Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ченцов В.Н. Тепломеханическое оборудование автономных источников электроснабжения конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.54 Mб
Скачать

 

 

 

 

210

 

 

 

 

2 .

Сброс нагрузки с

ДГУ и гашѳние поля

генератора.

3.

Быструю растяжку

прушны

регулятора

и

снижение

оборотов

до пусковых (см.обороты

п

на

р и с . 7 0 ) .

 

 

 

\ . Остывание дизеля до необходимого значения температуры

воды и

масла на

выходе

из

дизеля

на оборотах

п п у с к .

 

5.

Включение

остановочного устройства

 

и полную

остановку

дизеля.

6. Подготовку дизеля к последующему пуску.

Следует различать нормальные и аварийные остановки дизеля. Аварийные остановки осуществляются, как правило, в одну сту ­

пень. Особо ответственные

аварийные остановки (например, при

"разносе") осуществляются

воздействием на тракты питания ди­

зеля топливом и воздухом

одновременно.

Типичная технология защит дизель-генератора от ненормаль­ ных режимов работы предусматривает следующие случаи аварийной

остановки ДГУ:

 

 

 

1)

"разнос", т . е . недопустимое повышение оборотов ДГУ;

2)

недопустимое

понижение

давления в масляной магистрали

дизеля;

 

 

 

3)

недопустимое

повышение

или

понижение напряжения гене ­

ратора;

 

 

 

4)

срабатывание

максимальной

токовой защиты генератора;

5)режим обратной мощности в ДГУ;

6)длительную недопустимую перегрузку ДГУ;

7)недопустимое повышение температуры воды или масла на выходе из дизеля;

8)недопустимое понижение уровня воды в расширительном бачке дизеля и др .

В случае ответственного пуска часть защит может блокиро­

ваться, т . е .

остановка дизеля не'происходит, несмотря на нали­

чие аварийной

ситуации, срабатывает только

предупредительная

сигнализация

САУ. Сигнализация срабатывает

также в

случае

других отклонений от нормального режима работы ДГУ,

при кото ­

рых остановка

необязательна.

 

 

Состав, компоновка и элементы САУ ДГУ

Конструктивно САУ ДГУ состоят из следующих основных э л е ­ ментов:

- дизеля и генератора - объектов автоматизации; - датчиков первичных параметров, установленных на дизель-

генераторе (температуры воды и масла, давления масла, уровня

211

сред в емкостях, скорости вращения коленчатого

вала

ид р . ) ;

-усилительных и логических элементов, объединенных в о т ­ дельные функциональные блоки (пуска и остановки, синхрониза­

ции,

защит

и

сигнализации,

распределения нагрузки

между па ­

раллельно

работающими ДГУ

и

т . д . ) ;

 

-

щитов

управления, на

которых монтируется управляющая и

контрольная

аппаратура;

 

 

 

- исполнительных устройств, преобразующих электрические

сигналы САУ в механические и

гидравлические сигналы, воздей­

ствующие на

дизель;

 

 

 

-

блоков

питания системы

автоматики;

 

-

блоков

автоматического

управления агрегатами

собствен­

ных нужд ДЭС.

Иногда блоки автоматического управления и щиты управления выполняются, как один щит автоматического управления дизель-

генератором.

Блоки

автоматики и

щиты управления

могут у с т а ­

навливаться

в машинном зале ДЭС или

выноситься

в другие

поме­

щения.

 

 

 

 

 

 

Датчики

и реле

САУ изучаются

в

курсе "Автоматизация

т е х ­

нических систем". Рассмотрим схемы исполнительных устройств, специфичных для дизель-генераторов. На рис.72 представлен а в ­ томат аварийной остановки дизеля при недопустимом понижении давления масла в магистрали дизеля. В процессе предпусковой

Рис.72

 

 

212

 

 

 

 

прокачки

дизеля наслои

оно заполняет

полость 4

гидроцилиндра

и поршень

5 перемещается вправо, сжимая

пруживу

6. Шток

поршня

открывает

магистраль 3 подачи

топлива к

насосу

высокого

давле­

ния дизеля. В процессе

работы

дизеля

поршень 5

удерживается в

правом положении давлением масла в полости 4 . При недопустимом понижении давления масла пружина 6 перемещает поршень 5 влево, подача топлива в дизель прекращается и он останавливается.

