柴油發電機的應用研究

摘 要：柴油發電機組其中兩個重要組成部分分別是主、備用電源。目前，隨著電力工業的逐步發展壯大，在各個企業中應用非常廣泛。本文簡要介紹了柴油發電機的工作原理和常見的故障，以及維護保養的部分內容。

關鍵詞：柴油發電機 故障 工作原理及維護保養

中圖分類號：TP393.11 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0031-02

現代社會處處需要用電，電能變得越來越不可缺少。發電機可以將其他形式的能轉變為電能，驅動其工作的主要有汽輪機、柴油機、水輪機和其他一些動力機械，將氣流、水流、燃料燃燒產生的能量轉換成機械能傳遞至發電機，然后再由發電機將其轉為電能。

1 發電機工作原理

1.1 柴油發電機的結構

柴油發電機由發電機和柴油機構成，由柴油機產生動力帶動發電機繼而發電。一普通的柴油發電機組主要由三部分組成：發電機、柴油機和控制系統，發電機及柴油機主要有兩種連接方式，一種是剛性連接，用螺栓將柴油機飛輪盤和發電機鋼性連接片連接組成；另一種是柔性連接，用連軸器將兩部分連接，如今，市場上的柴油發電機使用前者的要多一些。發電機、柴油機連接好之后裝在一個底架上，之后配上各種保護性傳感器把柴油機的狀態告訴操作員，并且由這些傳感器設定某個上限值，在達到或超過此限定值時，控制系統就會發出警告，若操作員未采取措施，控制系統會自動停掉機組保證安全。傳感器起接收及反饋信息的作用，控制系統起顯示數據及執行保護功能，控制屏通過電線與傳感器和發電機連接起來，顯示電參數及運行參數，一般情況下控制屏安裝在發電機上即背包式控制屏，分體式控制屏是獨立的一個屏放置于操作室內。

1.2 柴油發電機工作過程

四行程單缸柴油機的基本工作過程：通過動力使柴油發電機曲軸轉動，繼而使活塞在封閉氣缸中作往復運動來啟動柴油機。活塞完成四個沖程分別是進氣、壓縮、工作和排氣沖程。第一沖程是進氣沖程，在曲軸的帶動下，活塞由上止點移至下止點，此時排氣門關閉，進氣門打開，由于氣缸內容積的增大，外界大氣壓高于氣缸內的壓力，在氣缸內外壓力差下，外界的空氣通過進氣門進入氣缸中，由于進氣系統存在阻力，進入氣缸的空氣壓力低于大氣壓，溫度要高于外界大氣溫度。

第二沖程是壓縮沖程，進、排氣門都關閉，活塞由下止點移至上止點，活塞將第一沖程吸入得空氣壓縮至燃燒室，使其溫度和壓力變高。第三沖程是工作沖程，進、排氣閥處于關閉狀態，活塞由上止點移至下止點，在接近壓縮沖程末尾時，噴油器將高壓燃油噴入氣缸中，使之和高壓高溫空氣混合，此時已近超過了柴油自燃點溫度，便著火燃燒，產生大量的熱能，使氣缸內壓力及溫度迅速升高，繼而推動活塞向下移動，并對外界做功，伴隨過程的進行，內能轉化為機械動力能，氣缸內氣體的溫度、壓力迅速降低。

第四沖程是排氣沖程，進氣門處于關閉，排氣門處于打開狀態，活塞由下止點移至上止點，燃燒后的氣體變為廢氣繼而在活塞向上運動時經由排氣門被擠壓排出。

由上面四個工作過程可以看到，做功的過程只是第三沖程，其余的三個沖程則是消耗能量的輔助過程，在單缸柴油機上利用飛輪來提供這些能量，在多缸柴油機中依靠其余缸的作功沖程來提供。

