極端低溫氣候下的柴油發(fā)電機(jī)冷啟動(dòng)操作及防寒措施
發(fā)布時(shí)間：2023-09-04 點(diǎn)擊：507
技術(shù)與安全知識(shí)
極端寒冷氣候下的柴油發(fā)電機(jī)維護(hù)、操作及防寒措施
康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在低溫天氣使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多次啟動(dòng)失敗現(xiàn)象，當(dāng)然新款國(guó)三電噴系列機(jī)型不在此列。國(guó)二直噴機(jī)型在遇到外界氣溫下降至-10°c以下時(shí)，柴油機(jī)冷啟動(dòng)就有一定困難；當(dāng)氣溫降至-40°c以下時(shí)，如果不采取一些低溫啟動(dòng)措施，柴油機(jī)則根本無(wú)法啟動(dòng)，為此康明斯發(fā)電機(jī)公司為用戶介紹在低溫條件下的柴油發(fā)電機(jī)組操作、維護(hù)和防寒措施。
一、寒冷氣候下的維護(hù)
1、在寒冷氣候下工作的柴油發(fā)電機(jī)，推薦使用永久型帶有附加防銹劑的防凍液。
2、對(duì)所有的柴油發(fā)電機(jī)，通過(guò)打開放水開關(guān)和取下放水螺塞放掉氣缸體和氣缸蓋中的冷卻液。如果使用空氣壓縮機(jī)、熱交換器或其他由冷卻液冷卻的附屬設(shè)備，也應(yīng)打開開關(guān)放掉冷卻液。在冰凍氣候下柴油發(fā)電機(jī)附屬設(shè)備中沒(méi)有徹底放冷卻液將產(chǎn)生重大損壞。
3、在寒冷氣候下使用柴油發(fā)電機(jī)，可采用浸人式的冷卻液和機(jī)油的加熱器、以保持一定的溫度，使得柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)后即可以滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
柴油發(fā)電機(jī)低溫預(yù)熱啟動(dòng)系統(tǒng)圖
二、寒冷氣候下的操作
在低氣溫條件下工作的柴油發(fā)電機(jī)，為使其得到滿意的性能，需要改裝一下柴油和周圍設(shè)備。溫度越低需要的改裝越大。改裝的基本原則：
1）采用實(shí)際而可靠地柴油發(fā)電機(jī)加溫措施和設(shè)備，使柴油發(fā)電機(jī)保持適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)特性。
2）這種裝置或機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能不受外部影響。
3）進(jìn)行適當(dāng)改造以保持滿意的工作溫度而又使所增加的設(shè)備和附件保養(yǎng)工作量最小。
如果柴油發(fā)電機(jī)不能保持合適的溫度，會(huì)由于柴油發(fā)電機(jī)磨損增加、性能惡化以及形成過(guò)多的積炭、膠質(zhì)和其他沉積物而使保養(yǎng)成本提高。為克服低溫危害而采取一些專門的預(yù)防措施是十分必要的，但應(yīng)注意要使柴油發(fā)電機(jī)在溫暖環(huán)境下使用時(shí)所需的改動(dòng)工作量最小。柴油發(fā)電機(jī)的絕大多數(shù)附件被設(shè)計(jì)成可拆卸的，所以，這些附件不用時(shí)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的影響很小。
三、防寒措施
配置低溫工作設(shè)備時(shí)最常使用的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是“防寒措施”和“北極地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。為使柴油發(fā)電機(jī)可在聽(tīng)能遇到的最低溫度下起動(dòng)和工作，應(yīng)采取以下防寒措施：
1）使用適當(dāng)?shù)牟牧稀?br> 2）使用低溫潤(rùn)滑油以保證潤(rùn)滑良好。
3）采取低溫防護(hù)措施，因?yàn)榻饘俨牧蠝囟炔蛔儯蜏叵碌纳崧蕰?huì)改變。
4）使用合適等級(jí)的低溫用燃油。
5）采取加熱措施以增加柴油發(fā)電機(jī)氣缸體和部件的溫度，使得最低可在-32℃（-25.6 °f）)的低溫下進(jìn)行行動(dòng)。
6）采用合適的外部加熱源。
7）電氣設(shè)備具有預(yù)期的最低溫度下工作的能力。
北極地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指柴油發(fā)電機(jī)在級(jí)寒地區(qū)-54℃的低溫下良好工作所需要的零件設(shè)計(jì)材料和規(guī)范。
注意：在康明斯柴油發(fā)電機(jī)上，不推薦使用“防漏”型防凍劑。雖然這些防凍劑與dca水處理法在化學(xué)上并不矛盾，但“防漏”劑可能堵塞冷卻液濾清器而使它們失效。
四、常見(jiàn)冷啟動(dòng)裝置
1、冷啟動(dòng)液
冷啟動(dòng)液是一種輔助起動(dòng)燃料，在氣缸壁添加低凝析油的條件下，可達(dá)到啟動(dòng)的目的。由于燃燒不穩(wěn)定，容易引發(fā)和壓力，因此柴油機(jī)溫度越低，柴油機(jī)工作將有更大的程度。因此，在使用冷啟動(dòng)液時(shí)，必須按規(guī)定量加入，不能增加太多。
