизельных генераторов

Основной принцип работы дизельного генератора можно изложить в нескольких пунктах:

Маневровые локомотивы

ров, вводится в зарубашечные полости втулок в их нижней части, омывает втулки и через трубки поступает в полости охлаждения крышек цилиндров. Из крышек вода перетекает в охлаждаемые пространства выпускных коллекторов, откуда по трубам направляется на охлаждение корпусов турбокомпрессора и далее вновь в систему охлаждения. Конфигурация полостей внутреннего контура отработана таким образом, чтобы избежать появления воздушных (паровых) мешков и застойных зон и обеспечить наиболее рациональное поле скоростей омывания охлаждаемых поверхностей. В построении внешней части контура охлаждения, определяющего путь воды вне внутренней части схемы, а также в порядке прокачки охладителей воздуха и масла имеется ряд различий.

Наиболее распространенной является двухконтурная внешняя система охлаждения (рис. 80). Она применятся на дизель-генераторах 1А-9ДГ, 2А-9ДГ, 2В-9ДГ, 3-9ДГ, 26ДГ, а также дизелях ЗА-6Д49 и имеет два контура охлаждающей жидкости: горячий и холодный. В горячем контуре вода поступает из холодильников тепловоза по трубе 5 через гибкий патрубок 4 и входной патрубок 3 в центробежный насос 2 горячего контура, приводимый в действие от коленчатого вала дизеля. Из насоса вода поступает во внутреннюю часть системы охлаждения дизеля по трубам 1, откуда по трубе 6 вновь направляется в холодильник тепловоза. В холодном контуре вода из холодильников поступает по трубе 8 в охладитель масла 9, а затем в охладитель наддувочного воздуха 7 и далее в насос 14 холодного контура, который по трубе 13 направляет воду вновь в холодильники тепловоза. Контуры системы имеют уравнительные связи (патрубки 10, 11), соединены с расширительным баком тепловоза (подвод 12), имеют отвод на калорифер тепловоза патрубком 15, необходимые спускные краны и пробки для удаления воздушных мешков, а также для спуска отстоя. В системе предусмотрена установка необходимого числа контрольно-измерительных приборов и датчиков аварийно-предупредительной сигнализации и защиты.

Секции холодильника тепловоза разделены на две группы: для горячего и холодного контуров. Их число и размещение относительно потока воздуха выбираются из соображений обеспечения требуемой интенсивности теплоотвода из каждого контура, поскольку температура регулируется воздействием на вентиляторы холодильной камеры, обслуживающие одновременно оба контура. В противном случае может выявиться несоответствие при работе тепловоза, например, переохлаждение масла при нормальной температуре воды горячего контура. Однако опыт эксплуатации показывает, что одной разбивкой секций холодильника между горячим и холодным контурами невозможно добиться поддержания температуры масла и воды в требуемых узких пределах на всех режимах. В связи с этим на новейших типах отечественных магистральных тепловозов число секций холодного контура выбирается с некоторым избытком по теплосъему, а в контур циркуляции масла устанавливают терморегулятор, поддерживающий температуру масла в узких пределах независимо от работы горячего контура.

По мере роста форсирования дизелей все более,,остро возникала проблема размеров тепловозной холодильной камеры. В связи с этим на большинстве новых отечественных магистральных тепловозов с дизелями 1А-9ДГ, 3-9ДГ, 2А-9ДГ была предусмотрена возможность перевода системы охлаждения ¦ в режим высокотемпературного охлаждения, для чего введена герметизация системы, а на расширительном баке установлен подпорный клапан, оттарированный на давление 0,05-0,07 МПа. При работе в жарких климатических зонах в расширительный бак подавался из тормозной магистрали воздух под давлением около 0,05 МПа, что повышало давление во всей магистрали и поднимало точку вскипания воды. Ввиду этого допустимая температура воды горячего контура была повышена до 104 °С, что существенно увеличило температурный напор в водовоздушных теплообменниках тепловоза и улучшило их теплорассеивание. В дальнейшем на ряде тепловозов от системы наддува воздухом отказались. Переход системы охлаждения в режим высокотемпературного охлаждения стал осуществляться автоматически за счет естественного испарения в расширительном баке и действия подпорного клапана.

Одноконтурный вариант внешней системы охлаждения применен на дизель-генераторе 1-9ДГ (рис. 81). В ней используется один водяной насос 8 центробежного типа, приводимый в действие от коленчатого вала дизеля. Вода поступает из тепловозных холодильников по трубе 15 через гибкое соединение 14 на охладитель масла 13, далее по трубе 12 на охладитель наддувочного воздуха 11 и по трубе 10 на всасывание водяного насоса 8. От насоса вода нагнетается по трубам 5 и 7 к втулкам цилиндров, проходит, как описывалось выше, внутренний контур охлаждения дизеля и через патрубок 2 отводится в холодильники тепловоза. В системе установлены обратный клапан 4 и регулируемая перепускная заслон-

ка 3. Они образуют линию возврата части горячей воды на всасывание насоса 8 мимо холодильников тепловоза. При открытии этой заслонки количество воды, протекающей через холодильник тепловоза, уменьшается, вследствие чего ее температура на выходе из холодильника и входе в охладитель масла понижается. За счет этого можно несколько понизить температуру масла на выходе из маслоохладителя, но одновременно будет расти температура воды на входе в дизель. Таким образом, при регулировке положения заслонки следует выбирать некоторое оптимальное для данного сезона положение, позволяющее удержать в требуемых пределах температуры как масла, так и воды. По инструкции на дизеле положение заслонки регулируется сезонно, по перепаду температур воды на" холодильниках тепловоза.

Обратный клапан 4 необходим на случай прогрева или охлаждения неработающего дизеля путем прокачки через него воды от внешнего насоса: он направляет воду при прокачке через неработающий насос 8 в двигатель и не допускает ее перетока по более короткому контуру: через заслонку и корпус турбокомпрессора на выход в патрубок 2. В системе предусмотрен также ряд вспомогательных патрубков и пробок: 1 — для слива части воды в в систему тепловоза через переднюю крышку охладителя; 6 — для отвода горячей воды на калориферы кабин тепловоза; 9 — для соединения с расширительным бачком. Система оборудована необходимыми приборами и датчиками сигнализации и защиты.

Преимущество системы в простоте конструкции, наличии всего одного насоса. В то же время в одноконтурной системе усложняется при резких изменениях температуры окружающей среды обеспечение нормальных температур воды и масла из-за трудностей нахождения оптимального положения заслонки.

Водяной насос. Одним из основных узлов системы охлаждения является центробежный водяной насос (рис. 82). Насос состоит из чугунного корпуса 3, чугунной станины 2, чугунной всасывающей головки 17 с фланцем, образующих остов насоса. Выполненное из нержавеющей стали рабочее колесо 16 насажено на конус стального вала 1 и закреплено на нем болтом 14, законтренным замочной пластиной 15. Вал вращается в двух шарикоподшипниках 10 и 11, смазываемых маслом от дизеля через отверстие в приводном шлицевом вале. Масло стекает по пазам станины в картер дизеля. Насос имеет два уплотнения: водяной и масляной полостей. В станине имеются окна, не допускающие попадания масла в воду и воды в картер.

Водяная полость уплотнена торцовым контактным уплотнением, состоящим из углеграфитового кольца 5, притертого к стальному каленому фланцу 6. Кольцо 5 прижимается к фланцу пружиной 13 через обойму 12 и втулку 4. Уплотнение масляной полости бесконтактное, динамическое. Оно образовано отражателем 9, втулкой отражателя 8 с маслосгонной резьбой и фланцем лабиринта 7.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: