柴油發電機組的技術應用與發展

柴油發（fā）電機組的應用曆史要比UPS長得多。它一直是市電缺失時，對交流用（yòng）電設備提供（gòng）電能的發電設備。隨著信息化社會的建設，柴油（yóu）發（fā）電機組也從其（qí）傳統（tǒng）的應用領（lǐng）域邁入這（zhè）個廣闊的天地;它與UPS相（xiàng）輔（fǔ）相成構成的不間斷供電（diàn）係統，滿足了信息設備對電源（yuán）高可靠、高質量的要求，並且得（dé）到廣泛地應用。柴油（yóu）發電機組從而更受到（dào）電源領域的技術人員和眾（zhòng）多使用者的關注。為此，機（jī）房360采訪了柴油發電機（jī）組技術專家，以了解這個行業領域的概況。

張（zhāng）振毅，航天科技集團710研究所高（gāo）級工程師。長期從事（shì）柴油發電（diàn）機組的研究與技術工作,具有深（shēn）厚的（de）理論基礎和豐富的實踐經驗。現為中國電源學會交流（liú）電源專業委員會專家組成員（yuán）。

航天科技集團710研究所高級（jí）工程師張振毅

請談談什麽是柴油發電機組，它們都有哪些用途?

張振毅：以燃燒油料(汽油或柴油)所產生的熱能轉（zhuǎn）換為機械能的內燃機為動力，帶動可將機械能轉（zhuǎn）換為電能的發電機發出電力的設備，統稱為油機發電機組。燃燒汽油的（de）發電機組稱為汽油發電機（jī）組，它們的（de）輸出電壓（yā）以220V單相為主，功（gōng）率（lǜ）在0.5～10KW左右。體積小巧（qiǎo）而靈便。燃燒柴油的（de）發電機組（zǔ）就是柴（chái）油發電機組，它們的輸出電壓以380V三相為主，功（gōng）率在10KW～2500KW左右。就電源領域而言，主要（yào）使用（yòng）的是它們。

與大型電（diàn）廠的發（fā）電機相比;柴油發電機組體積小（xiǎo）自成一體，裝上車可方便地移動、操作容易，可隨時起動、它發出（chū）的電能與市電性質一樣，可（kě）以直接帶動用電設備。由（yóu）於這些特點，使柴油發電機組在國民經濟的（de）許多部門（mén）和社會生活的很多方麵早就有著廣泛的用途;凡是（shì）市電電力網還未到（dào）達或（huò）供電保（bǎo）障（zhàng）不（bú）太可靠的地區，基本上都（dōu）用柴油發電（diàn）機組發電來解決用電設備或（huò）生活的需求。

網絡、通信、傳媒等這些信息化社會核（hé）心領域的關鍵硬件都離不開不間斷電源。UPS和柴油發電機組的聯合係統，是現代信息領域對電源（yuán）的最佳（jiā）選擇。由此，柴（chái）油發電機組也從早已形成的應用範疇拓展了新的用武之地。

那麽（me）柴油發電機組在（zài）我國的應（yīng）用（yòng）曆史（shǐ）和情況（kuàng）如何呢?

張（zhāng）振毅：二十（shí）世紀初外國殖（zhí）民者把（bǎ）油機發電機組（zǔ）帶入我國。抗戰前期，上海已有了用（yòng）國外的內燃機和發電機組裝油機發電機組的工（gōng）廠。產品主要用於軍事和艦船的修造（zào）。解放後，作為國民經濟基礎產業的（de）內燃機製造業和發電機製造業蓬（péng）勃發展。五（wǔ）、六十年（nián）代，我國已形成（chéng）了製造汽油發電機組和柴油發電機組的產業集群，並且製定了（le）國家及企業的相關（guān）技術標準。所生產的柴油發電機組在工、農業及國防、交通（tōng）、通信等建設中起（qǐ）到重要作用。

改革開放三十多年來，就像我國經濟幾乎每年（nián）都以兩位數的比例增長一樣，柴油發電機組從（cóng）其研發、製造技術到產品銷量也一路飛揚（yáng）。它們除了繼續在傳統的應用部（bù）門承擔重任外，還以（yǐ）其特色躋身於信息產業，並發揮（huī）著（zhe）重大作用（yòng）。據業內資深人士估測;現在國內（nèi）用戶柴油發電機組的保有量已突破一百萬台（tái）。

那麽柴油發電機組技術（shù）的現代發展狀況（kuàng）如何?