2 柴油發電機的常見故障

在日常運行中柴油發電機，常見故障的檢修有以下注意點。

2.1 發電機不能起動

（1）檢測蓄電池電壓是否達到額定電壓DC24V，視不同電壓等級而定。

由于發電機通常處于自動狀態，要由蓄電池維持電子控制模塊對控制面板和整個機組狀態的監視之間的聯絡。當蓄電池充電產生故障時，無法對蓄電池進行充電繼而引起電壓的下降。此刻必須及時進行充電。充電的時間根據充電器額定的電流及蓄電池放電的情況確定。如果情況緊迫，可以直接換新的蓄電池。由于使用時間較長導致蓄電池的容量嚴重降低時，此時充滿電也無法正常起動則應該更換新的蓄電池。

（2）檢測蓄連接電纜線與電池接線柱與的接觸不良現象。

若在日常保養時蓄電池的電解液補充過多，很易溢到蓄電池外部繼而腐蝕外部接線柱，使接觸電阻增大，電線接觸不良。這種情況下可使用砂紙磨電纜接頭及磨接線柱腐蝕層，然后重新擰緊螺絲即可。

（3）馬達的正負極處的電線在起動時會時接線松動，從而造成電纜的接觸不良。

（4）燃油系統里由有空氣的存在引起。

這是比較常見的故障，通常是由于在更換燃油過濾器濾芯時操作不當（如更換燃油過濾器濾芯后沒有進行排氣工作）導致空氣進入。此刻需進行排氣處理。

2.2 冷卻水溫比較高

（1）通常是由于冷卻水箱外面的散熱器積灰而引起。

在灰塵較大的情況下，散熱器外表面或在機組運行中有雜物被冷卻的風扇吸至水箱處而引起堵塞，阻塞通風導致散熱很差。此時只需清理水箱外面的散熱器及清理機組的雜物便能解決。

（2）冷卻液含量很少。

需要檢查冷卻水缺失的因素，檢查冷卻水箱和每一條冷卻水管是否有泄漏狀況，如果有泄漏應立即修不好。之后添加足夠的冷卻液。

（3）在使用了較長時間后，發電機冷卻風扇處連接皮帶會逐漸老化，繼而變得易斷裂或者無彈性從而造成吹風能力失常。這時需要即使更換破損的皮帶，更換時應所有皮帶一起更換而不應該只換其中的某一條。

（4）使用不符合要求的冷卻液，使冷卻水管道積有水垢、鐵銹等物阻礙冷卻水循環引起水溫升高。冷卻液通常由水和防凍液或者水和防銹液混合組成，水的pH值應該在6.0～8.0之間，通常用純凈水。對于已嚴重沉積和堵塞的冷卻系統，最好用每7 L冷卻系統的容積中加0.5 L的清潔劑的比例，與清水混合，開機運行90 min，循環冷卻水清冼后，然后再用清水循環清冼，以免殘留在管道內的清潔劑對管道造成腐蝕。

2.3 發電機排氣筒冒黑煙

（1）所用燃油的質量差，含雜質較多。

（2）外部雜物灰塵很多，阻塞空氣濾芯。

2.4 發電機排氣冒藍煙

（1）一般是濾清器中機油過多（保養時機油添加過多）引起，減少機油到規定液位即可解決。

（2）活塞環卡死或者磨損過多彈性不足導致機油進入燃燒室燃燒。這時需要清潔活塞環或者更換泄漏處活，塞環。

2.5 發電機排白色煙

（1）氣缸中的氣門磨損后會使氣流發生變化，這時排出的白煙帶煙圈。此時必須更換磨損部件。

（2）燃油中含有水引起。對儲油箱底部進行排放檢查是否存在水分。

（3）噴油嘴噴油霧化不良，燃燒室中柴油霧滴未燃燒。此時必須檢查噴油嘴，將其調整至規定的噴油壓力。

3 柴油發電機維護與保養

為了獲得機組最高的運行安全性及使用壽命，對機組進行定期進行維護保養是必要的，如果能遵循機組維護保養相關條例，就能保證機組的性能。能夠正確認識柴油發電機組機身上的標識如圖形、文字、警告等，對正確維護保養及安全使用操作有著很大的幫助。對機組維護保養時，必須在停機狀態下進行，而且必須要機組啟動電池負極的電纜拆除，確保機組不會誤啟動。

