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内燃机的特点及发电用内燃机性能要求

在人类历史的发展中,利用了自然界各种丰富的能源,如风力、水力、各种燃料(如煤、石油、天然气等) 的热能、原子能等,创造出各种动力机械为人类服务,促进了工业、农业和国防工业的迅速发展。动力机械根据能量来源不同有下列几种类型:热力机械、水力和风力机械和原子能机械。
凡是把燃料燃烧时所放出的热能转化为机械能的机器称为热力发动机(简称热机)。
内燃机是热机的一种,燃料直接在汽缸内燃烧,靠燃气膨胀推动活塞对外做功,如图1-5所示。如带动发电机组的内燃机,燃油在汽缸内部燃烧后,产生高温、高压的燃气,燃气膨胀时推动活塞使曲轴旋转,通过传动装置带动发电机工作。柴油机和汽油机是产生动力的机器,因此称之为发动机。
除内燃机外,还有另外一种热机,燃料在锅炉内燃烧,将水加热成高温、高压的蒸汽,再送至蒸汽轮机内膨胀做功。这种热机称为外燃机,如图1-6所示。
内燃机与外燃机比较,精简了一些设备,也减少了热能的损失。因此,内燃机具有结构紧凑、轻巧、功率范围广、适应性能好、运行安全、热效率高、燃料和水的消耗少、操作使用简便、易起动等特点。但是,内燃机结构比较复杂、精密度高、制造费用高、操作维修技术要求比较高。
尽管如此,由于内燃机具有上面这些优点,所以它在国民经济各个部门如工业、农业、交通运输和国防领域中都得到广泛的应用,成为现代重要的动力设备。在通信系统中,所处的工作环境是比较复杂的,对于动力设备既要求有足够大的功率,又要求结构紧凑、轻巧、便于搬运和安装、燃料和水的消耗量也要少,因此选择内燃机作为动力设备就比较适宜。所以,目前内燃机在通信系统中也得到了广泛应用。
发电设备用内燃机,对动力设备的性能要求比较高,除了要驱动发电机外,还要克服发电机的传动损失和励磁损失,并适当留有一定的功率储备,以适应短期超负荷同时,为了保持发电机电流频率的稳定性,一般要有高性能的调速装置。
发电机组对发动机的基本要求如下:
(1)要求有足够的功率范围。现在发电设备用内燃机功率要求在0﹒5~2500kW。
(2)负荷、转速范围宽,有适当的超载能力。
(3)要求经济、可靠、持久耐用。
(4)使用性能良好的全制式调速器,保证柴油机在任何转速下均能稳定运转,从而保证工作机械在速度和负荷急速变化的情况下能很好地工作。

 

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