新聞主題	柴油發電機冬天低溫啟動的方法和技巧

 

摘要：柴油發電機在北方冬季低溫環境下啟動困難，且需要長時間空載跑溫才能加載運行，并且會引起噪聲污染并增加廢氣排放；加大運動零部件的磨損、降低零部件的使用壽命；浪費大量的燃油；在緊急情況下不能保證柴油發電機能立即起動并加載運行等不良影響。經康明斯公司研究認為，柴油發電機的啟動性能與缸數、壓縮比、啟動時的環境溫度、選用油料的規格等因素有關。因此，必須加裝柴油機預熱裝置，能保證柴油發電機在低溫環境下隨時起動加載，并能有效地降低柴油發電機的運行成本，減少污染。

 

一、柴發機組啟動步驟

 

      柴油發電機實現啟動的條件內燃機在靜止狀態下，不能自行開始運轉，必須借助于外力才能開始工作。實現柴油發電機啟動的條件是要有一定的外力矩，以克服各機件運動時所產生的摩擦阻力矩、慣性力矩等帶動曲軸旋轉，并且還要使曲軸獲得必要的轉速，以保證汽缸內達到著火溫度和壓力。因此，實現這一目的裝置叫柴油機啟動系統。標準型柴油發電機組外形如圖1、圖2所示。

1、常規啟動

      柴油發電機可以在不低于0℃或5℃的環境溫度下順利啟動。

① 脫開柴油發電機與負載聯動裝置。

② 將噴油泵調速器操縱手柄推到空載，轉速為700r/min左右的位置。

③ 將電鑰匙打開，按下啟動按鈕，使柴油發電機啟動。如果在12s內未能啟動，應立即釋放按鈕，過2min后再做第2次啟動。如連續三次不能啟動時，應停止啟動，找出原因并排除故障后再行啟動。

④ 柴油發電機啟動成功后，應立即釋放按鈕，將電鑰匙撥回至中間位置，同時注意機油壓力表的讀數，必須在啟動后15s內顯示讀數，其讀數應大于0.05MPa（0.5kgf/c㎡），然后讓柴油發電機空載運轉3～5min，并檢查柴油發電機各部分運轉是否正常。例如可用手指感觸配氣機構運動件的工作情況，或掀開柴油發電機缸蓋罩殼，觀察搖臂等潤滑情況。然后才允許加速及帶負荷運轉。

      柴油發電機啟動后，空載運轉時間不宜超過5min，即可逐步增加轉速至額定值，并進入部分負荷運轉。待柴油發電機的出水溫度高于75℃、機油溫度高于50℃、機油壓力高于0.25MPa（2.5kgf/c㎡）時，才允許進入全負荷運轉。

2、低溫啟動

     低溫啟動是指在低于各機型規定的最低環境溫度下的啟動。啟動時，用戶應根據實際使用的環境溫度采用相應的柴油機低溫啟動輔助措施。然后按常規啟動的步驟進行。一般采取的低溫啟動輔助措施有如下幾種。

① 將柴油發電機的機油和冷卻液預熱至60～80℃。

② 在進氣管內安置預熱進氣裝置或在進氣管口采用簡單的點火加熱進氣的方法（采用此法務必注意安全）。

③ 提高機房的環境溫度。

④ 選用適應低溫需要的柴油、機油和冷卻液。

⑤ 對蓄電池采取保溫措施或加大容量或采用特殊的低溫蓄電池。

      低溫啟動后，柴油發電機轉速的增加應盡可能緩慢，以確保軸承得到足夠的潤滑，并使油壓穩定，以延長發動機的使用壽命。

 

圖1 柴油發電機組外觀側面示意圖

圖2 柴油發電機組外觀后視示意圖

 

二、低溫啟動的具體方法

 

      低溫條件下，燃料粘度增加而不利于燃油的霧化與燃燒，潤滑油流動性變差使各運動零部件阻力增大，再加上蓄電池工作能力降低等因素的影響，極易導致發動機啟動困難、機件磨損、功率降低、燃料消耗增加和動力性能下降。為保證柴油發電機組在寒冷條件下能夠安全地投入使用，應當做好日常保養，最好安裝低溫輔助啟動系統。

1、熱水預溫法

      此種方法適用于采用軟化熱水作為冷卻液，且軟化熱水比較方便的單位。具體做法是：先向冷卻系加注40～50°的溫水（以防猛加沸水使水散熱器芯管、汽缸蓋發生脹裂），然后連續加熱水（讓水流出缸體），逐漸提高水溫進行預熱。當流出的水溫度較高時再關閉放水開關即可。

2、蒸汽預熱法

      蒸汽預熱法即讓蒸汽通過管道從水散熱器的下水管進入冷卻系，或直接進入柴油發電機冷卻水套，用蒸汽預熱柴油發電機汽缸體。此種方法適用于采用軟化水作為冷卻液的情況。

3、在進氣管內安裝螺旋式電阻加熱器

     進氣管加熱裝置工作原理如圖3所示。這種裝置由蓄電池供電，啟動前接通電源10～30S使螺旋式電阻器發熱，以加熱進入汽缸的空氣，提高柴油發電機在壓縮終了時汽缸內的氣體溫度。圖4為進氣管加熱器使用時間與溫度關系曲線圖。

 

圖3  柴油機進氣加熱器工作原理圖

圖4  柴油機電加熱預熱器時間與溫度關系曲線

 

