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康明斯发电机组在负荷突加之前齿条已开始回拉

文章出处:杭州康明斯发电机 人气:发表时间:2021-08-12

  2020年8月12日东风康明常见型号为:4B3.9-G1,4BT3.9-G1,4BTA3.9-G2,6BT5.9-G1,6BTA5.9-G2,6CTA8.3-G2,6CTA8.3-G3,6LTAA8.9-G2。天盈彩票港口由于装卸机械等周期性作业设备的存在,用电负荷频繁突变。针对港口的瞬变冲击负荷,设计了一种蓄能柴油发电机组,该机组可用于港口的紧急供电,目前已成功应用于国内某港口。蓄能机组在柴油机(杭州康明斯)输出轴和发电机输人轴之间串接了飞轮蓄能柴油发电装置,外负荷突变时,飞轮或者吸收能量减小机组输出功率的变化,柴油机RPM的波动,优化输出的电品质。图1所示为某港口所用紧急蓄能机组。经过实际应用验证,与常规机组相比,蓄能机组具有如下优点:

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康明斯发电机组在负荷突加之前齿条已开始回拉

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  (1)对于某一确定的蓄能机组,其转动惯量I,和机组所允许的最低RPM∞一定。当突加负荷不变时,若使用预升速技术使跌落后的最低RPM上升,则RPM波动率降低,利于提高电网的供电品质。(2)在转动惯量不变的条件下,使用预升速技术,在维持跌落后的最低RPM不变时,可以增加机组可承受的最大负荷,提升机组功率。(3)在进行蓄能机构设计时,结合预升速技术,在满足设计要求的前提下,可以进一步减小蓄能机构的转动惯量。这对针对瞬变负荷而设计的蓄能机组具有重要意义。2蓄能机组的预升速工况试验以自主搭建的蓄能机组试验样机为平台,进行了蓄能机组的预升速工况试验。2.1蓄能机组试验样机概况机组额定RPM为1450(r·min),主要由MWMTBD234V6柴油机(杭州康明斯)、高弹性联轴器、飞轮蓄能装置、发电机、公共底座、机旁控制箱、冷却风扇水箱、加热器、起动系统、排气消音器等组成。蓄能机组惯量系统构成:柴油机轴系惯量:20.3(kg·In);发电机转子惯量:82(kg·m);飞轮蓄能装置惯量:798(kg·m)。机组总惯量为:902.3(kg·m)。在蓄能机组的柴油机调速系统中增加预升速性能,外负荷为周期性突变负荷,负荷持续时间和间隔时间均为10s,负荷个数为2个。首先改变设定的突加负荷功率,进行常规负荷突加试验直到机组输出最大功率P,记录此时的给定励磁电流,n,按表1所示工况分别改变升速设定RPM和升速提前时间,进行预升速条件下的负荷突加突卸试验。根据试验,可以得到在不同升速设定RPM下的最优升速提前时间,然后根据不同的升速设定RPM及其对应的最优升速提前时间,完成机组所能达到的最大突加负荷功率试验。3试验结果诊断3.1突加负荷相同,不同预升速策略3.1.1提前2.0s,升速设定RPM不同突加负荷功率相同,升速提前时间为2.0s,不同升速设定RPM时的试验结果对比如表2和图3所示。从结果中可以看出,采取预升速控制策略,可以明显提高机组在负荷突加工况运行过程中RPM跌落后的最低RPM。在负荷突加前提高机组的设定RPM时,柴油机(杭州康明斯)齿条位移提前增大,机组RPM和涡轮RPM都提前上升;当设定RPM提高到1460(r·min)时,在负荷突加之前齿条已开始回拉,但机组RPM和增压器RPM都还没来得及下降;当设定RPM为1470(r·min)时,在负荷突加之前齿条也有一点回拉但不明显;当设定RPM为1480(r·min)时,在负荷突加之前齿条没有任何回拉。当升速提前时间为2.Os时,升速设定RPM从1460(r·min)经1470(r·min)再到1480(r·min),机组在负荷突加过程中的运行性能不断得到改善,跌落后的最低RPM越来越高;但当设定RPM从1470(r·min)升高到1480(r·min)时,机组跌落后的最低RPM升高已经不明显,这主要是因为当设定RPM为1480(r·min)时,由于柴油机调速性能的关系,机组在提前2.Os的时间内已经无法使机组的RPM进一步提高,导致机组的性能无法进一步改善。所以在升速提前时间为2.0s时,最优升速设定RPM应比1470(r·min)稍高,而不能超过1480(r·min);如果升速设定RPM为1480(r·min),必须使升速提前时间大于2.0s,才能使机组的运行性能达到最优。再增加机组的性能可能会变差。所以在升速设定RPM为1470(r·min)时,最优升速提前时间应比2.2s稍小,但应高于1.5s。3.1.2升速至1470(r.min)时不同提前时间的RPM对比升速设升速提负荷突加前机负荷突加后跌定RPM/前时间/组达到的RPM/落的最低转3.2不同预升速策略时最大功率试验在不同升速设定RPM及其对应的最优升速提前时间条件下,机组所能达到的最大突加负荷功率试验结果如表4和图5所示。从结果中可以看出,升速设定RPM越高,最优的升速提前时间也越长,此时机组所能达到的最大突加负荷功率也越高。机组达到最大突加负荷功率的判断条件为第二个突加负荷时机组的最低跌落RPM,都为1305(r·min)。在各最优预升速方案中,突加负荷到来之前机组的齿条都没有回拉,涡轮增压器RPM也持续升高。表4各最优预升速方案时,最大突加负荷试验结果升速提最优升速负荷突加后的最大突加前RPM/提前时间/最低跌落RPM/负荷功率/图4升速设定RPM为1470(r·rain),不同升速提前时间时的机组性能参数对比图5各最优预升速方案时,最大突加负荷试验机组性能参数对比试验表明:(1)对于负荷突加工况,预升速技术可以明显提高蓄能机组RPM跌落后的最低RPM;(2)对于确定的升速提前时间,存在最优升速设定RPM使机组的运行性能达到最优;(3)升速设定RPM一定时,升速提前时间越长,RPM跌落后的最低RPM越高,越有利于机组运行性能的改善;(4)升速设定RPM越高,对应最优的升速提前时间也越长,此时机组所能承受的最大突加负荷功率也越高。4总结基于上述诊断与试验可知:预升速技术对用于瞬变负荷工况的蓄能机组而言具有重要的意义。一方面,在设计蓄能机构时,结合预升速技术,在满足设计要求的前提下,可以减小蓄能机构的转动惯量;另一方面,对于确定的蓄能机组,选取预升速技术可以提高负荷突加工况中机组RPM跌落后的最低RPM以提升供电品质,或者通过预升速增大机组所能承受的突加负荷。

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