Упор I , удерживаемый пружиной 2, предназначен для осуществле­ ния экстренного пуска дизеля (когда нет времени на маслопро-

качку)

или в

случае

отказа

системы

предпусковой

прокачки

ди­

зеля

маслом.

В этом

случае

срывают

пломбу на упоре I и нажи­

мают

на

него

рукой,

обеспечивая подачу топлива

в дизель

даже

Масло 6 нарптер дизели

Масло из гидро­ усилителя регу­

лятора

Рис.73

при нулевом давлении в масляной магистрали дизеля. Пуск дизеля без предварительной маслопрокачки допустим в исключительных, действительно необходимых случаях, гак как такой пуск сопро­ вождается повышенным износом дизеля и может привести к серьез ­ ной аварии.

213

На рис.73 представлена схема электрогидравлического клапа­ на автоматической остановки дизеля. Полость 6 клапана соеди­ няется с полостью цилиндра гидроусилителя регулятора. При н е ­ обходимости остановки дизеля включают обмотку 3 электромагнита.

Якорь

2 , перемещаясь вниз,

открывает клапан 5,

сжимая пружи­

ну 6,

и масло из гидроусилителя вытекает в полость картера ди ­

зеля через полость корпуса

4 электрогидроклапана. Подача топ­

лива

в дизель отсекается и

он останавливается.

Кнопка ,1 служит

для ручной остановки дизеля.

На топливный тракт системы питания дизеля воздействует также центробежный однорѳжимный регулятор - ограничитель обо ­ ротов, схема которого представлена на р и с . 7 4 . Рейка I I ТНВД

Рис.74

приводится от регулятора дизеля через шток 9 и полый плунжер 8, внутри которого расположена сжатая пружина 10. В обычных режи­ мах узел деталей 8, 9 и 10 представляет собой жесткий элемент, так как усилие перемещения рейки меньше, чем сила сжатия пру­

жины 10. При "разносе"дизеля центробежный

груз

2, кинематически

связанный с коленчатым валом, преодолевает

силу

сжатой пружи­

ны I

и

ударяет

по защелке 5, удерживающей

под воздействием

пру­

жины

3

шток 6.

Защелка освобождает шток 6,

находящийся под

в о з ­

действием сильной пружины 4. Под действием этой пружины иток 6

перемещается

вправо

и,

воздействуя на

упор

7,

ставит рейку

ТНВД

в положение

нулевой

подачи топлива. Плунжер

8

при этом

про ­

скальзывает

по

штоку 9,

сжимая пружину

10.

При любом воздейст­

вии регулятора

на ТНВД

( т . е . при любом

положении штока

9)

ди -

214

 

 

s8ль останавливается. После ликвидации причины разноса

автомат

должен быть взведен, т . е . шток 6 должен быть поставлен

на

з а ­

щелку 5 посредством рычажного устройства (на схеме оно

не

п о ­

к а з а н о ) .

При необходимости особо надежной остановки дизеля исполь­ зуются сгоп-устройства, прекращающие доступ воздуха в дизель. Схема такого устройства представлена на р и с . 7 5 . В аварийных

\\VzzzzzzzzzzzzzzA

и

Рис.75

ситуациях автоматически включается обмотка 5

электромагнита.

Якорь

б

перемещает

защелку 7,

сжимая

пружину

4,

и

освобождает

диск

8,

находящийся

под воздействием

закрученной

пружины 9.

Вал I поворачивается вместе с

захлопкой 2 и

диском

8, всасы­

вающий

патрубок I I

перекрывается захлопкой.

Дизель

глохнет.

После ликвидации причины аварии захлопка взводится рукояткой 10. Рычаг 3 служит для ручной аварийной остановки. При ударе по нему рукой происходит срабатывание захлопки.

