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关于柴油发电机组节能与环保总述
标准GB/T2820.1一1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分标准9排放中规定:“当发电机组运行时,会产生包括噪声、河北衡水振动、河北衡水热辐射、河北衡水废气和电磁干扰等排放物。任何有关保护环境和人员与的适用法规由制造厂和用户商定产品性能要求时考虑。”环保机组定义:将同时考虑到噪声、河北衡水振动、河北衡水热辐射,废气和电磁干扰等排放物对环境因素有影响的机组称为环保机组。
国标对环保机组要求:振动小、河北衡水噪声低、河北衡水电磁辐射低、河北衡水热辐射小、河北衡水排放污染轻。
另外 标准GB/2819一1995《移动电站通用技术条件》(Mobileelectricpowerplant,Specificationfor)对环境污染做了一定的限定。其中第4.9条污染环境的限值中有相应的规定。
1)振动
电站应根据需要设置减震装置;电站运行时振动的单振幅应不大于0.3mm或0.5mm;使用增压柴油机、河北衡水单缸和两缸柴油机、河北衡水单缸汽油机的电站,其振幅值应符合产品技术条件的规定。
2)噪声
电站的噪声允许值应符合噪声允许值中的规定,增压柴油机组电站和低噪声电站的允许值按产品技术条件的规定执行。
3)无线电干扰
对有抑制无线电干扰要求的电站,应有抑制无线电干扰的措施,其干扰值不大于有关标准中的规定值。频率为0.15~3000MHz;端子干扰电压为3000μv~400μv;干扰场强为100~50μV/m。
4)有害物质浓度
有相应要求时,电站排出的有害物质允许浓度按产品技术条件的规定。
5)烟度
有相应要求时,电站的排气烟度按产品技术条件的规定。
烟度要求:因柴油发电机排气量较汽油机排气量要大,而且排烟问题较严重。下面针对机组原动机为柴油发电机的电源车辆来讨论。排烟是由于不完全燃烧所得到的悬浮在柴油发电机排气中可见的白色、河北衡水蓝色、河北衡水黑色颗粒物。白色通常由水蒸气或液体燃料蒸汽凝聚而成:蓝色通常是因燃料或机油不完全燃烧所得到的微粒:黑色主要由炭粒组成,其颗粒尺寸常小于1μm。这些排出的颗粒物能够吸收、河北衡水反射和折射光线。
烟度是表征柴油发电机排气中颗粒物浓度的参量。烟度是指容量排气所透过的滤纸的染黑度。
我国对不同排气量的柴油发电机排气烟度允许值为4.5~4.0波许单位。通常规定白色滤纸的吸光率为0波许单位,全黑滤纸的吸光率为10波许单位,0~10均匀分度。
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介绍柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、河北衡水本地自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、河北衡水本地鲁棒性强、河北衡水本地可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、河北衡水本地响应速度、河北衡水本地超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地静差。
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柴油发电机常出现哪些故障?
柴油发电机在生活和工业上有着广泛的应用,在工作时会遇到各种问题,下面维曼发电机出租给大家说说柴油发电机常出现哪些故障?
高压油管堵塞
当某一缸高压油管因变形或有杂质而发生堵塞时,起动发动机后在油管部位可能有明显敲击声,且由于该缸不能正常工作而出现发动机功率下降。检查方法是逐缸拧松高压油管的进油端螺母,当拧松某一缸后敲击声消失,可断定该缸为故障缸,更换油管后故障即可排除。
低压油路供油不畅
柴油机从油箱到喷油泵进油腔之间的进、河北衡水回油管路均属低压油路,当其中的管路接头、河北衡水垫圈和油管因损坏而漏油时,将会使空气进入油路产生气阻,导致供油不畅,发动机出现启动困难、河北衡水加速迟缓等故障现象,严重时会自动熄火。当油管因老化、河北衡水变形和杂质堵塞使通油截面积减小,或因油脏堵塞进油滤网和柴油滤芯时,将引起供油量不足而使发动机功率下降和起动困难。这种故障的检查和排除可在车上完成。用手油泵泵油至一定压力,松开放气螺钉,如有气泡溢出且始终排气不尽,则说明油路进空气;如没有气泡但柴油从放气螺钉处溢出无力,则说明油路被堵塞。正常现象是略为松开放气螺钉,立即有油柱以一定压力喷射出来。排除故障的方法是找出损坏或老化的垫圈、河北衡水接头或油管予以更换;此类故障的方法是勤清洗进油滤网和柴油滤芯,勤检查管路,发现有问题时及时解决。
输油泵活塞弹簧折断
发动机在运行中突然熄火,不能起动。拧松放气螺钉检查发现喷油泵低压油腔无燃油或很少,用手油泵泵油至整个低压油腔充满油,排净空气重新启动,发动机恢复正常,但行驶一段距离后再次自动熄火。这种故障现象很可能是输油泵活塞弹簧折断。此故障可就车排除,拧下螺钉,更换弹簧即可。
喷油器偶件卡死
当喷油器针阀卡死在关闭位置时在气缸盖附近出现有规律的敲击声。它是由于喷油泵供油时的压力波冲击喷油器所致。判断方法是拧松接喷油器端的高压油管,如敲击声随即消失,可断定此缸喷油器针阀卡死。
输油泵止回阀密封不严
发动机启动后工作正常,但熄火停车一定时间后则出现启动困难,拧松放气螺钉有气泡溢出,需重新排净空气方能启动。这种故障多为输油泵止回阀密封不严引起。检查方法是拧下输油泵出油螺钉,泵动手油泵使燃油充满出油接头油腔,如接头内油面很快下降,则说明止回阀密封不好。拆下止回阀检查密封而是否完好,止回阀弹簧是否折断或变形,密封座面上是否附有颗粒杂质,依具体情况分别采取研磨密封面、河北衡水更换止回阀或止回阀弹簧将故障排除。正常情况是油面在3分钟以上的时间内不出现下降,泵动手油泵有油柱从出油接头有力喷出。
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