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柴油发电机组的耗量特性
在满足电力网络负荷平衡的前提下，柴油发电机组 负荷分配指的是通过有计划的安排各个柴油发电机组的出力，使得整体的柴油的消耗油量变得小，让成本达到少，进而整个发电厂的效率与收益。柴油发电机组一般是通过在气缸中燃烧柴油，然后借助转化的爆炸动力来推动柴油机的运作，柴油发电机再带动与其相关联的发电机发电，完成整个电力生产环节。因为柴油发电机的做功的数量很大程度上取决于燃油消耗的数量，而柴油发电机的进气量又规定了柴油发电机组出力的大小，由于负荷时刻在波动，为了保证康明斯柴油发电机组在任何时刻达到经济工况，必须对康明斯柴油发电机组的动力特性进行准确的模拟。即确定康明斯柴油发电机组的耗油量特性。
柴油发电机组发出的功率，与柴油发电机组消耗的柴油等的关系形成柴油发电机组的耗油量特性曲线。而柴油发电机组的这一曲线是电力柴油发电机组 负荷分配问题的基本参数，终结果与耗油量特性曲线的正确率有密切的关系。因此在负荷优化分配中，通过分析计算得到柴油发电机组的耗油量特性是必不可少的步骤。
研究柴油发电机组的耗油量特性的参数，必须先对火力电柴油发电机组的参数进行了解，单元柴油发电机组的燃油的使用量B与发电机有功功率P之间的关系比较复杂，主要取决于柴油发电机组本身的特点，同时还受到所处环境温度，水介质温度，大气压等因素影响。康明斯柴油发电机组由于其自身特点，其启动过程耗时较长，由此有时连续优化过程中需要考虑柴油发电机组的启停成本；柴油发电机组在低负荷状态下，为了保证锅炉燃油的稳定燃烧需要进行投油稳燃。如果综合考虑这些成本，会使得柴油发电机组的燃油耗油量B与出力P之间的关系和规律变得难以分析。限于篇幅，本文只讨论康明斯柴油发电机组在稳定负荷下的耗油量特性关系，即不考虑柴油发电机组的启停成本，但是对于柴油发电机组的出力范围进行考虑，可有效避免柴油发电机组在低出力工况下运行。这些简化并不影响结论的正确性。
此时，单元柴油发电机组的耗油量特性可以表示为：
B=F（P）
式中B为燃油消耗油量，即每小时燃油的标准柴油耗油量（单位：t/h）；P为发电机有功功率（单位：MW）。
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发电机组内燃机的常用名词和四冲程柴油机的工作原理
一、柴油发电机的常用名词
1.工作循环
柴油发电机中热能与机械能的转化，是通过活塞在汽缸内工作，连续进行进气、压缩、工作、排气四个过程来完成的。机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。
2.上止点和下止点
当活塞在汽缸中移动时，活塞顶处在汽缸中的 位置称为上止点(或称上死点)；活塞顶在汽缸中的 位置，称为下止点(或称下死点)。
3.活塞冲程
上、下止点之间的小直线距离称为活塞冲程(或称行程)，通常用S表示。曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的小直线距离称为曲柄的旋转半径。对于汽缸中心线通过曲轴旋转轴心的柴油发电机，活塞冲程S=2R.
4.工作容积
活塞从上止点到下止点所扫过的汽缸容积，称为汽缸工作容积(或称活塞排量)，用Vh表示。多缸柴油发电机各汽缸工作容积的总和称为柴油发电机工作容积(或称柴油发电机排量)，用VL表示。
VL=πD2Si=Vhi（L）/4×103
式中D—汽缸直径(cm)
S—活塞冲程(cm)
i—汽缸数
Vh——个汽缸的工作容积。
5.压缩比
新鲜气体吸人汽缸后充满了整个汽缸，即占有汽缸总容积Va，而汽缸总容积则包括燃烧室容积VC和汽缸的工作容积Vh，汽缸总容积Va=Va+Vh。汽缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比，用€表示，即
压缩比的大小，说明汽缸内的空气(或混合气)经压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度。通常柴油机€=16～22，柴油机€=5～9.
