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有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2011年浙江省近期供電能力在3500萬千瓦至3630萬千瓦,缺口250萬千瓦至300萬千瓦。隨著可預(yù)計的用電需求進一步增加,浙江省電力公司預(yù)計二季度浙江省缺口將達430萬千瓦左右。2)選擇機組的容量當柴油發(fā)電機組啟動向負載供電時,由于UPS已經(jīng)在停電的若干秒時間內(nèi)由電池組向負載放電,因此機組供電時首先接入的將是UPS的整流元器件,而且還有蓄電池的充電電流的大小影響。隨著夏季用電緊張,限電措施導(dǎo)致一些五金生產(chǎn)企業(yè)不得不使用柴油發(fā)電機組作為備用電源,不然的話就會影響企業(yè)的訂單生產(chǎn)。因此柴油發(fā)電機組在國內(nèi)得到,與去年同期相比較,銷售量增加近四成,但是外貿(mào)出口與同期相比沒有多少的變化,這是因為國內(nèi)柴油發(fā)電機組還存在一些技術(shù)壁壘,尤其是柴油發(fā)電機組的污染問題,需要打破這種技術(shù)壁壘,才能加大外貿(mào)出口。
目前全世界工業(yè)生產(chǎn)都在倡導(dǎo)綠色、可持續(xù)發(fā)展,然而發(fā)電機組在使用過程中產(chǎn)生的污染不得不引起我們的注意,柴油發(fā)電機組在使用過程中會產(chǎn)生大量的污染物,嚴重影響人體健康,因此減少發(fā)電機組的污染成為了一項重要研究工作,如何才能打破這種技術(shù)壁壘呢?柴油發(fā)電機組廠商根據(jù)多年的研究,目前常用的方式就是燃油摻水和進氣系統(tǒng)改進。10萬千瓦左右的空冷電機其轉(zhuǎn)子尺寸已達到上述的極限尺寸,要再增大電機容量,只有靠增加電機的電磁負荷來實現(xiàn)。
一、燃油摻水方式
燃油摻水的方法有進氣管噴水和乳化柴油等,進氣管噴水的主要作用是吸熱和稀釋燃油密度。當少量水進入燃燒室并霧化良好時,由于水蒸氣的“微爆”作用使油滴破碎成更小的油滴,因而促進了混合氣的形成和燃燒.在燃燒過程中由于水的吸熱作用可使更高燃燒溫度降低,如水與油混合噴入可降低燃油密度,使更高燃燒溫度進一步降低,因此NOx排放減少。2、隔聲罩,采用四至五層的吸音材料制成的隔聲罩,吸音隔音,效果明顯。需要注意的是冬季儲水箱需防凍,并要求隨負荷大小自動調(diào)節(jié)噴水量等。
所謂乳化柴油就是在柴油中摻水,由于其“徽爆”作用,使其燃油霧化良I好,井促使燃燒室內(nèi)的空氣形成強烈紊流,燃油與空氣的分布更加均勻,生成的炭煙減少.水蒸氣的水煤氣反應(yīng)也使炭煙排放降低。與提供比以往更低的價格這么多偉大的選擇,只是沒有理由不自己一個人。另外,乳化柴油可降低更高燃燒溫度,因此NOx生成量減少。
二、進氣系統(tǒng)改進方式
對進氣系統(tǒng)進行改進主要采取兩種方法:
1)采用多氣門技術(shù)可擴大進、排氣門的總流通截面積,充量系數(shù)增加,且噴油器可垂直布置在汽缸軸線上,有利于燃油在燃燒室空間中均勻分布,其混合氣形成和燃燒條件大為改善,使放熱規(guī)律更為合理,尾氣排敏中NOx的排放下降,CO的排放也有所減少,而且炭煙在大負荷時也明顯下降。4)UPS因檢測到過電壓或過頻率而自動關(guān)斷整流器,由后備電池組向負載放電或從旁路直接向負載供電。
2)采用可變渦流進氣系統(tǒng)
由于進氣渦流強度對NOx的排放影響較大,采用可變渦流進氣系統(tǒng)的方式依據(jù)轉(zhuǎn)速和負荷的變化來控制渦流強度,可在不犧牲經(jīng)濟性的情況下降低NO。的生成量。
進氣系統(tǒng)改進方式可以控制進入的空氣量能有效減少燃燒后的空氣污染,在一定程度上減輕對環(huán)境的污染。
柴油發(fā)電機組的優(yōu)良性能,但是對環(huán)境造成污染也需要值得重視,生產(chǎn)廠商除了采取以上兩種方式進行改進柴油發(fā)電機組,對出口銷售產(chǎn)生重要的影響,能夠積極推動發(fā)電機組的外貿(mào)出口,從而提高生產(chǎn)企業(yè)的效益。
1面向Simulink數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)框圖
在建立了柴油發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規(guī)PID控制,變速積分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的調(diào)速系統(tǒng)框圖。
?。保背R?guī)PID控制