4、用熱水沖燙進氣歧管

      即用熱水沖燙進氣歧管后，使進入汽缸的空氣得到預熱，以提高壓縮終了時壓縮空氣的溫度，利于柴油著火燃燒。

5、在油底殼安裝螺旋式電阻器

      該電阻器可加熱油底殼的機油，降低機油黏度，減小啟動阻力。應用此種方法時，應控制加熱時間，避免因加熱時間過長，機油溫度過高，而導致機油老化變質。

6、采用火焰預熱裝置啟動

      火焰預熱裝置由電子控制器、電磁閥、溫度傳感器、火焰預熱塞（安裝在進氣管內）、燃油管及導線組成。該裝置的最低工作溫度為-40°，其工作過程是：啟動前接通火焰預熱塞，十幾秒鐘后，火焰預熱塞被加熱到900℃（該溫度足以點燃柴油）接通起動機，電磁閥自動打開油路，輸油泵泵出柴油，通過燃油管經電磁閥向火焰預熱塞供油，進行火焰預熱啟動。

7、采用低溫啟動液輔助啟動

      此方法是在啟動前，向柴油發電機進氣歧管中噴入一定比例的低溫啟動液。低溫啟動液中的乙醚燃點低，在3.25MPa壓力下乙醚的燃點僅為57℃左右，所以柴油發電機不須達到最低啟動轉速的要求，就能點火啟動。實踐證明，使用低溫啟動液，可以保證柴油發電機在氣溫為-45℃時迅速啟動。

8、加裝燃油加熱器

     滿足冬季低溫環境下可以使用低成本的低標號柴油，若此方案還不能達到目的，應裝備的柴油加熱系統，工作原理如圖5所示。可采用主副兩個油箱的方案，即大容量的主油箱裝低成本低標號的柴油，小容量的副油箱裝高成本高標號的柴油，高標號柴油滿足發動機在低溫環境下直接冷啟動，低標號柴油則在發動機熱機后通過高溫冷卻液的加熱再向發動機正常供給。

9、加裝水套自循環電加熱器

      該方法是利用隨機柴油，通過電加熱器附帶的水泵將柴油發電機冷卻系統內的冷卻液抽出，經過加熱器輻射加熱后再循環至柴油發電機汽缸內，此時汽缸、活塞、活塞環以及其它摩擦副的溫度隨之升高。工作過程簡易圖如圖6所示，這種方式能將柴油發電機汽缸體溫度加熱到40～50℃左右。柴油發電機的機油得到加熱后黏度降低，柴油發電機的潤滑條件得到改善。

 

圖5  柴油機燃油加熱器工作原理圖

圖6  柴油發電機水套加熱器工作過程

 

三、低溫啟動注意事項

 

1、控制啟動時間

      在低溫啟動時，起動機連續帶動柴油發電機轉動一般不能超過10S；連續3次不能點火時，應暫停2～3分鐘后再啟動。若再啟動2～3次仍不能點火時，則應檢查油路中有無空氣或堵塞，以及空氣濾清器是否堵塞。若一直不停地啟動，會使蓄電池過度放電，將造成極板老化。

2、多種啟動方法應使用合理

      為過到最佳啟動效果，前述幾種啟動方法往往同時使用。但是低溫啟動液輔助啟動與進氣火焰預熱、低溫低溫啟動液輔助啟動與進氣螺旋電阻加熱不能同時使用，否則火焰將點燃啟動液混合氣而發生爆炸，引起嚴重后果。

3、使用低溫啟動液應注意安全

      低溫起動液容器應安裝于陰涼通風處，遠離高溫熱源，禁止明火靠近，以防爆炸傷人。低溫啟動液為易燃品，并有麻醉性，應密封保管，存放在溫度較低，陰涼通風的庫房，不可露天存放，儲存中應注意人身安全。不準將低溫啟動液加入油箱中，以免產生氣阻。

4、使用電加熱器應正確選油

      采用外置強制循環式電加熱器時，不能使用汽油作燃料，應根據機器使用的環境溫度，選用適當牌號的輕柴油（或煤油），當與柴油發電機使用相同牌號柴油時，應保證在使用環境溫度下，柴油不結冰、不結蠟，防止供油回路堵塞。

5、啟動后應低速運轉并查廢氣

      柴油發電機點火后的最初一段時間內，切忌立即加載運行，否則極易造成拉缸、燒軸、抱瓦等事故。柴油發電機啟動后，應怠速運轉2～3分鐘，然后逐漸加至中速運轉“暖機”。當冷卻液的溫度達到60℃以上時，檢查儀表板上的機油壓力、水溫，以及指示燈是否正常，特別是機油壓力應在0.15～0.50MPa范圍內。在柴油發電機沒有任何異響、正常運轉的情況下，逐漸增加負荷進行作業。

       一般冷啟動時，排氣管會冒一陣白煙，隨著柴油發電機溫度的升高，白煙應逐漸消失。

 

總結：

      柴油發電機在啟動時，由于潤滑油粘度大、燃料霧化不良、缸壁溫度低等原因，可能會導致摩擦阻力增大、磨損加劇、排放污染物增加等問題。因此，預熱是必不可少的環節。通過柴油機預熱器，可以使潤滑油充分流動，燃料更好地霧化，缸壁溫度升高，從而降低摩擦阻力，減少磨損和排放污染物，提高柴油機的可靠性、動力性和經濟性。

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