LIXISE详述柴油发电机组自动控制的应用

2014-08-19 16:49      点击:


                  

      LIXISE从柴油发电机组的启停、调速、运行及远程控制等典型自动控制的过程来详述,并讲解柴油发电机组自动控制的应用。让大家更加深刻的理解柴油发电机组自动控制原理。

      一、柴油发电机组的启动/停车的自动控制

      在自动化电站中,为了使柴油发电机组能自动并车投入运行,其首要的工作是必须能根据指令自动启动或停止柴油发电机组,或者首先能在集中控制室内遥控柴油发电机组的启动或停止。因此,柴油发电机组的自动控制是各类电站自动化的重要内容之一。

      在发电机白启动和停机控制中,柴油机是控制对象,因此应了解它的工作情况。下面仅从操作控制的角度先先容柴油机是怎样启动和停机的。

      机组中的柴油机可以有电动启动和压缩空气启动两种方式。电动启动一般用于应急发电机的原动机,由蓄电池供电给直流伺服电动机,带动柴油机转动直到其启动完毕:主发电机组一般采用压缩空气启动,压缩空气经启动控制阀到达柴油机.再由柴油机的空气分配器控各气缸发火的顺序,依次将压缩空气引入各气缸,推动活塞,使机器转动。一旦由进入气缸的压缩空气产生高温,自行发火运转后,马上切断气源,柴油机即自行运转。从柴油机开始启动到在额定转速下工作需注意以下几个问题。


    (一)启动前的预润滑

    柴油机都具有滑油循环系统,包括由自己的动力带动的润滑油泵、管路、过渡器和冷却器等。在运行时,能自行建立一定的滑油压力,保证自身的滑油循环,使各主要润滑部位都有良好的润滑;停机后,滑油系统也停止工作.因此,经较长时间停机后,应有启动前的预润滑程序,确保在启动时,各相互接触的运动部件有必要的滑油,避免发生干摩擦。自动控制预润滑有周期性自动润滑和一次性注入式预润滑两种方式。

图1一1柴油机自动启动过程控制框图

    1)周期性自动预润滑

    周期性自动预润滑是在柴油机滑泵之外,另设一电动油泵,作为柴油机润滑油循环系统的另一个动力源.该电动油泵,应能实现自动控制,当柴油机停机后,就开始工作,保证每隔一定时间(例如4h)接通电源泵油工作一段时间(如l0min),周期性地实现预润滑,以待随时启动。当柴油机投入运行后,自动预润滑油泵的控制电源马上断开,由柴油机自动润滑。

      2)一次性注入式润滑

      一次性注入式润滑是在柴油机润滑系统中,接入一个柱塞式滑油泵,其中储满滑油,当机器接到启动指令时,压缩空气先作用到柱塞式油泵,推动活塞,将其中所储滑油,通过滑油管系,注入到机器需要润滑的各部位,然后才开始启动。

      3)启动时燃油的控制

      柴油机的喷油量是由调速器和控制手柄控制的。启动时,调速器尚未正常工作,这时的燃油量可用手柄来限制。

      4)暖机

    当启动成功后,柴油机将运行在略高于最低稳定转速上,称为点火转速,以后再予以升速。一般为了减少热应力,让机器先在中速下运行一段时间,这就是暖机(或称暖缸).暖机所需时间依机型和辅机冷却系统的设计而不同.在自动电站中,通常是将各台柴油机的冷却淡水管系连成一个整体,运行机组的冷却水(约65`t)也循环于备用机的冷却系统中,使备用机组处于预热状况。当备用机组启

动成功后,可以较快地加速(甚至无需暖缸)直到额定转速运行,这对于增强自动电站功能,保证供电连续性、可靠性是很有帮助的.

    5)停机

    控制柴油机停机时,只需切断燃油供给,机器即白行停下来。但也需注意,不同形式的机器可能有不同的要求。突然停机,也许是某柴油机的性能不能接受的,它要求在中速下先运行一段时间,待温度逐渐降低,然后才允许断油停机。

    (二)柴油发电机组自动启动和停机控制

    柴油发电机组自动启动和停机控制应包括以下功能.

