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道依茨發電機組渦輪增壓器與柴油機聯合運行的工作原理是什么?

2019-05-30
來源: 頂博電力
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在發電機組的渦輪增壓器與柴油機聯合工作時,彼此沒有機械聯系,它們通過空氣流或者燃氣流來傳遞能量。因為柴油機不同工況要求壓氣機有不同的供氣能力,渦輪機做功的能力來源于柴油機排出廢氣的合理組織,而渦輪機的功率則全部為壓氣機所消耗。也可以說,柴油機發出一定的功率所需要的空氣流量與增壓比,正好是壓氣機所應提供的。

道依茨發電機

為了使渦輪增壓器與柴油機能夠良好配合,使它們在各種工況下滿意地工作,有兩件事要做。一是根據柴油機的特定工況(如額定工況或最大轉矩工況),確定其在壓氣機特性曲線上的位置(即根據柴油機選用合適型號的增壓器);二是要解決柴油機在整個運行區與增壓器實現良好的配合。


在這里,選好增壓器是前提,增壓器選得不好,柴油機可能達不到預期的增壓效果。選用增壓器時,可根據柴油機特定工況所需要的空氣流量(包括掃氣空氣量)及壓比,判斷該工況在某一壓氣機特性曲線上的位置,使該點落在壓氣機特性曲線的高效率區,即可初步選定增壓器型號.


與活塞式柴油機不同的是,在渦輪及壓氣機這類葉片機械中,葉片前緣的結構角由設計工況的氣流參數決定。當工況變化引起氣體流量變化,將使氣體流入的方向偏離葉片前緣結構角的方向,發生撞擊損失,使葉片機的高效率區變窄,所以不可能使柴油機所有工況都處在壓氣機的高效率區工作,只能顧及到柴油機的某些特定工況。


每一種渦輪增壓器都有確定的工作范圍。在小流量范圍,壓氣機受喘振限制;在大流量范圍,壓氣機因效率下降過多,亦受到限制;在增壓器的高速、高負荷范圍內,可能由于廢氣能量過高,使渦輪增壓器超過機械強度允許的轉速,或者由于排氣溫度過高,超過了渦輪機葉片所能承受的溫度,使渦輪增壓器受到了超速或超溫的限制。由此決定了渦輪增壓器一個大致確定的工作范圍。


在此允許的工作范圍內,根據與柴油機聯合運行的位置,可以判斷增壓器與柴油機的配合是否良好。


如果聯合運行線與壓氣機特性曲線配合不夠理想,需要進行局部調整,則常用的辦法是改變渦輪噴嘴環出口截面積。例如,減小噴嘴環出口截面積可以使聯合運行線從壓氣機低效率區移向高效率區(向喘振線靠近)。但上述調整是有限的,如果聯合運行線與壓氣機的最佳配合相差很遠,則只能以更換增壓器型號為宜。


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