极端低温环境下柴油发电机组的应用优化

1.低温环境对柴油发电机组的影响

低温环境对柴油发电机组的影响主要是启动困难。柴油发电机组顺利启动的必备条件有：首先，燃油与空气在气缸内要形成一定数量的可燃混合气体，其次气缸内的混合气体要达到可燃点，最后着火温度要保持足够长的时间。这三个条件缺一不可，然而在低温条件下，受很多因素的影响，导致启动条件不满足，柴油机难以启动成功。低温条件对柴油机启动的影响主要表现在以下几个方面：

1）柴油机着火困难，环境温度低，气缸套、活塞等零件温度降低，进入气缸的空气温度降低，使柴油机在冷启动时压缩终点，气缸内压力降低，温度达不到柴油着火温度，造成冷启动困难。

2）启动阻力增大，冷机启动时，润滑油黏度大，流动性能变差，曲轴与轴瓦等摩擦机件之间的润滑不良，摩擦阻力增大，使启动阻力力矩增大。

3）蓄电池容量下降，蓄电池容量会随着环境温度的降低而下降。研究表明，普通铅酸蓄电池在-40℃时，电解液黏度比0℃增加了3～4倍，电阻率与常温相比增加7倍，容量只有原来的1/5。此外，蓄电池的充电能力也会随着气温的降低而下降。在正常情况下，剩余电量为50%的蓄电池经过6h的充电，可达到额定容量，而在-10℃时，同样放电的蓄电池，只能充电到60%的额定容量。

另外，低温条件下，电器元件中的线圈电阻会降低，线圈吸合需要的安匝数增加较大，导致触头容易弹跳，降低了电器机械寿命，容易出现误报警和误操作，使整个系统的可靠性降低。控制模块的液晶显示屏在-40℃出现黑屏，控制系统无法正常工作。

2.改善柴油发电机组冷启动性能的主要措施

1）辅助加热措施是柴油发电机组冷启动的最常用方法，分为进气预热、火焰预热、水套加热器、燃油加热器和润滑油加热器等。(www.xing528.com)

在进气歧管内安装进气预热装置以提高进气温度，可采用PTC陶瓷加热器对进气进行预热。PTC陶瓷加热器具有热效率高、电功耗低、结构紧凑、自动控温、发热低、不易氧化和使用寿命长等优点。机组在-40℃的低温环境也能启动成功。

火焰预热启动装置一般由电子控制器、电磁阀、温度传感器、火焰预热塞及油管和导线等几部分组成。工作过程是：先将电热塞加热到850～950℃，然后接通启动电机，电磁阀自动打开油路，通过油管向电热塞供油，最后进行火焰预热启动。

在冷却系统中，安装水套加热器以提高冷却液温度，水套加热器能把加热到45～50℃的冷却液循环到发动机的缸体水套，使发动机处于暖机状态。

同样，也可在燃油系统和润滑油系统加装燃油加热器和润滑油加热器，以此加热发动机，提高机组的冷启动性能。

2）在极寒地区，启动电池采用卷绕式蓄电池，这种蓄电池采用螺旋卷绕技术，板栅合金也由全新的铅合金取代了平板电瓶的铅钙合金，其极板之间的间隙极小，酸是固体酸，并能被玻璃纤维网所吸附，结构紧密，在低温下，没有液态酸可冰冻，因此电流输出下降较少。启动电流是普通电瓶的3倍；启动时间最快为0.6s，具有平稳的高输出电压、更高的能量密度。使用寿命通常为普通平板电瓶的1.5倍以上。

3）使用与环境温度相适应的低温柴油、冷却液、低温润滑油。一般低温柴油、低温润滑油、冷却液的标号至少要比环境温度低5℃以上。

4）在电控系统的电控箱加装防潮加热器，以改善电控系统的低温条件。