首先看常規(guī)PID控制,下面是它的系統(tǒng)框圖,這是常規(guī)采用的PID控制系統(tǒng)圖,通過對真實控制系統(tǒng)繪制框圖,觀察采用常規(guī)PID控制效果。
?。保膊煌耆⒎諴ID控制
下面是不完全微分PID控制系統(tǒng)框圖,圖2不完全微分PID控制系統(tǒng)框圖這是在常規(guī)PID基礎(chǔ)上進行了不完全微分,這是用來改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
?。保匙兯俣确e分PID控制
下面是變速度積分PID控制系統(tǒng)框圖。
1.4模糊PID控制
自適應(yīng)模糊PID控制是將自適應(yīng)控制的思想和常規(guī)PID控制器結(jié)合,吸收了自適應(yīng)控制和常規(guī)PID控制的優(yōu)點。首先它具備自適應(yīng)能力,能夠自動識辨被控過程參數(shù)、自動整定控制參數(shù),能夠適應(yīng)被控過程模型參數(shù)的變化;其次它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強、可靠性高的優(yōu)點。九、運行中的發(fā)電機應(yīng)密切注意發(fā)動機聲音,觀察各種儀表指示是否在正常范圍之內(nèi)。這使得自適應(yīng)PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法。
如果用模糊控制箱設(shè)計出模糊控制器,再在Simulink中建立系統(tǒng)模型,把模糊控制器模塊和我們設(shè)計的FIS結(jié)構(gòu)連接起來,就可以對它進行研究了,系統(tǒng)框圖的建立關(guān)鍵是對PID三個參數(shù)Kp,Ki,Kd的整定,這必須考慮到不同時刻三個參數(shù)的相互作用和它們之間的關(guān)系。如今的“價格戰(zhàn)”實際上是指價格競爭,是企業(yè)應(yīng)用價格戰(zhàn)略的一個突出表現(xiàn)。
下面從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊規(guī)則表。
?。ǎ保┍壤禂?shù)Kp的作用是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。Kp越大,系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高,但容易產(chǎn)生超調(diào),可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。3、進風消聲體,三層吸音材料的迷宮式進風消聲體,既保證新鮮空氣的足夠進入,又有效地密閉了噪聲。Kp取值過小,會降低調(diào)節(jié)精度,使響應(yīng)速度變慢,延長調(diào)節(jié)時間,使系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特征變壞。
(2)積分作用系數(shù)Ki的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。Ki越大,系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快,但Ki過大,在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象,從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。但Ki過小會使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以消除,影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。
?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂?shù)Kd的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特征,其主要作用是在響應(yīng)過程中抑制偏差向任何方向的變化,對偏差變化進行提前預(yù)報。但Kd過大,會使響應(yīng)過程提前制動,延長了調(diào)節(jié)時間,而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。一、啟動前的準備每次在開機前必須要檢查柴油機水箱內(nèi)的冷卻水或防凍液是否滿足,如缺少要加滿。下面是進行模糊控制PID控制的系統(tǒng)框圖。