這種啟動(dòng)方式可以在瞬間啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但由于油的低溫和高粘度，啟動(dòng)一段時(shí)間后，氣缸壁上的油不多，條件惡劣。發(fā)動(dòng)機(jī)工作使零件之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成干燥，使零件磨損，因此，在用冷起動(dòng)液?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，不應(yīng)增加節(jié)氣門操作，在霧化條件下選擇起動(dòng)液，控制噴油時(shí)間、噴射位置和噴射量。此外，空氣過(guò)濾器的進(jìn)氣口不應(yīng)直接注入啟動(dòng)液，以免影響空氣過(guò)濾器的過(guò)濾元件，增加提升液的數(shù)量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器的啟動(dòng)超過(guò)速度限制。根據(jù)上述情況，建議謹(jǐn)慎冷流體。
2、水套加熱器
當(dāng)作業(yè)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，可在部署工作前起用水套加熱器。通常室外采用燃油水套加熱器，室內(nèi)機(jī)型采用電加熱器
（1）燃油水套加熱器工作原理：
從柴油發(fā)電機(jī)組燃油油箱抽取燃料后，在渦輪室進(jìn)行燃燒，通過(guò)水泵將冷卻液循環(huán)加熱。水套加熱器工作電源取自蓄電池直流系統(tǒng)，電功率約為0.6kw，熱功率約為35kw，耗油量為3.85l/h。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，在冬季氣溫為-15℃時(shí)，經(jīng)過(guò)2.5h加熱，即可將柴油發(fā)電機(jī)組水套溫度升至30℃以上，滿足起動(dòng)溫度要求。
水套加熱器工作原理圖
（2）電加熱裝置的工作原理：
在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，一般加裝冷卻水自動(dòng)加熱裝置，使發(fā)電機(jī)組在備機(jī)狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)應(yīng)處于熱機(jī)狀態(tài)，以便發(fā)電機(jī)組在市電失電時(shí)15s內(nèi)起動(dòng)發(fā)電機(jī)組并帶負(fù)載工作。柴油機(jī)自動(dòng)加熱裝置，當(dāng)水溫低于30攝氏度時(shí)，溫控器觸點(diǎn)接通，km吸合，加熱器eh工作。當(dāng)水溫上升至50攝氏度時(shí)，溫控器觸點(diǎn)斷開，km釋放，加熱器eh斷電。
（3）使用注意事項(xiàng)：
在發(fā)電機(jī)組靜態(tài)條件下，加熱約4h后嘗試起動(dòng)底盤發(fā)動(dòng)機(jī)，依舊具備足夠起動(dòng)電量。如長(zhǎng)時(shí)間不關(guān)閉加熱器，在檢測(cè)到水溫達(dá)到70℃時(shí)，將自動(dòng)熄火停止加熱，只進(jìn)行冷卻液循環(huán)，避免發(fā)生水溫過(guò)高的問(wèn)題。
在起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組前，需檢查并將通向加熱器的旁路管道進(jìn)出閥關(guān)閉，以防止機(jī)組起動(dòng)后冷卻液循環(huán)壓力較大，反流至加熱器內(nèi)部導(dǎo)致管路發(fā)生泄漏。此種起動(dòng)方式耗時(shí)較長(zhǎng)，難以在突發(fā)性供電保障場(chǎng)景下保證及時(shí)可靠發(fā)電。
當(dāng)遇到需緊急起動(dòng)發(fā)電機(jī)的情況時(shí)，也可進(jìn)入機(jī)組房艙，摘除空氣濾清器，向兩組進(jìn)氣管道內(nèi)各噴射5s柴油機(jī)起動(dòng)液后起動(dòng)。其原理為通過(guò)乙醚等低閃點(diǎn)烷烴類氣體在缸內(nèi)爆燃而引燃柴油。此種方式可不經(jīng)預(yù)熱，直接起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，但在設(shè)備熱機(jī)完成前無(wú)法重新安裝空濾，長(zhǎng)時(shí)間工作易導(dǎo)致缸體受損。同時(shí)，起動(dòng)液成分對(duì)人體有害，噴射過(guò)程可能影響人體健康。當(dāng)外部電源突發(fā)故障急需機(jī)組起動(dòng)時(shí)，同樣需要幾分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間。
3、機(jī)油加熱器
在油底殼安裝螺旋式電阻器，該電阻器可加熱油底殼的機(jī)油，降低機(jī)油黏度，減小啟動(dòng)阻力。應(yīng)用此種方法時(shí)，應(yīng)控制加熱時(shí)間，避免因加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，機(jī)油溫度過(guò)高，而導(dǎo)致機(jī)油老化變質(zhì)。
