今天星光發(fā)電設(shè)備繼續(xù)為大家介紹柴油發(fā)電機(jī)組廢棄渦輪增壓系統(tǒng)的增壓方法。柴油發(fā)電機(jī)組廢氣渦輪增壓是利用柴油發(fā)電機(jī)組排出的廢氣能量來驅(qū)動(dòng)增壓器，將空氣壓縮后再送入汽缸的種增壓方法。
柴油發(fā)電機(jī)組采用廢氣渦輪增壓后，可提高輸出功率30％～100％以上，同時(shí)還可減少單位功率的質(zhì)量，縮小外形尺寸，節(jié)省原材料，降低燃油消耗率，增大柴油發(fā)電機(jī)組扭矩，提高載荷能力以及減少排氣對(duì)大氣的污染等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。尤其在高原地區(qū)，因氣壓低、空氣稀薄，導(dǎo)致輸出功率下降，一般當(dāng)海拔高度每升高1000m，功率將下降8％～10％。柴油發(fā)電機(jī)組若裝設(shè)渦輪增壓器后，可以恢復(fù)原輸出功率，其經(jīng)濟(jì)效果尤為顯著。
柴油發(fā)電機(jī)組廢氣渦輪增壓系統(tǒng)如圖4-19所示。將柴油發(fā)電機(jī)組排氣管接到增壓器的渦輪殼上，柴油發(fā)電機(jī)組排出的具有500℃～650℃高溫和一定壓力的廢氣經(jīng)渦輪売進(jìn)入噴嘴環(huán)，噴嘴環(huán)的通道面積由大逐漸變小，因而可以做到：雖然廢氣的壓力和溫度在下降，但其流速在不斷提高，高速的廢氣流，按一定的方向沖擊渦輪，使渦輪高速旋轉(zhuǎn)。廢氣的壓力、溫度和速度越高，渦輪的轉(zhuǎn)速就越快。通過渦輪的廢氣最后排入大氣。
℃廢氣渦輪增壓器按進(jìn)入渦輪的氣流方向，可分為軸流式和徑流式兩種：
1、徑流式渦輪增壓器徑流式渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)如圖4-20所示。它主要是由渦殼、噴嘴環(huán)、渦輪和轉(zhuǎn)子軸等組成。徑流式渦輪增壓器工作時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組排出的廢氣進(jìn)入增壓器的渦輪殼后，沿增壓器轉(zhuǎn)子軸的軸線垂直平面（即徑向）流動(dòng)。這是由于當(dāng)氣流通過噴嘴時(shí)，一部分壓能和熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，由此獲得高速氣流。由噴嘴環(huán)出來的高速氣流按一定方向流入葉輪，在葉輪中被迫沿著彎曲通道改變流動(dòng)方向，在離心力的作用下，氣流質(zhì)點(diǎn)投向葉片凹面，壓力增加而相對(duì)速度降低；葉片凸面上則相對(duì)速度提高而壓力降低，因此，作用在葉片凹凸面上的氣流合力（即壓力差）在渦輪軸上形成推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)的力矩，因而從葉輪流出的廢氣經(jīng)由渦輪中心沿軸排出。中型柴油發(fā)電機(jī)組大多采用徑流式渦輪增壓器。
2、柴油發(fā)電機(jī)組軸流式渦輪增壓器軸流式渦輪增壓器工作時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組排出的廢氣進(jìn)入增壓器的渦輪殼之后，氣流沿著增壓器的轉(zhuǎn)子軸的軸線方向流動(dòng)，故稱軸流式。大型柴油發(fā)電機(jī)組大多采用這種形式的增壓器。
廢氣渦輪增壓器按是否利用柴油發(fā)電機(jī)組排氣管內(nèi)廢氣的脈沖能量，可分為恒壓式和脈沖式兩種增壓器：
1、恒壓式廢氣渦輪增壓器是將多缸柴油發(fā)電機(jī)組全部汽缸的排氣歧管接到一根排氣總管內(nèi)，再與增壓器渦輪殼相連接，而廢氣以某一平均壓力順著一個(gè)單一的渦輪殼進(jìn)氣道道通向整個(gè)噴嘴環(huán)，這種增壓器常用于大功率高增壓柴油發(fā)電機(jī)組中。
2、脈沖式廢氣渦輪增壓器的排氣系統(tǒng)示意圖如圖4-21所示。以六缸柴油發(fā)電機(jī)組為例來說明，其發(fā)火次序?yàn)?－5－3－6－2－4，通常將1、2、3缸的排氣道連接到一根排氣歧管上，沿渦輪殼上的一條進(jìn)氣道通向半圈噴嘴環(huán)；而將4、5、6缸的排氣道連接到另一根排氣歧管，沿渦輪殼上的另一條進(jìn)氣道，通向另半圈噴嘴環(huán)，這樣各缸排氣互不干擾，這種結(jié)構(gòu)可以充分利用廢氣的脈沖能量，并能利用壓力高峰后的瞬間真空掃氣，防止某缸排氣壓力波高峰倒流到正在吸氣的另一缸中，因此，在同一根排氣歧管的各汽缸發(fā)火間隔應(yīng)大于180°曲軸轉(zhuǎn)角。目前，中型柴油發(fā)電機(jī)組廢氣渦輪増壓均采用脈沖式增壓器。
廢氣渦輪增壓器的主要性能指標(biāo)是空氣壓力升高比，簡(jiǎn)稱壓比，用πk表示，它是壓氣機(jī)出口空氣壓力pk和壓氣機(jī)進(jìn)口空氣壓力p1的比值，即
πk=pk/p1
壓氣機(jī)出口空氣壓力pk值越大，進(jìn)入汽缸的空氣密度也越大。渦輪增壓器按壓比大小可分為低、中、高增壓三種：
低增壓πk＜1.7；中增壓πk＝1.7～2.5；高增壓πk＞2.5
一般πk＞1.8的中增壓，就要采用中冷器，以降低壓氣機(jī)出口空氣溫度，使進(jìn)入汽缸的空氣密度增大。目前，柴油發(fā)電機(jī)組上普遍采用低、中增壓徑流脈沖式廢氣渦輪増壓器。高增壓柴油發(fā)電機(jī)組已成為發(fā)展趨勢(shì)。
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