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柴油發電機排放污染物的控制有哪些措施
柴油發電機的CO和HC排放量相對汽油機來說要少得多,但NOx與汽油機在同一數量級,而微粒和碳煙的排放要比汽油機大幾十倍甚至更多。因此,柴油發電機的排放控制,重點是NOx與微粒,其次是HCO降低微粒和碳煙排放與改善柴油發電機燃燒過程是完全一致的,不過NOX排放往往與之矛盾,這就為柴油發電機的排放控制造成特殊的困難。由于汽油機排放的NOx可以通過三效催化劑或稀燃來解決,而柴油發電機排氣中富氧條件下的NOx催化劑尚在研究開發中,目前尚無成功的催化劑可用,如何在保持柴油發電機良好性能的同時減少NOx的生成,是目前面臨的重大技術挑戰。
柴油發電機造成污染物排放的根本原因在于燃油與空氣混合不好。柴油發電機運轉時,平均過量空氣系數一般都在1.3以下,如果達到理想的混合,碳煙是不可能生成的,NOx的生成也不會很多。但混合不好導致局部缺氧,使碳煙大量生成。所以,柴油發電機的排放控制要圍繞改善油氣混合這一中心任務,防止局部在超過0.9(這有利于NOx生成)和低于0.6(這有利于碳煙生成),做到油、氣、室(燃燒室)三者的 匹配,這是降低柴油發電機排放為常見和治本的措施。
柴油發電機運動部件故障的原因
柴油發電機曲柄連桿結構常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等,這些故障主要發生與高速運動部位,采集裝置難以安裝并進行數據采集,且發生故障后信號干擾信息較多,也難以準確診斷和識別。目前許多學者都比較傾向于地域數據的處理和診斷,也有部分學者考慮依靠動力學對柴油發電機運動部件進行分析和診斷,更進一步地找準故障產生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現,通過對柴油發電機進行建模,設定柴油發電機各部件工作參數,設置各部件出現故障后的參數,進行通過仿真模擬,識別故障發生時各部件參數狀態。這一技術具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優點,該技術為未來發展的一個潛力方向。
運動部件產生故障主要原因主要為兩方面,一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸,造成了磨損,使得接觸表面變形,在運動過程產生振動及噪聲,另一方面由于接觸部件之間發生嚴重的磨損后產生了相互運動過程的碰撞及撞擊,直接產生了異響等現象。顯而易見,各部位產生故障涉及到諸多方面的內容,包括機械動力、熱力、摩擦等,故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進行診斷和確定。
1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發電機油耗增加、轉速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸,嚴重影響發電機正常運行。目前主要通過對發電機進行故障信號檢測,判斷拉缸時振動信號頻域范圍,例如國外研究學者 Jacobo Porteiro 通過分析研究,利用人工神經網絡驗證了拉缸時發電機故障的特征,并分析預測了發電機內潤滑油內金屬顆粒的含量值。
2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內壁產生明顯異響的現象,敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產生較為強大的振動,同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴重的破壞。在敲缸故障診斷方面,利用計算機仿真軟件,分析了在不同轉速、不同負載和敲缸程度下的故障信號特征,實現了對敲缸狀態下發電機故障的分析和診斷。
3.連桿軸異常診斷柴油發電機長時間大功率工作,連桿軸會產生磨損,使得軸承之間間隙變大,在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程,造成敲擊幅度變大,容易產生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析,實現了對往復式發電機連桿故障振動信號角域和值域的分析,實現驗證具有一定的可靠性。