3.1 潤滑系統

每運行50～250 h或者至少每6個月，就要更換潤滑油與潤滑油濾清器。由于潤滑油的品質和燃油含硫量以及發動機消耗潤滑油量的不同，機組更換潤滑油的時間也會有所不同。

3.2 冷卻系統

（1）風扇皮帶在發電時每運行10 h進行一次保養維修。

查看每條皮帶的破損度，如果發現有失效及損壞時應該及時更換。

（2）散熱器在發電機每運行200 h進行一次保養維修。

①內部除垢。

把散熱器中水排干，將管子及散熱器相連處拆開口。向散熱器中灌入45度的酸性溶液，15 min后將酸溶液排出，經過檢查如還有污物，再用酸性溶液清潔一次。除垢完成至后用堿性溶液中和二次，之后用清水沖四次。當完成上面的工作，還要查看散熱器有無漏水情況，如果不漏水則重新安裝，如果漏水還要檢查修補。散熱器裝回后應該重新裝滿清水并加入防銹劑。

②外部清潔。

用熱水加入洗滌劑噴洗。在散熱器正前方沖風扇方向射出水流，在清洗之前需用膠帶擋發電機，如果以上方法均無法清除某些污物，可以將散熱器拆下，放在堿水中浸泡約30 min，后用熱水沖洗。

（3）冷卻液每運行300 h就需要更換，在更換前后測量pH值，pH值都該為正常值6.0～8.0，并做好測量記錄必要時投藥處理。

3.3 進風口系統

空氣濾清器每運行400 h就應該更換。松開鐵環，卸下濾芯和儲塵器，從上至下清洗濾芯。如果濾芯污物較多，則應購買專用洗滌液進行清潔，清洗結束后可以使用吹分機吹干。當濾芯污物不是很多時，直接采用吹高壓空氣的方法，需要注意的一點事空氣壓力不可過大。噴咀不要太接近濾芯。清洗結束后，進行檢查，檢查方法是用亮光由內向外照，并在外部查看，如果未發現光點則表明濾芯末穿孔，這時則應小心安裝好空氣濾清器。如果出現光點則說明此濾芯有空洞出現，這時候需要換相同的濾芯。

3.4 燃油系統

每運行300個小時進行一次更換一次柴油濾清器。先對各輸油管道及油箱進行全面清潔。然后安裝未使用的濾清器且加滿柴油，繼而安裝回原位。

3.5 排氣系統

（1）排放消音器中是否積炭積水。

（2）檢測排氣的阻塞和漏氣。

3.6 發電機部分

檢查檢查噴油器，氣門間隙，檢查傳動裝置，清潔碳刷是否失效，查看啟動電機齒輪的磨損狀況，查看渦輪增壓器泄漏情況。

3.7 充電系統

常查看蓄電池內的電解液，看其是否保持在正常高度的液面。要補液時，首先清潔加注口以防其他物體落入電池內。若要加液，則加入一定的電解液，切記加得太滿否則電池充放電時，電解液會從加注口溢出，從而腐蝕周圍物體。經常檢查接頭有無松動，電壓是否正確。為了保護蓄電池和起動電機，發電機每次啟動時間小于10 s，再次啟動間隔要2 s。

4 結論

了解發電機的常見故障使幫助我們在維護保養及日常檢修中具有針對性，避免發生不必要的事故，使得我們可以更加安全方便地使用柴油發電機。

參考文獻

[1]魏培明，王艷麗.使用柴油發電機注意的十個問題[J].裝備制造，2009（11）.

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