При работе дизеля управление его скоростным режимом осуще­ ствляется посредством изменения затяжки пружины регулятора. Схема дифференциального механизма, позволяющего осуществить

215

ручное и автоматическое управление скоростным режимом дизеля,

представлена на р и с . 7 6 .

Ручное

управление

осуществляется р у ­

кояткой 7, при повороте

которой

шестерня

6 перемещает

с а т е л ­

лит 5 относительно неподвижной

шестерни 3

и водило 4

передает

Рис.76

воздействие на механизм затяжки пружины регулятора. Необходи­ мый скоростной режим фиксируется стопорным устройством 8 .

При автоматическом управлении рукоятка 7 остается непод­ вижкой. Включение электродвигателя 2 сопровождается вращением конической шестерни 3 через червячный редуктор I и изменением затяжки пружины.Фиксация необходимых скоростных режимов осу ­ ществляется конечными выключателями 9, на которые воздействует кулачок I I , связанный с валом водила 10.

2 1 6

ГЛАВА Ш

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДИЗЕЛЕЙ

§2 0 . РЕЖИМЫ ПУСКА И ПРОГРЕВА ДИЗЕЛЕЙ

П У С К О В О Й режим в дизелях

Особенности пускового режима. Под пусковым режимом пони­ маются процессы в дивеле, протекающем в период времени от мо­ мента начала вращения коленчатого вала пусковым устройством до момента установления устойчивых процессов сгорания, обеспечи­ вающих нарастание индикаторной мощности и разгон дизеля. Усло­ виями установления устойчивых процессов сгорания являются д о ­ статочно высокие температура и давление в конце сжатия, доста ­ точно высокая температура стенок камеры сгорания и достаточно хороший распыл топлива. Эти условия обеспечиваются предвари­ тельным прогревом дизеля перед пуском и разгоном дизеля до не ­ обходимых оборотов пусковым устройством. Указанные условия взаимно связаны. Более интенсивный предварительный прогрев способствует более легкому разгону дизеля пусковым устройст­ вом вследствие уменьшения сил трения. Повышенные пусковые обо­ роты способствуют повышению температуры и давления сжатия, а также обеспечивают более качественный распыл топлива. Первое и второе условия пуска связаны с подводом энергии к дизелю.

Следует отметить, что энергоемкость -пуска дизеля велика по сравнению с карбюраторными двигателями, так как для разгона

массивных деталей дизеля требуется большая энергия, для созда­ ния высокой степени сжатия необходим большой крутящий пусковой момент и тяжелое дизельное топливо надежно самовоспламеняется только при достаточно высоких пусковых оборотах. Специфически­ ми особенностями пускового режима в дизелях, затрудняющими пуск и отрицательно сказывающимися на его износе, являются следующие обстоятельства.

 

 

 

217

 

 

 

1 . Большие потери тепла

через холодные стенки цилиндра при­

водят

к снижению показателя

политропы

сжатия

и,

следовательно,

к снижению температуры и

давления

сжатия.

 

 

2 .

Низкая температура

дизеля

перед

пуском

и

отсутствие

смазки на стенках цилиндра обуславливают большие зазоры между

поршнем и стенкой

цилиндра и большие потери заряда

воздуха

через зазоры, чем

также

обуславливается

понижение

температуры

и давления в цилиндре в

конце сжатия.

 

 

3. Повышенная

вязкость топлива при

низкой температуре, в я ­

лый распыл его при относительно невысоких пусковых оборотах, невысокие значения температуры и давления в процессе сжатия неблагоприятно сказываются на процессах смесеобразования и самовоспламенения топлива.

4. Повышенное значение вязкости масла из - за его низкой температуры, а также сухое и полусухое трение в некоторых па­ рах обуславливают большие потери на трение в дизели и затруд- . няют пуск.

5. Низкая температура стенок цилиндра, об7Славливающая кон­ денсацию агрессивных компонентов продуктов сгорания, и ненор­ мальный режим смазки приводит к интенсивному коррозийному и механическому износу втулок цилиндров, поршней и клапанов. Опыты показывают, что износ цилиндровых втулок некоторых дизе ­

лей

за один пуск

аналогичен износу за

2 - 3

часа

работы дизеля

на

установившемся

режиме.