4、蒸汽預(yù)熱法
即讓蒸汽通過(guò)管道從水散熱器的下水管進(jìn)入冷卻系，或直接進(jìn)入柴油機(jī)冷卻水套，用蒸汽預(yù)熱柴油機(jī)汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。
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一、寒冷氣候下的維護(hù)
1、在寒冷氣候下工作的柴油發(fā)電機(jī)，推薦使用永久型帶有附加防銹劑的防凍液。
2、對(duì)所有的柴油發(fā)電機(jī)，通過(guò)打開放水開關(guān)和取下放水螺塞放掉氣缸體和氣缸蓋中的冷卻液。如果使用空氣壓縮機(jī)、熱交換器或其他由冷卻液冷卻的附屬設(shè)備，也應(yīng)打開開關(guān)放掉冷卻液。在冰凍氣候下柴油發(fā)電機(jī)附屬設(shè)備中沒(méi)有徹底放冷卻液將產(chǎn)生重大損壞。
3、在寒冷氣候下使用柴油發(fā)電機(jī)，可采用浸人式的冷卻液和機(jī)油的加熱器、以保持一定的溫度，使得柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)后即可以滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
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二、寒冷氣候下的操作
在低氣溫條件下工作的柴油發(fā)電機(jī)，為使其得到滿意的性能，需要改裝一下柴油和周圍設(shè)備。溫度越低需要的改裝越大。改裝的基本原則：
1）采用實(shí)際而可靠地柴油發(fā)電機(jī)加溫措施和設(shè)備，使柴油發(fā)電機(jī)保持適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)特性。
2）這種裝置或機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能不受外部影響。
3）進(jìn)行適當(dāng)改造以保持滿意的工作溫度而又使所增加的設(shè)備和附件保養(yǎng)工作量最小。
如果柴油發(fā)電機(jī)不能保持合適的溫度，會(huì)由于柴油發(fā)電機(jī)磨損增加、性能惡化以及形成過(guò)多的積炭、膠質(zhì)和其他沉積物而使保養(yǎng)成本提高。為克服低溫危害而采取一些專門的預(yù)防措施是十分必要的，但應(yīng)注意要使柴油發(fā)電機(jī)在溫暖環(huán)境下使用時(shí)所需的改動(dòng)工作量最小。柴油發(fā)電機(jī)的絕大多數(shù)附件被設(shè)計(jì)成可拆卸的，所以，這些附件不用時(shí)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的影響很小。
三、防寒措施
配置低溫工作設(shè)備時(shí)最常使用的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是“防寒措施”和“北極地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。為使柴油發(fā)電機(jī)可在聽(tīng)能遇到的最低溫度下起動(dòng)和工作，應(yīng)采取以下防寒措施：
1）使用適當(dāng)?shù)牟牧稀?br> 2）使用低溫潤(rùn)滑油以保證潤(rùn)滑良好。
3）采取低溫防護(hù)措施，因?yàn)榻饘俨牧蠝囟炔蛔儯蜏叵碌纳崧蕰?huì)改變。
4）使用合適等級(jí)的低溫用燃油。
5）采取加熱措施以增加柴油發(fā)電機(jī)氣缸體和部件的溫度，使得最低可在-32℃（-25.6 °f）)的低溫下進(jìn)行行動(dòng)。
6）采用合適的外部加熱源。
7）電氣設(shè)備具有預(yù)期的最低溫度下工作的能力。
北極地區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指柴油發(fā)電機(jī)在級(jí)寒地區(qū)-54℃的低溫下良好工作所需要的零件設(shè)計(jì)材料和規(guī)范。
注意：在康明斯柴油發(fā)電機(jī)上，不推薦使用“防漏”型防凍劑。雖然這些防凍劑與dca水處理法在化學(xué)上并不矛盾，但“防漏”劑可能堵塞冷卻液濾清器而使它們失效。
四、常見(jiàn)冷啟動(dòng)裝置
1、冷啟動(dòng)液
冷啟動(dòng)液是一種輔助起動(dòng)燃料，在氣缸壁添加低凝析油的條件下，可達(dá)到啟動(dòng)的目的。由于燃燒不穩(wěn)定，容易引發(fā)和壓力，因此柴油機(jī)溫度越低，柴油機(jī)工作將有更大的程度。因此，在使用冷啟動(dòng)液時(shí)，必須按規(guī)定量加入，不能增加太多。
