道依茨發(fā)電機(jī)組渦輪增壓器與柴油機(jī)聯(lián)合運(yùn)行的工作原理是什么?
在發(fā)電機(jī)組的渦輪增壓器與柴油機(jī)聯(lián)合工作時(shí),彼此沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系,它們通過(guò)空氣流或者燃?xì)饬鱽?lái)傳遞能量。因?yàn)椴裼蜋C(jī)不同工況要求壓氣機(jī)有不同的供氣能力,渦輪機(jī)做功的能力來(lái)源于柴油機(jī)排出廢氣的合理組織,而渦輪機(jī)的功率則全部為壓氣機(jī)所消耗。也可以說(shuō),柴油機(jī)發(fā)出一定的功率所需要的空氣流量與增壓比,正好是壓氣機(jī)所應(yīng)提供的。
為了使渦輪增壓器與柴油機(jī)能夠良好配合,使它們?cè)诟鞣N工況下滿意地工作,有兩件事要做。一是根據(jù)柴油機(jī)的特定工況(如額定工況或最大轉(zhuǎn)矩工況),確定其在壓氣機(jī)特性曲線上的位置(即根據(jù)柴油機(jī)選用合適型號(hào)的增壓器);二是要解決柴油機(jī)在整個(gè)運(yùn)行區(qū)與增壓器實(shí)現(xiàn)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(jī)可能達(dá)不到預(yù)期的增壓效果。選用增壓器時(shí),可根據(jù)柴油機(jī)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(jī)特性曲線上的位置,使該點(diǎn)落在壓氣機(jī)特性曲線的高效率區(qū),即可初步選定增壓器型號(hào).
與活塞式柴油機(jī)不同的是,在渦輪及壓氣機(jī)這類葉片機(jī)械中,葉片前緣的結(jié)構(gòu)角由設(shè)計(jì)工況的氣流參數(shù)決定。當(dāng)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(jié)構(gòu)角的方向,發(fā)生撞擊損失,使葉片機(jī)的高效率區(qū)變窄,所以不可能使柴油機(jī)所有工況都處在壓氣機(jī)的高效率區(qū)工作,只能顧及到柴油機(jī)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(jī)受喘振限制;在大流量范圍,壓氣機(jī)因效率下降過(guò)多,亦受到限制;在增壓器的高速、高負(fù)荷范圍內(nèi),可能由于廢氣能量過(guò)高,使渦輪增壓器超過(guò)機(jī)械強(qiáng)度允許的轉(zhuǎn)速,或者由于排氣溫度過(guò)高,超過(guò)了渦輪機(jī)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(gè)大致確定的工作范圍。
在此允許的工作范圍內(nèi),根據(jù)與柴油機(jī)聯(lián)合運(yùn)行的位置,可以判斷增壓器與柴油機(jī)的配合是否良好。
如果聯(lián)合運(yùn)行線與壓氣機(jī)特性曲線配合不夠理想,需要進(jìn)行局部調(diào)整,則常用的辦法是改變渦輪噴嘴環(huán)出口截面積。例如,減小噴嘴環(huán)出口截面積可以使聯(lián)合運(yùn)行線從壓氣機(jī)低效率區(qū)移向高效率區(qū)(向喘振線靠近)。但上述調(diào)整是有限的,如果聯(lián)合運(yùn)行線與壓氣機(jī)的最佳配合相差很遠(yuǎn),則只能以更換增壓器型號(hào)為宜。
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