張振（zhèn）毅：我國早已建立的柴油發電機組生產（chǎn）體係其產品係列完備，質量上乘。雖然在整體技術（shù）水平上與世（shì）界一流產品還有距（jù）離（lí），但在那個時代還是滿足了經濟建設對它的需求。改革開（kāi）放後，通過引進（jìn）、吸收國外先進的（de）設計理念和製造技術，使柴油發電機組技術（shù）指標和質量有了很大的提高。也出現了具有自主知識產（chǎn）權的新設計、新工藝和智能化的加（jiā）工中心。柴油發電（diàn）機組係列產品還獲得了逐年增長的出（chū）口訂單。

我（wǒ）國也鼓勵國（guó）外的柴油發電（diàn）機組企業進來建立獨資、合資公司。它們的到來雖然加劇了柴油發電機組市場的競爭程度，但也直接把國外的先進技術、製造工（gōng）藝帶進我國。使國內柴油發電機組製造領域的發展得到促進。

發展低碳經濟，勵行節能減排。對柴油發電機組製造領域尤（yóu）為重要，需做的事（shì）還很多。就柴油發動機而言;使單（dān）位油耗轉換成（chéng）更大的（de）動能、再（zài）減少排出廢氣中有害（hài）物質的含量、繼（jì）續降低發動機的噪聲，是其改進的重點。經（jīng）過不斷地研發和實踐（jiàn），進氣增壓、中冷技術、共軌式燃（rán）油噴射（shè）係統（tǒng）、電子調速、電子控製等先（xiān）進成果被廣泛采用（yòng）。再加之高（gāo）精（jīng）度智能化加工中心（xīn）已成為製造過程的主體。現代，柴（chái）油發（fā）動機的有效效率可達87%左右。滿負荷下油耗低到每千瓦時191～199克（kè）。排出廢氣中有害物質含量大為降低，例如NO氧化氮類，每立方米小（xiǎo）於2千毫克，符合歐Ⅲ排放（fàng）標準。同等功率（lǜ）的中、大型柴油發動機的運行噪（zào）聲也比從前降低了5～6分貝（bèi）。

發展和創新理念也深入柴油發電機組的技術（shù）領域;現在已（yǐ）有燃（rán）汽輪機發電機組和燃燒天然氣（qì）的內燃機發電機組（zǔ），可輸（shū）出10KV高（gāo）電壓的發電機（jī）組也已形成產（chǎn）品。從部件到整機，新的探索及成果還在不斷（duàn）湧現。

目前（qián），在國家拉閘限電的情況下，柴油發電機組的市場銷售狀（zhuàng）況如何?

張振毅：可以說目前是供求兩旺（wàng）。柴油發（fā）電機組市場品種齊全，型號、係列完備。形（xíng）成了國（guó）產、合資、純進口品牌的三（sān）足鼎立形勢;國產品牌的柴油發電機組物美價廉、質量上乘、零部件保障有力（lì）。洋品牌製造精良、智能化程度（dù）高。夾在中間的合資品牌，常以其產品性能價格比（bǐ）好吸引客戶。市場上，價（jià）格戰是經常出現的遊（yóu）戲。激烈的（de）競爭給（gěi）客戶帶來了好處（chù）;與十年前相比，同類（lèi）型的柴油發電機組的價格平均下降了（le）10%～20%。

柴油發電機組一般（bān）都有哪些重要的技（jì）術指標（biāo）?

張振毅：用戶看重的是柴（chái）油發（fā）電機組能在需要時即刻起動，並向（xiàng）負荷供出優（yōu）良的電能（néng）。為此所關（guān）注的重要技術（shù）指標;一是柴油發電機組帶較重負荷時或已帶負（fù）荷量發生變化時，它（tā）的輸出電壓會因此變化（huà）成一個新的值，把這個變化時間定義為（wéi）電壓穩定時間Su。它越小說明機組對負荷變化的響應能力越強，一般Su是0.5～3秒。再（zài）用（yòng）變化成的新值與空載（zǎi）時輸（shū）出電壓整定值(380V或400V)的差除以輸出電壓整定值的百分（fèn）數（shù）作為穩態（tài）電壓調整（zhěng）率δu，它表示機組對負荷變動引起（qǐ）的輸出電壓變（biàn）化的調節功能。δu通常在±3～±5%之間。在（zài）帶（dài）負荷或其變化（huà）時，Su和δu都為零是理想狀態，柴（chái）油發電機組（zǔ）力求它們的值最小（xiǎo）。