压缩比越大，表明活塞运动时，气体被压缩得越厉害，其气体的温度和压力就越高，柴油发电机的效率也越高。
二、四冲程柴油机的工作原理
在热力过程中，只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力，而我们要求发动机能连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，必须设法使工质重新恢复到初始状态，然后，再进行膨胀。因此，柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，才能恢复到起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功，故上述四个热力过程称为一个工作循环。
若柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。目前，柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程机。
1.进气冲程
进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧作好准备。要实现进气，缸内与缸外要形成压差。因此，此冲程排气门关闭，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的汽缸内的容积逐渐扩大，压力降低，缸内气体压力低于大气压力约68～93kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入汽缸，活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。
2.压缩冲程
压缩冲程的目的是提高汽缸内空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭，汽缸内的空气被压缩，压力和温度亦随之升高，其升高的程度，取决于被压缩的程度，不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达(3000～5000)kPa，温度达500～700℃，远超过柴油的自燃温度。
3.膨胀(作功)冲程
当活塞上行将终了时，喷油器开始将柴油喷入汽缸，与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时，汽缸内的压力迅速上升到约6000～9000kPa，温度高达(1800～2200)℃。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低，直到排气门被打开为止。
4.排气冲程
排气冲程的目的是缸内的废气。做功冲程结束后，缸内的燃气已成为废气，其温度下降到(800～900)℃，压力下降到(294～392)kPa。此时，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又到上止点时，排气过程结束。
排气过程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外作功。
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柴油发电机起动后排气管冒黑烟具体原因是什么
柴油发电机起动后排气管冒黑烟的故障，一般是由于柴油喷人燃烧室后燃烧不完善，造成大量的游离碳和废气一起排出所致。柴油发电机组排气冒黑烟的具体原因与排除方法如下：
1.供油提前角太小
（1）故障分析。当柴油发电机组供油提前角过小时，会造成喷油器喷油延迟，使喷入燃烧室的柴油来不及充分燃烧就被排出，即柴油机后燃严重而使排气冒黑烟。当供油提前角过小时还会导致排气温度增高，耗油量增大，功率不足等故障现象。
（2）故障排除方法。维修人员在遇到排气冒黑烟现象时，首先应检查供油提前角是否正确。
2.柴油发机组超负荷工作
（1）故障分析。柴油发电机组在运转过程中，若出现超负荷工作时，会导致喷入燃烧室的柴油增多，在燃烧室空气量不变的情况下，就会使多余的柴油得不到充分的燃烧而出现排气冒黑烟现旁
（2）故障排除方法。上述情况导致的排气冒黑烟现象，只要降低负荷使用就可。对于使用时间较长而又得不到正常维护的柴油发电机组，应降低负荷使用。
3.柴油发电机组各缸供油量不均匀
（1)故障分析。柴油发电机组在额定负荷下工作时，若各缸供油量不均匀，就会使柴油机出现冒黑烟现象，这主要是因为各缸供油量所承担的负荷是一定的，若出现个别缸供油量减少时，相比其他的缸就要超负荷工作，供油量多的缸喷人燃室的柴油多，柴油得不到充分燃烧后，就出现冒黑烟的故障现象。
（2）故障排除方法。检查是哪一缸供油量过大，可采用隔断法检查。方法是：机组起动后，分别断开喷油泵各缸的高压油管。心若某一缸断开后，黑烟消失或明显减弱，且转速下降比其他缸断油时明显，这说明该缸供油量过大。
排除方法是：拆下喷油泵到校泵中心调整各缸的供油量，使各缸供油量符合技术要求。
4.喷油器故障
（1）故障分析。喷油器若出现滴油、窜油或雾化不良时，会导致喷人燃烧室内的柴油燃烧时间延迟而出现排气冒黑烟的故障现象。
（2）故障排除方法。排除上述故障时，可用隔断法确定冒黑烟的缸，然后拆下喷油器装配到另一个气缸中，若故障转移到该缸，则说軔此喷油器有故障，应拆下在喷油器校验台上进行检查。若出现滴油、窜油或雾化不良时，应更换喷油嘴偶件并将喷油压力调整到规定要求。
5.燃烧室密封不良
（1）故障分析。燃烧室内部密封不良时，会导致气缸内部压缩空气量减少，且压缩终占时的温度和压力降低，喷人燃烧室内部的柴油由于得不到充足的空气而不能完全燃烧，使得柴油发电机组排气冒黑烟。造成燃烧室密封不良的因素较多，如活塞、活塞环和气缸套出现过度磨损，活塞环安装对口，气缸垫漏气，气门关闭不严等。
（2）故障排除方法。当柴油发电机组出现这种故障时，维修人员应拆下气缸盖和活塞连杆组件进行认真的检查并更换过度磨损的零部件。
6.进气量不足
（1）故障分析。燃烧室内部的进气量是一定的，若由于空气滤清器保养不到位、燃烧室内部积炭增多、排气管阻塞或涡轮增压器损坏等，就会使燃烧室内部的进气量减少，从而影响柴油与空气的充分燃烧，造成大量的游离碳和废气一起从排气管中排出。
（2）故障排除方法。上述故障的排除，首先应清洗空气滤清器，匿有必要，再拆下气缸盖或排气管进行检查和保养。
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