      1.应有“自动”、“机旁”、“遥控’操作方式的转换,并能满足“机旁”优先于“遥控”,“遥控”优先于“自动’、“自动”是指柴油机的操作方式转换开关置于此位置时,柴油发电机自动控制系统投入工作,按既定的程序,自动启动、停止机组.

    “遥控”是指在驾驶台或集控室用按钮对柴油机实行启、停控制。

    “机旁”是指在柴油机旁进行常规的手动启停机组。

    “优先”是当转换开关置“自动”时,也应能做“遥控’,或“机旁”操作;置“遥控”时,也可实理‘机旁”操作,但不能有“自动”的功能;置“机旁”时,“自动”及“遥控”

功能均被取消。

    2.对自动启动的各种准备工作设置逻辑判断和监视。例如,需确认机组已检修完毕,转换开关己置于“自动”位置,有预润滑、预热,有足够启动动力,本机是处于静止状态等,才能自动启动。

    3.接到启动指令时能自动启动柴油机。当转速和滑油压力达到规定值时,能发出启动成功信号。

    4一个启动指令,可以允许三次启动,若三次失败,应给出启动失败的信号,并向总体逻辑控制单元汇报“启动失败”,以便由“总体”判断采取其他措施。

    5.适当控制启动时的给油量。柴油机自行发火后,应切断启动动力源。

    6.“中速运行”和“加速”控制。若柴油机需要有“暖缸运行”的程序时,应将油门控制于“暖缸转速”下进行暖缸,并给子一定的“暖缸时间”控制,待时限达到后,再予以加速,直到接近额定转速。对于不需要暖缸的机器,可直接加大油门,使转速迅速上升到额定转速附近。

    7.当转速上升到额定值的90%时,即可认为整个启动加速程序完成了,应自动切断本机的预润滑系统,工期经适当延时(约几十秒)以后,接入对本机的滑油压丰监视。这是因为柴油机自带的滑油泵,在润滑系统中建立必要的油压需要一定的时间,刚启动时,滑油压力尚未达到应有的数值,这是正常勿象。若不经延时接入监视,它将马上发出“油压低”的错误信号,造成不必要的报警,甚至自动停机。柴油机所需的其他监视,无需延时。

   8.具有超速保护。即当柴油机转速超过额定值15%时,延时2一3秒、停机,同 时发出报警信号,禁止柴油机再次启动.

   9.运行机组接到“停机”指令后,即按应有的程序自动停机,停机完成后,发 出“停机成功”信号,并应自动接通润滑系统,做好下次启动的一切准备。

   如果因为柴油机本身的故障(一般有启动失败、滑油压力低、冷却水温度高、排烟温度高、超速等)而导致停机时,应发出“阻塞”信号,使该机的自动启动控制 阻塞,并发出声光报警。待工作人员排除了故障,手动“解除阻塞”后,才恢复自动功能。

   10.自动启动、停机控制器,最好具备“模拟试验”的功能,使运行管理人员能在不影响柴油机的原始状态下,校核控制器的工作是否正常。通常用组合开关和 指示灯来实现。柴油机发电机组的自动启动程序,可以用方框图2一12表示。图中包括了“暖缸”工况(虚线框),这一步骤对某些柴油机可能不需要。在某些系统中,也可以做如下处理.将“启动”指令安排成两种方式:一种是“正常启动”指令,让机组有“暖缸”工况:另一种是“紧急启动”指令,例如飞行中电网突然失电,要求备用机组马上启动供电,当程序控制器接到这种指令时,可以自动去掉“暖缸”程序。自动停机的程序框图示于图1一2中。


 图1一2柴油机自动停车控制框图

   综上所述,柴油发电机启、停程序可归纳为三种基本原则: KM按时间原则控制,即模仿人的实际操作过程,按时间拟定控制程序;①按速度原则控制,即直接按速度拟定控制程序:按滑油压力控制,即根据不同转速时滑油压力的变化拟定控制程序。一般采用综合方式控制,即在整个控制系统中,以上三种控制原则都有。


  


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