 

 

 

 

 

 

Факторы,

влияющие на пуск

дизеля.

Т е п л о в о е

с о ­

с т о я н и е

д и з е л я .

Под тепловым

состоянием

дизеля

понимается температура охлаждающей воды в дизеле,

температура

стенок камеры

сгорания и температура

масла.

Во время

пуска

все указанные температуры равны между собой и равны темпера­

туре окружающего воздуха. Зависимости продолжительности

про­

крутки

дизеля

до первых устойчивых

вспышек (продолжительность

пуска

t j и

среднего

индикаторного

давления

р- этих вспышек

от

теплового

состояния

дизелей

исследовались

экспериментально

и

для

дизелей

6 4 i 2 4 H - | j j и

представлены

на рис . 77 .

Анализ

зависимостей показывает, что при температуре дизеля І5°С и меньше резко увеличивается продолжительность пуска. При этих температурах средние индикаторные давления настолько малы, что пуск некоторых дизелей без использования специальных мер вообще невозможен. Прогретый же дизель после первых вспышек

218

 

 

Рис.77

 

 

 

быстро вабирает обороты и переходит

в

режим устойчивой

работы.

 

 

 

 

 

Р а з м е р ы

ц и л и н д р о в

и

с т е п е н ь

с ж а т и я .

С увеличением размеров цилиндра

дизеля умень­

шается относительная

(к объему) площадь

стенок

цилиндра, с л е ­

довательно, уменьшаются потери тепла в стенки, а также умень­

шаются относительные

потери

заряда цилиндра. Поэтому

дизели

с большими размерами

цилиндров

отличаются повышенными

пара­

метрами температуры

сжатия

Тс

и более легким пуском

при

про­

чих равных условиях.

Для успешного пуска дизеля с малыми

р а з ­

мерами цилиндра необходимы более высокие значения пусковых обо­ ротов .

Из формул (9) следует, что с увеличением степени сжатия s возрастают давление Рс и температура , Тс сжатия, вследствие чего улучшаются условия смесеобразования, самовоспламенения и сгорания топлива, поэтому дизели с высокими степенями^сжатия отличаются легким пуском. Желательность применения максимально допустимых степеней сжатия, ограничиваемых величиной максималь­ ного давления сгорания Ръ , объясняется не только повышением

219

 

индикаторного к . п . д . дизеля, но и, главным образом,

необходи­

мостью обеспечения надежного пуска.

 

В дизелях с наддувом максимальные давления Ръ

достигаются

при относительно небольших степенях сжатия за счет высокого давления Рн в начале сжатия. Так как при пуске наддув отсут ­ ствует, то дизели с наддувом отличаются относительно трудным

пуском (по

сравнению с дизелями без

наддува).

 

С п о с о б

с м е с е о б р а з о в а н и я .

Влияние

способа

смесеобразования

на пусковые

качества дизелей р а с ­

смотрено

в

§ 5.

 

 

 

 

К о л и ч е с т в о

п о д а в а е м о г о

т о п л и в а .

Увеличение

дозы

впрыскиваемого топлива благоприятно

отражается

на пуске дизеля, так как увеличивается уплотняющее воздействие поршневых колец и повышается давление сжатия вследствие впрыска топлива, имеющего определенный объем. На рис.78 представлены

Рис.78

экспериментальные зависимости пусковых оборотов дизеля с нераз­ деленной камерой сгорания и вихрекамерного дизеля от дозы впрыскиваемого топлива. Зависимости свидетельствуют о сущест­

венном сокращении пусковых оборотов с увеличением дозы

AGT

впрыскиваемого топлива в пределах от 25 до

35 мг/цикл.

 

Дальнейшее увеличение дозы А&т

нежелательно, так

как при­

водит к дымному выхлопу вследствие неполного сгорания

и накоп­

ления топлива в цилиндре за первые

обороты

дизеля, к опасному

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