這種啟動(dòng)方式可以在瞬間啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但由于油的低溫和高粘度，啟動(dòng)一段時(shí)間后，氣缸壁上的油不多，條件惡劣。發(fā)動(dòng)機(jī)工作使零件之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成干燥，使零件磨損，因此，在用冷起動(dòng)液?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，不應(yīng)增加節(jié)氣門操作，在霧化條件下選擇起動(dòng)液，控制噴油時(shí)間、噴射位置和噴射量。此外，空氣過(guò)濾器的進(jìn)氣口不應(yīng)直接注入啟動(dòng)液，以免影響空氣過(guò)濾器的過(guò)濾元件，增加提升液的數(shù)量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器的啟動(dòng)超過(guò)速度限制。根據(jù)上述情況，建議謹(jǐn)慎冷流體。
2、水套加熱器
當(dāng)作業(yè)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，可在部署工作前起用水套加熱器。通常室外采用燃油水套加熱器，室內(nèi)機(jī)型采用電加熱器
（1）燃油水套加熱器工作原理：
從柴油發(fā)電機(jī)組燃油油箱抽取燃料后，在渦輪室進(jìn)行燃燒，通過(guò)水泵將冷卻液循環(huán)加熱。水套加熱器工作電源取自蓄電池直流系統(tǒng)，電功率約為0.6kw，熱功率約為35kw，耗油量為3.85l/h。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，在冬季氣溫為-15℃時(shí)，經(jīng)過(guò)2.5h加熱，即可將柴油發(fā)電機(jī)組水套溫度升至30℃以上，滿足起動(dòng)溫度要求。
水套加熱器工作原理圖
（2）電加熱裝置的工作原理：
在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，一般加裝冷卻水自動(dòng)加熱裝置，使發(fā)電機(jī)組在備機(jī)狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)應(yīng)處于熱機(jī)狀態(tài)，以便發(fā)電機(jī)組在市電失電時(shí)15s內(nèi)起動(dòng)發(fā)電機(jī)組并帶負(fù)載工作。柴油機(jī)自動(dòng)加熱裝置，當(dāng)水溫低于30攝氏度時(shí)，溫控器觸點(diǎn)接通，km吸合，加熱器eh工作。當(dāng)水溫上升至50攝氏度時(shí)，溫控器觸點(diǎn)斷開，km釋放，加熱器eh斷電。
（3）使用注意事項(xiàng)：
在發(fā)電機(jī)組靜態(tài)條件下，加熱約4h后嘗試起動(dòng)底盤發(fā)動(dòng)機(jī)，依舊具備足夠起動(dòng)電量。如長(zhǎng)時(shí)間不關(guān)閉加熱器，在檢測(cè)到水溫達(dá)到70℃時(shí)，將自動(dòng)熄火停止加熱，只進(jìn)行冷卻液循環(huán)，避免發(fā)生水溫過(guò)高的問(wèn)題。
在起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組前，需檢查并將通向加熱器的旁路管道進(jìn)出閥關(guān)閉，以防止機(jī)組起動(dòng)后冷卻液循環(huán)壓力較大，反流至加熱器內(nèi)部導(dǎo)致管路發(fā)生泄漏。此種起動(dòng)方式耗時(shí)較長(zhǎng)，難以在突發(fā)性供電保障場(chǎng)景下保證及時(shí)可靠發(fā)電。
當(dāng)遇到需緊急起動(dòng)發(fā)電機(jī)的情況時(shí)，也可進(jìn)入機(jī)組房艙，摘除空氣濾清器，向兩組進(jìn)氣管道內(nèi)各噴射5s柴油機(jī)起動(dòng)液后起動(dòng)。其原理為通過(guò)乙醚等低閃點(diǎn)烷烴類氣體在缸內(nèi)爆燃而引燃柴油。此種方式可不經(jīng)預(yù)熱，直接起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，但在設(shè)備熱機(jī)完成前無(wú)法重新安裝空濾，長(zhǎng)時(shí)間工作易導(dǎo)致缸體受損。同時(shí)，起動(dòng)液成分對(duì)人體有害，噴射過(guò)程可能影響人體健康。當(dāng)外部電源突發(fā)故障急需機(jī)組起動(dòng)時(shí)，同樣需要幾分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間。
3、機(jī)油加熱器
在油底殼安裝螺旋式電阻器，該電阻器可加熱油底殼的機(jī)油，降低機(jī)油黏度，減小啟動(dòng)阻力。應(yīng)用此種方法時(shí)，應(yīng)控制加熱時(shí)間，避免因加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，機(jī)油溫度過(guò)高，而導(dǎo)致機(jī)油老化變質(zhì)。
4、蒸汽預(yù)熱法
即讓蒸汽通過(guò)管道從水散熱器的下水管進(jìn)入冷卻系，或直接進(jìn)入柴油機(jī)冷卻水套，用蒸汽預(yù)熱柴油機(jī)汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。
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