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柴油发电机工作原理
柴油发电机组是一种小型发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、附近发电机、附近控制箱、附近燃油箱、附近起动和控制用蓄电瓶、附近保护装置、附近应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、附近灵活、附近轻便、附近配套齐全,便于操作和维护,所以广泛应用于矿山、附近铁路、附近野外工地、附近道路交通维护、附近以及工厂、附近企业、附近医院等部门。
柴油机的工作是由进气、附近压缩、附近燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的,这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。进气,它的任务是使气缸内充满新鲜空气,压缩时活塞从下止点间上止点运动,后续燃烧膨胀,排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去,以便充填新鲜空气,为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时,排气阀开起,活塞在曲轴和连杆的带动下,由下止点向上止点运动,并把废气排出气缸外。
在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、附近稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、附近保护器件和回路。
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发电机发电时,如没有电器在用电,发出来的电都去哪里了?
发电机发电,假如没有电器在用电,相当于负载这边是开路的,也就是发电机线圈的并没有形成回路,没有回路是没有电流的,根据电功率的定义,电功率P=电压U*电流I,因为回路没有电流,所以电功率P=0,也就是没有电功率输出,相当于本质上并没有发电,当然谈不上损失了。
电动势只是一种能力
根据电磁定律,导体运动切割磁力线的时候,会在导体两端形成感生电动势。电动势在物理学上是这样定义的,单位正电荷被电场力从电源的负极,经过电源内部,达到电源正极时所做的功的大小。
光看定义,电动势是比较抽象的,不太好理解。可以顾名思义把电动势理解成让电子产生运动趋势的一种本领,一种能力。好比处于高处水池里边的水,老想流出去,流到下游去这样一种趋势。又好比说一个人很会赚钱,口袋老是装了满满的,这种也是一种能力。发电过程,电动势也反应发电机把机械能转换成电能的一种能力本领。
有本领有能力,不做事,相当于能力体现不出来,也等同于没有能力,好比上边说到有赚钱能力的人,并没有把钱花掉,和穷人没有两样一个道理。当没有任何负载接入发电机的回路里边,回来没有电流,并没有产生电功率。但是导体切割磁力线是存在的,所以有电动势,展现了发动机能发电的一种本领而已。再次回到水池装满水了,但是水阀是关闭着的,并没有水漏出去一样的道理,并没有什么损失,水还在水池里边。
导体没有切割磁力线时候,正负极两端都是中性的,因为金属正电荷和电子是完全一致的,导体没有对外显示出任何带电状态。当切割磁力线的时候,正电荷从负极移动到正极,可以理解成电磁力让正电荷和电子实现了在这一段导体上分离了一些出来,正极聚焦了正电荷,而负极聚集了电子,这样分别在导体两头呈现出不同的带电状态来。正负电荷分离出来的数量越多,代表发电机的电动势越强,发电能力也越强。因为没有负载接入,而发电机的发电能力是有限的,导体的能分离出来的数量也是有限的,到了一定程度,正负电荷不再继续分离增加了,发电机怎么转,都不会再有新的正电荷从负极移动到正极了。好比水池里边的水已经满了,水泵再往里边送水,也送不进去这个道理。
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国内首套柴油发电机余热海水淡化示范系统成功出水
近日,由广州中国科学院先进技术研究所和南方海上风电联合开发有限公司在珠海桂山岛联合共建的柴油发电机组缸套冷却水废热驱动的海水淡化示范系统成功调试出水,水质达到 饮用水卫生标准。该套海水淡化装置额定日产淡水60吨,为模块化紧凑设计。其应用对解决海岛淡水资源短缺问题具有重大意义。
目前的海水淡化技术有热法和膜法两种,两种方法各有优缺点,但都需要消耗大量的能源,属于高耗能产业。为此, 广州中国科学院先进技术研究所开展技术创新,通过回收柴油发电机组缸套冷却水废热,并采用低温多效蒸馏技术进行淡化海水,大幅降低海水淡化的能耗。该海水淡化示范系统与一台1000kW的柴油发电机配套,额定产水量为60吨/天,对于发电机组实际发电负荷变化系统具有自适应功能,可在30%~负荷范围内平稳运行,满足150-300人的每日消耗淡水的需求。该项目得到了广东省科技重大科技专项经费支持,具有独立自主知识产权,已获得多项授权发明 。
此外,该新技术有广泛的应用前景,可利用包括柴油机发电机组排出的废热、附近工业生产过程排出的余热在内的各类低品位热能作为热源;特别适用于余热资源丰富但淡水资源紧缺的地区及企业,如海岛(具有柴油发电机)、附近化工、附近火电、附近钢铁等行业以及大中型远洋船舶,同时也适用于内陆工业生产过程废热中水纯化。
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发电机选用原则
1、当地选择发电机时,要严格执行 有关环境保护的各项规定,确保各项排放指标达到 及地区有关污染物排放标准。
2、当地采用先进、当地合理、当地成熟、当地可靠的处理工艺,使建成的废气处理措施具有显著的环境效益、当地经济效益和社会效益。
3、当地工艺设计与设备选型能够在运行过程中具有较大的调节余地。
4、当地操作管理方便,节省动力消耗和运行费用。
5、当地为了提高废气处理的管理水平,实现科学现代化管理,方案设计中要充分考虑我国的国情,采用先进、当地可靠的自动化控制技术及仪表监测系统。
6、当地利用现有地形,使废气处理站总平面布局合理,减少占地面积。
工艺流程烟气的处理工艺流程说明
发电机排出的烟气经烟管(或烟道)进入湿式旋流板脱硫除尘器,在湿式旋流板脱硫除尘器中,烟气首先在预处理室与雾化的吸收液在紊流状态下进行良好的接触,使吸收液吸收大量的烟尘、当地二氧化硫、当地氮氧化物等污染物。然后烟气在分配给各处理强化通道的过程中,使细微尘粒得到进一步的湿润,也使烟气中的二氧化硫、当地氮氧化物等污染物得到较好的吸收。同时在各通道气流的强大作用下,把积累在塔内的吸收液激起雾化,形成具有捕集与吸收的泡沫液雾层,使气、当地液、当地固三相的传质得到了优化。净化后的烟气再经气水分离器气液分离后由烟管接至烟囱排入大气。而吸收液流入锥形灰斗,经水封和排水沟冲至沉灰池,经重新处理后回用。
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