機組安裝質(zhì)量必須滿足柴油發(fā)電機組的安裝要求,柴油發(fā)電機組在安裝時應(yīng)考慮:地基的負重、人行通道及維護保養(yǎng)的位置、機組的振動、通風散熱、排氣管的連接、隔熱、降噪、燃油箱的大小和位置,以及與之有關(guān)的國家和地方建筑、環(huán)保條例和標準等主要因素。發(fā)電機組的一般選擇1)發(fā)電機選用永磁勵磁方式提高機組瞬態(tài)特性,提升機組耐受非線性負載的能力永磁勵磁系統(tǒng)由五部分組成:發(fā)電機主勵磁繞組(轉(zhuǎn)子),永磁發(fā)電機(PMG),自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR),勵磁機和旋轉(zhuǎn)二極管。在機組的安裝質(zhì)量驗收時,應(yīng)按照機組的安裝和機房建筑設(shè)計要求逐項進行驗收。
1.1 機組在機房內(nèi)的布置原則
(1)進、排風管道和排煙管道應(yīng)架空敷設(shè)在機組兩側(cè)靠墻,高度在2.2m以上的空間內(nèi),排煙管道一般布置在機組背面。
(2)機組的安裝、檢修和搬運通道在平行布置的機房中應(yīng)安排在機組的操作面上。在平行布置的機房中,氣缸為直立單列式機組,一般安排在柴油機一端,而對于V形的柴油發(fā)電機組,一般安排在發(fā)電機一端。④更強的承受短路電流能力(通常可達3倍額定電流,持續(xù)10S)。對于雙列平行布置的機房,機組的安裝、檢修和搬運通道應(yīng)安排在兩排機組之間。
(3)機房高度應(yīng)按機組安裝和檢修時,利用預(yù)留吊鉤通過手動葫蘆起吊活塞、連桿、曲軸所需要的高度。
(4)電纜、冷卻水和燃油管道應(yīng)分別設(shè)置在機組兩側(cè)地溝內(nèi)的支架上,地溝的凈深度一般為0.5~0.8m。
1.2 機房的建筑設(shè)計要求
(1)機房應(yīng)具有便于柴油發(fā)電機組、控制屏等大件設(shè)備運輸?shù)某鋈肟?、通道和門孔,便于設(shè)備安裝和運出修理。
(2)在機組縱向中心線的上方應(yīng)預(yù)留2~3個起重吊鉤,其高度應(yīng)能吊出柴油機的活塞和連桿組件,以便機組的安裝和檢修。
(3)機房內(nèi)敷設(shè)電纜、冷卻水和燃油的管道應(yīng)具有一定的坡度便于排除積水,地溝的蓋板應(yīng)采用鋼板蓋板、鋼筋混凝土蓋板或經(jīng)防火處理過的木蓋板。
(4)對設(shè)置控制室的機房,在控制室和機房的隔墻上應(yīng)設(shè)觀察孔。
(5)對于與主建筑設(shè)計在一起的機房,應(yīng)進行隔聲和消音處理。
(6)機房地面應(yīng)采用壓光水泥地面,也可采用水磨石或缸磚地面,地面應(yīng)能防止油污滲入。
機和柴油機的區(qū)別稍微對發(fā)動機有所了解的人都明白,機和柴油機有著天壤之別,顯著的區(qū)別當然是機燒的是,柴油機燒的是柴油。如無異?,F(xiàn)象將柴油機轉(zhuǎn)速提升到額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分鐘,此時發(fā)電機顯示頻率50HZ,電壓400V,則可以合上輸出空氣開關(guān)投入使用。對于燃燒方式,兩者也是明顯不同的,機是點燃的,而柴油機是壓燃的。相比而言,機的壓縮比較低,一般在9-11之間,而柴油機的壓縮比高,一般為15-22。柴油機的燃燒效率也比機高,一般為34%--45%,而機只有30%左右。機的主要排放物是HC和CO,而柴油機的主要排放物還有NOx和顆粒物(PM),因此后處理裝置也是不一樣的,機主要是三元催化劑,而柴油機主要有DPF(顆粒捕集器)和SCR(選擇性催化還原)。
柴油機的功率大、熱,機就眼紅了,于是就從柴油機上“偷”了不少技術(shù),經(jīng)過工程師的調(diào)試與優(yōu)化,不斷地提高機的性能,提高熱效率,從而達到節(jié)能減排的目的。
NO.1 缸內(nèi)直噴
由于柴油機用的燃料是柴油,它的粘度比大,且不容易蒸發(fā),而其自燃溫度卻比低。同步發(fā)電機、異步發(fā)電機(很少采用)交流發(fā)電機還可分為單相發(fā)電機與三相發(fā)電機。柴油發(fā)動機工作時,進入氣缸的是空氣,氣缸中的空氣壓縮到終點的時候氣體處于高溫高壓的狀態(tài)(T=500-700°C,P=40-50 bar),活塞接近上止點時,供油系統(tǒng)的噴油嘴以極高的壓力(一般為2000bar)在極短的時間內(nèi)向氣缸燃燒室噴射燃油,柴油形成細微的油粒,與高溫高壓的空氣混合,可燃混合氣自行燃燒,猛烈膨脹產(chǎn)生爆發(fā)力,推動活塞下行做功。
而粘性小,蒸發(fā)快,進氣道噴射的發(fā)動機的噴射系統(tǒng)將噴入進氣道中,通過與空氣混合,形成可燃混合氣,經(jīng)過壓縮達到一定的溫度和壓力后,用火花塞點燃,使氣體膨脹做功。