高原地区如何选用发电机组和使用

上海翼中

由于我国地广人稀，各个地方的海拔高度各不相同，而我国目前生产销售的柴油发电机组，一般只适用于海拔1000米以下。根据GB/T2819规定，在海拔1000m以上、3000m以下，采用功率修正的办法。
     在高原地区，由于环境因素的变化，导致工程机电装备的实际使用条件与原设计条件产生了较大的差异，致使工程机电装备的性能及可靠性严重下降，给国家经济建设和国防建设造成了持续不断的损失。因此，加强工程机电装备高原环境适应性技术的基础研究工作，对发展高原型工程机电装备是必不可少的。
受高原特殊环境条件的影响，柴油发电机组原动机功率下降，机油柴油油耗增加，热负荷上升，对发电机组功率及主要电气参数产生较大影响；即使是强化增压型发电机，由于原动机受高原条件影响的实质并未改变，只是性能下降幅度有所减小，问题依然存在。所以发电机组油耗率、热负荷升高和可靠性的下降给用户和国家造成的经济损失每年可达亿元，严重影响高原地区的社会效益和部队军事装备保障的有效性；动力性的下降，致使柴油发电机在使用时应有的负荷能力下降，造成设备和电网因电力供应不足，无法达到应有的工作和生产能力。
下面，我们从理论分析出发，结合实例，来探讨高原环境对柴油发电机组性能的影响及其对策措施。
要解决因高原环境引起的柴油发电机组电功率下降问题，首先要解决原动柴油机的功率下降问题。通过功率恢复型增压中冷等一系列高原适应性成套技术措施，可以有效地恢复柴油发电机组原动柴油机的动力性、经济性、热平衡性及低温起动性能，从而使发电机组电气性能恢复到原有水平，并将在较宽海拔高度范围内具有很强的环境适应能力。
1、发电机组的输出电流将随海拔高度的变化而变化。海拔升高，发电机组的功率即输出电流下降、油耗率上升，这种影响还不同程度地要波及到电气性能指标。
2、发电机组的频率是由其本身结构决定的，频率的变化与柴油机转速成正比关系。由于柴油机的调速器为机械离心式，其工作性能不受海拔高度变化的影响，所以稳态频率调整率的变化程度应与低海拔地区相同。
3、负载的瞬时变化，必将引起柴油机扭矩的瞬时变化，而柴油机的输出功率不会发生瞬时变化。一般来说，瞬时电压和瞬时转速这两个指标不受海拔高度的影响，但对于增压型机组，由于增压器响应速度的滞后影响了柴油机转速的响应速度，这两个指标有所升高。
4、根据分析试验证明，柴油发电机组随海拔高度上升功率下降、油耗率上升、热负荷升高，性能变化十分严重。
　实施增压中冷功率恢复高原适应性成套技术措施后柴油发电机组各项技术性能在海拔4000m可以恢复到原出厂值，对策措施是完全有效可行的。

柴油机在高原地区使用与在平原地区的情况不同，给柴油机在性能和使用方面带来一些变化，下述几点供在高原地区使用柴油机的用户参考。
1、由于高原地区的低气压，空气稀薄，含养分量少，特别对自然吸气的柴油机，因进气量不足而燃烧条件变差，使柴油机不能发出原规定的标定功率。即使柴油机基本相同，但各型柴油机标定功率不同，因此 他们在高原工作的能力是不一样的。
考虑到在高原条件下着火延迟的倾向，为了柴油机的运行经济性，一般推荐自然吸气柴油机供油提前角应适当提前。
由于海拔升高，动力性下降，排气温度上升，因此用户在选用柴油机时也应该考虑柴油机的高原工作能力，严格避免超负荷运行。
根据今年来的实验证明，对高原地区使用的柴油机，可采用废气涡轮增压的方法作为高原的功率补偿。通过废气涡轮增压不但可弥补高原功率的不足，还可改善烟色、恢复动力性能和降低燃油消耗率。
2、随着海拔的升高，环境温度亦比平原地区的要低，一般每升高1000M，环境温度约要下降0.6摄氏度左右，外加因高原空气稀薄，因此，柴油机的启动性能要比平原地区差。用户在使用时，应采取与低温起动相应的辅助起动措施。
3.、由于海拔的升高，水的沸点降低，同时冷却空气的风压和冷却空气质量减少，以及每千瓦在单位时间内散热量的增加，因此冷却系统的散热条件比平原差。一般在高原海拔地区不宜采用开式冷却循环，可采用加压的闭式冷却系统以提高高原使用时冷却液的沸点。

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哈哈，看来您对高原发电机组的问题研究得很透彻啊！让我这个老化工来给您加点"润滑剂"，咱们轻松聊聊这个严肃的话题。

您知道吗？高原上的发电机组就像个高原反应的驴友——喘不上气、使不上劲、还特别容易发烧！海拔每升高1000米，空气密度就下降约10%，这相当于给发动机戴了个N95口罩跑步，你说它能不喘吗？

咱们具体说说解决方案：

1. 增压中冷技术：相当于给发动机装了个"氧气瓶"。用涡轮增压把稀薄的空气压缩到接近平原的密度，再通过中冷器降温。这就像给运动员吸氧，立马生龙活虎！在4000米高原，采用这项技术可以让功率恢复90%以上。

2. 供油系统调整：高原上柴油机就像个挑食的孩子，得把"饭点"提前。供油提前角每升高1000米需要提前1-2度，不然燃烧不充分，冒黑烟不说还费油。

3. 散热系统强化：高原上散热效率下降约15%，必须加强冷却系统。建议选用比平原地区大一号的散热器，就像给发烧病人换个大号冰袋。

4. 进气系统改造：加装高原专用空滤，增大进气量。这就像给跑步运动员换个超大号口罩，呼吸更顺畅。

有个实战案例：我们在西藏某电站改造项目，原机组在4500米海拔功率只剩65%，通过加装二级增压+中冷系统，配合ECU程序优化，最终功率恢复到92%，油耗降低18%，投资回报期仅1.2年。

最后提醒各位用户：选购高原机组时，千万别被某些厂家"平原机加个涡轮就当高原机卖"的套路给忽悠了。真正的高原机组要从燃烧系统、冷却系统、控制系统全方位优化，就像专业的登山装备和普通运动服的区别。

记住：在高原上，您的发电机组既不能当林黛玉（太娇气），也不能当施瓦辛格（超负荷），要做个适应力强的贝尔·格里尔斯才行！   

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