陆用大型柴油机电站燃油系统改善措施

陆用大型柴油机电站燃油系统改善措施

黄松

（东方电气（成都）设计咨询有限公司四川成都610000）

摘要：柴油发电机组是当今社会生产生活的重要备用能源，广泛应用在通信、医院、冶金等各个领域，同时在一些偏远地区提供了很大方便。柴油发电机组供电中稳定性十分关键，是有效工作和节约成本的重要基础，供电稳定性取决于柴油发电机组稳定的转速，而在这个过程中，柴油发电机组的燃油系统起到十分重要的作用，加强柴油发电机组的燃油系统的研究，对提升柴油发电机组的运行具有重要意义。

关键词：柴油发电机组；燃油系统；优化

柴油机燃油系统是柴油发电机组的核心和动力源。燃油供应系统的完善和技术条件的优劣，对柴油机的动力性、经济性和使用可靠性有着重要的影响。柴油机燃油系统主要由低压油路和高压油路组成。低压油路主要担负燃油的贮存、输送和滤清任务；高压油路则负责将滤清后的燃油定量、定压、定时地喷入汽缸。低压油路主要包括燃油箱、燃油滤清器和低压输油管道；高压油路主要包括喷油泵、喷油器和高压输油管道。燃油系统的使用维护保养不当，会造成燃油系统漏油、气堵，及三大精密偶件卡滞早期磨损等，导致柴油机不易启动、动力不足、经济性下降。因此，熟悉柴油机燃油系主要部件结构特点，正确对其进行维护保养，加强燃油系统的改善十分重要。

1柴油发电机组的组成及特点

1.1柴油发电机组的组成和原理

柴油机、发电机以及控制屏属于构成柴油发电机组的主要部分。其中，柴油机主要是将化学能转换为机械能，属于发电机组的动力部分，通常由柴油供给、润滑、冷却以及电气系统构成；发电机则主要由轴承、定子、端盖及转子组成，定子由铁芯、机座及线包绕组构成，转子则由铁芯绕组、转轴、护环及滑环等部件构成；柴油发电机组中的相关控制系统则属于整个机组的配套设备，涉及自动检测、保护及控制等，主要对机组进行控制、配电及调压等。柴油发电机的基本原理为：由轴承和端盖将发电机当中的定子和转子组装并连接在一起，让转子可以在定子当中进行旋转，实现切割磁力线运动，而产生感应电势，并利用接线端子引出在接回路当中，进而产生电流。

1.2柴油发电机特点

（1）单机容量等级较多。柴油发电机组在单机容量方面为几至几万千瓦，现阶段我国生产的最大单机容量为几千千瓦，因此可选择的容量范围极大，能够适用于多种容量的用电负荷。（2）配套设施在结构方面较为紧凑，且安装地点灵活。柴油发电机在配套设施方面较为简单，具有重量轻、设施少及体积小等特点，因此在占地面积方面不会过大，且相应的投资费用也较低。（3）热效率高，燃油消耗低。通常情况下柴油机在有效热效率上为30%～46%，所以柴油机有效热效率较高，而在消耗燃油方面不高。（4）启动速度快，可迅速达到全功率。在启动柴油机时，通常只需几秒，若处于应急状态，则可以在1min内实现全负载。而在正常工作状态当中，一般会在（5～30）min实现全负载。同时，柴油机的停机时间也较短。（5）维护、操作较为简单，且不需过多的操作人员。同时，备用期间的保养也较为容易。（6）建设和发电成本较低。

2柴油发电机组燃油系统主要部件结构特点

2.1燃油罐、箱

燃油罐的主要功用是贮存燃油，同时对燃油具有沉淀净化的作用。油罐底部设有排污阀，积聚在油箱内的水和污物都从此排污阀放出。油罐设有通风口，以保持油罐内部与大气相通，使燃油蒸气与空气能自由进出，防止工作中由于油面下降时油罐内出现真空，影响连续供油。

2.2燃油滤清器

燃油滤清器的功用是滤除柴油中的机械杂质和水分，保证进入喷油泵的柴油的清洁度。柴油机上大都装有粗滤清器、细滤清器和沉淀杯，单缸柴油机则仅有细滤器。而某些柴油机上没有单独的燃油滤清器，燃油是经过安装在燃油阀门座上的燃油滤芯滤清的。在使用过程中，燃油滤芯表面上会聚集一些脏物，当这些脏物逐渐增加到一定厚度时，会使油流的阻力增大。严重时会使供油不畅，使柴油机功率下降，甚至自动熄火，所以必须定期对滤芯进行清洗。清洗滤芯时，纸芯上的油泥和污物可以用薄木片轻轻刮掉，但不能用尖锐的金属片刮除，以免刮伤滤芯。脏物刮除后再用软质毛刷在清洁的燃油或煤油中顺着滤芯的缝隙刷洗。洗除污物后再换清洁的燃油或煤油将滤芯冲洗一遍。

