道依茨發(fā)電機組渦輪增壓器與柴油機聯(lián)合運行的工作原理是什么?
在發(fā)電機組的渦輪增壓器與柴油機聯(lián)合工作時,彼此沒有機械聯(lián)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(fā)出一定的功率所需要的空氣流量與增壓比,正好是壓氣機所應提供的。
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(jù)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(jù)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(qū)與增壓器實現(xiàn)良好的配合。
在這里,選好增壓器是前提,增壓器選得不好,柴油機可能達不到預期的增壓效果。選用增壓器時,可根據(jù)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(qū),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(shù)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(fā)生撞擊損失,使葉片機的高效率區(qū)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(qū)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(jù)與柴油機聯(lián)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(lián)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(huán)出口截面積。例如,減小噴嘴環(huán)出口截面積可以使聯(lián)合運行線從壓氣機低效率區(qū)移向高效率區(qū)(向喘振線靠近)。但上述調整是有限的,如果聯(lián)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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