二是表示柴油發電機組在以上條件下，它的輸出電壓頻率隨負荷變（biàn）化的狀況。定（dìng）義了頻率穩定時間St和穩態頻率調整率δf兩個參數。它們也是越小越（yuè）好，說明機組對因負（fù）荷變化而引起頻率變化的響應和調控能力。St的（de）範圍是2～7秒，δf在0.5～5%之間。

三是柴油發（fā）動機的（de）有效燃料消耗率（lǜ）ge和有效效率ηe。前者定義為（wéi）一小時內輸出（chū）每千瓦有效功率，內燃機所消耗的燃油量。這是個衡量柴油發（fā）動機耗油（yóu）量的重要指標，ge通常在220～285克之（zhī）間。後者定義為（wéi）轉變一千瓦時有效功的熱量與完成一千瓦時有效功所消耗熱量的比。ηe的值一般是0.7～0.85。它表明（míng）了柴油發動機的有效（xiào）效率，越大（dà）越好。

那麽，用戶在選購柴油（yóu）發電（diàn）機組時需（xū）考慮些什麽?

張振毅：首先計劃要讓柴油發電機組帶多少現有的和擬擴充的負荷，這就（jiù）確定了所需機組的輸出功率。柴油（yóu）發電機組的輸出（chū）功率（lǜ）都以額定有功功率KW示值，而有的也標注視在功率KVA,發電機的功率因（yīn）數通常都以0.8設計，所以KW是KVA的0.8。上麵提到的技術指標是評價柴油發（fā）電（diàn）機組的客觀依據，要認真分析、比較。還（hái）要考（kǎo）慮當地的海拔高度、常年氣候變化情況、噪聲對環境的影（yǐng）響等自然狀況。選擇性價（jià）比最好的產品滿足需要。

請談一下UPS係統與柴油發電機組配接的問題。

張振（zhèn）毅：主要是UPS輸（shū）入電流中的高次諧波分量問題。它的前級整流器產生的高次諧波電流，隨輸入電流進入為其供（gòng）電機組中同步發電機的電（diàn）樞繞組，並幹擾電樞磁場。使發電機輸出的電壓波形發生畸變，也出（chū）現高次諧波分量。這樣（yàng）的電壓（yā）供給（gěi）UPS，如果其中的高次諧波分量足（zú）以幹擾破壞UPS跟蹤輸入電壓的鎖相電路的工作，則UPS就無法轉逆變器輸出。它（tā）與柴油發電機組因此配接不上。當然（rán），選用比UPS輸出（chū）功率大幾倍的柴油發電機組，使其同步發電機的強大（dà）電樞磁場受（shòu）高次諧波電流的幹擾相對變小，進而使輸出電壓中的高次諧波分量降低以解決與UPS的配接，是一個辦法，但（dàn）太不經濟。較好的做法是選用（yòng）前級是有源功率因數校正電路PFC的（de）或IGBT整流器的UPS產品。它們的輸入電流諧波分量都小（xiǎo）於5%，非常有（yǒu）利於與柴油發電（diàn）機組的配接。對於已安裝的UPS,可在其帶載工作時用電能質量分析儀檢測輸入電流各高次諧波分量的大小，對診以無源濾波器（qì）盡（jìn）量濾去幹擾大的諧波分量，以實現與柴（chái）油發電機組的配接。

作為用戶，怎樣做好柴油發電機組的使用（yòng）和維護工作?

張振毅：認真閱讀所安裝的柴油發電機組的隨機技術手冊，熟悉其性能和技術（shù）指標（biāo），領會並（bìng）掌握使用（yòng）和維護要領。再根據機組的規範及應用狀況，建立一套使用與維護製度並嚴格履行，是做（zuò）好柴油發電機組的使（shǐ）用和維護工作的保障。

就電源領（lǐng）域而言，柴油發電機組都是當作後備電源，在市（shì）電中斷時才要它發電。可謂“養兵千日（rì），用在一（yī）時”。因此（cǐ）日常工作尤（yóu）為重要;柴油和潤（rùn）滑油油路、進（jìn）氣與排氣氣路、冷卻（què）水水路、起動電（diàn）池（chí）狀況、控製櫃的工作等都要按製度和規範仔細保養、維護，使柴油發電機組處於良好的狀態（tài）之中。

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