2.3输油泵

输油泵的功用是将柴油从燃油箱中吸出，并使柴油具有一定的压力，以克服滤清器等的阻力，保证连续不断地向喷油泵供油。常用的输油泵有活塞式和膜片式两种。对于活塞式输油泵，其输油量的大小，决定于活塞的行程。而活塞的最大行程由偏心轮的偏心距决定。当活塞以最大行程工作时，输油量最大。活塞行程减小时，输油量也会减小。

2.4喷油泵

喷油泵又称为燃油泵或高压油泵。它的功用是提高喷油压力，并根据柴油机负荷的大小，将一定量的干净燃油在规定时间内输送到喷油器，然后喷人汽缸。喷油泵中有许多精密零件和偶件，制造比较困难，但它是柴油机极为重要的组成部分，其质量和性能直接关系到柴油机性能的好坏。常用的喷油泵有柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵两种。柱塞式喷油泵就其结构布置的形式不同，又有单体泵和多缸泵之分。在单缸柴油机上即为单体泵；在多缸柴油机上，每一个汽缸需要一套泵油机构进行供油，通常是将各缸的泵油机构装在同一壳体中，称为多缸泵。

2.5喷油器

喷油器的作用是对喷射泵输送的高压燃油进行雾化，并以一定的油束形状喷入燃烧室，形成良好的可燃混合气。目前，大多数柴油机采用封闭式喷油器。封闭式喷油器有一个针阀，针阀带有一个坚固的弹簧，使喷油器油腔与燃烧室分开。当喷油时，喷油器油腔中燃油的压力克服弹簧的压力把针阀顶起。由于具有一定的压力才能开始喷射，这样就能够保证喷雾的质量。当停止供油时，针阀能够自动关闭喷油器，而不发生滴漏现象。闭式喷油器按针阀形状可分为轴针式与孔式两种；而按喷孔数目则可分为单孔、双孔和多孔式等。

3陆用大型柴油机电站燃油系统改善措施

3.1燃油输送储存系统优化

罐体设有就地或远程液位、温度传感器、呼吸阀、量油口、溢流口、入孔、泡沫灭火口、排污阀等。油罐底部设置排污阀，方便油箱内脏油的排出。在选择局部液位计时，应选用浮油液位计，因为浮油是酸性和腐蚀性的。油箱的温度较低，油箱内壁应绝缘，油箱表面有绝缘后只能刷防锈漆，不需要刷顶部漆。油罐的温度较高，日照强，罐壁不需要保温，但当选择油罐表面油漆时，银粉漆更好，银粉漆将大量的光反射，确保罐内的温度不是太高。

3.2燃油日用油罐的优化布置

为保证柴油机供油稳定，通常设置一个日用油罐。油箱结构类似于0-28T，但容积小。如果被设置在高的地方，比如是一种特殊的钢结构框架，或在厂房高处平台上，设计需要计算承载力的钢结构厂房框架，导致厂房钢结构成本的增加。如条件允许，日用油罐可以放置在油罐区或油泵房，减少对厂房钢结构承载能力的影响。但是，有必要添加增压模块作为输送动力源。

3.3温控的优化设计

柴油机燃料供给的入口，通常安装模块化泵和热交换设备，换热设备关键零部件的温控阀，手动阀、换热器的入口，而温度控制阀、自力式温控阀用于温度控制阀，可以根据温度自动调节的油、柴油机油的温度较高，返回混合油箱再进入柴油机，柴油机活塞环和无数次循环，油温将大幅上升，并在柴油机油油温度有严格的要求，油温过高，会使油的粘度降低，石油粘度过低不能润滑柴油机的活塞块袖，很容易导致柴油机内的高压油泵报废。这种事故在柴油机的运行中很常见。

3.4回收的优化

一般陆用电站业主比较重视油品的消耗速度，并要求供应商测试机组的燃油消耗，通过对燃油机组油品流量进出的记录，计算柴油机组耗油量。

柴油机在正常运行过程中，机体某些部位会出现少量漏油现象，这是一种正常现象。虽然这部分的油量不大，但会随着柴油机运行时间的增加而积累，这一点在陆用电站中是不容忽视的。为此，建立了柴油机机体漏油采集模块，对柴油机机体漏油进行采集。该油品无污染，油品质量好，可回收再利用。提高了机组1%-1.5%的经济效益。

4结束语

柴油发电机组作为当今重要供能设备，无论是基于系统安全考虑还是设备节能性考虑，其稳定性都是日后所关注的焦点和努力的方向。燃油系统状态直接决定柴油机运行状态。针对陆用电站柴油机燃油系统的优化改善、能够有效规避投资风险，保障电站整体运行安全和经济性。同时，随着自动化水平的不断提高，柴油机燃油系统的改善及优化仍有很大的发展空间。

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作者简介

黄松（1986-）男，汉族，硕士，工程师，主要从事电力行业热机专业设计工作。