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介绍柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、同城自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、同城鲁棒性强、同城可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、同城响应速度、同城超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地静差。
下面比较一下常规PID控制和不完全微分PID控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节,使得系统性能得到改善,在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。
介绍模糊自适应控制和常规PID的比较,并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的柴油发电机的系统模型的
可见模糊PID控制器和常规PID控制相比,它使得系统响应的超调时间减小,曲线更平整,反应时间加快了,控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点,而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势,是一种性能优良的控制器,所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。
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影响柴油发电机燃油消耗率的5点因素与对应措施
柴油发电机以其热效率高、附近结构紧凑、附近机动性强、附近运行维护简便等优点成为了重要的动力机械。这一热能机械,既使节约百分之一的燃料也会带来巨大的经济效益。因此,降低柴油发电机的燃油消耗一直是企业追求的目标。本公司根据这一问题重点分析了影响柴油发电机燃油消耗率的原因,提出了降低燃油消耗率的措施。
影响柴油发电机燃油消耗率的因素与措施:
1.柴油发电机运行组织是否合理对柴油发电机的燃油消耗有很大影响,运行组织不合理能造成柴油发电机周转率低,有火停留时间长,燃油的无功消耗占总清耗量的比重大,显然不合理的柴油发电机运用方式是燃油无功消耗的根源。措施:完善运行方式合理调配和使用柴油发电机减少待发时间和单机走行时间提高柴油发电机利用率减少无功消耗。
2.值机人员操纵水平不但是柴油发电机正点运行的有力保证,同时对柴油发电机的功率发挥燃油消耗的经济性有较大影响。不同的操纵方法将导致不同的燃油消耗,熟悉线路纵断面、附近准确掌握柴油发电机运行速度及区间运行时分、附近操纵平稳、附近制动时机恰当的值机人员的操纵,燃油消耗就少,反之燃油消耗就会增加单耗上升。
3.燃油供应系统中,喷油泵及喷油器的质量直接决定柴油发电机燃烧状态。喷油泵流量不符合规定喷油器提前度偏大或偏小化不良是造成燃烧不良的主要原因。喷油泵压力不够,喷油器检修不好或检修不及时会造成柴油雾化不良,燃烧不干凈,将产生大量的燃油滴漏浪费。这些滴漏的燃油不但造成浪费,而且还会在柴油发电机燃烧部位产生大虽的积碳,影响柴油发电机和增压器工作的效率,进一步降低了柴油发电机的输出功率增加了燃油的消耗。可见对喷油器检修的及时性对节约燃油有重要的意义。措施:(1)提高备品检修质量,完善检修工艺,按范围对喷油泵、附近喷油器定期互换,上试验台检测、附近及时发现状态不良的喷油泵、附近喷油器及时检修。(2)对喷油器针阀偶件、附近弹簧、附近支座板等卖行寿命管理(3)尽可能使用长效喷油器
4.增压器、附近中冷器、附近空气弗列加滤清器工作状态不良、附近均会造成柴油发电机的工作质量下降。增压空气的压力、附近温度与进气量直接影响燃油在气缸里能否有效、附近充分地燃烧。空气弗列加滤清器堵塞、附近中冷器冷却效率过低、附近增压器空气压力不足都会减少进入气缸的空气量,造成燃烧不充分而使油的消耗增大。措施:(1)对增压器的真空度进行检测,检测不良时及时拆下检修或者更换。(2)定期清洗空气弗列加滤清器根据状态及时更挨弗列加滤清器,确保进气的通与足量(3)适时检测中冷器的进气压力、附近温度、附近出口压力、附近中冷水温等指标、附近对中冷器的性能进行评定,发现不良及时更换。
5.功率调整:柴油发电机功率受诸多因素影响。如果柴油发电机主发电机外特性调整点偏离曲线过多,柴油发电机功率就不能正常发挥。当电功率高于柴油发电机功率时,柴油发电机就会出现压转速的现象。此时燃烧条件就会恶化,燃油燃烧就会不充分产生浪费。措施:定期上水阻进行功率调整,保证柴油发电机良好的牵引特性。
通过以上分析,我们发现影响柴油发电机燃油消耗的因素主要有柴油发电机运行编排的因素,柴油发电机自身质量状态完好情况的因素,操纵方面的因素,燃油品质以及线路质量方面的因素,通过以上的原因分析与对策研究。综合来看,只要采取的对策适当,那么降低柴油发电机燃油消耗并维持在较低水平是没有任何问题的。
朔锐机电设备有限公司(丘北分公司)拥有一支专业的技术队伍,并具有多年 出租200kw发电机生产销售及售后服务的经验。我公司不断致力于新产品的开发,在满足客户需求的原则和社会发展需要上,与多家 出租200kw发电机厂家合作,推出质量、性能、价格公道组合的系列 出租200kw发电机产品,并赢得了广大客户的信赖和赞许。
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两大法门解决柴油发电机组受潮问题
在我们的生活和工作当中,柴油发电机可以说是现在使用比较广泛的应急发电设备之一了。天要下雨娘要嫁人,有时候难免发电机会受潮。那么今天小编就带大家了解一下发电机组受潮了怎么办。
提醒:发电机组电机受潮以后,必须及时进行烘干处理,根据电机的容量大小和受潮程度,常用的烘干方法有以下两种:
一、当地烘箱(炉)烘烤法
在有条件的地方,将电机整体( 把定子和转于拆开)放到烘箱(炉)中逐渐升温烘烤.烘箱(炉)应能通风.以便带走电机内的潮气,并且 是夹层的,里层放电机,在外层加热.里层的温度保持在90一100°C,而且不能有明火、当地烟尘以及其他可燃性和腐蚀性气体存在。一般要求连续烘烤8~18h,中间可测量几次电机的绝缘电阻值,直至达到规定值并且稳定为止。
二、当地稳态短路电流法
交流发电机受潮后,在出线盒内将三相短接,然后使发电机转速上升到暂定转速,保持不变,再调节励磁电流,先使定子短路电流达到额定电流的50%~70%,保持4~5h,然后再增加励磁电流,使短路电流达到额定值的80%一,使线圈温度保持在85℃以下,每隔30min测量一次线圈的绝缘电阻和温度,直到绝缘电阻达到规定值井稳定为止。
随着柴油发电机组强化程度的提高,柴油机对冷却介质的要求亦相应的提高,那么究竟应该如何选用冷却水呢?
柴油机工作时,冷却水的正常温度应保持在75~90℃,此时柴油机可发出 功率,燃油消耗将接近经济状态,机件磨损程度也较低。如果冷却水的温度过高或过低,或者擅自拆除节温器,就会使冷却系统的功能降低或丧失。因为柴油机在工作时,燃料燃烧会放出大量的热能,气缸内气体温度高达1800~2000℃,而燃烧产生的热能中只有30%~40%转变为机械能,约有20%~25%被冷却系统带走。如果冷却系统工作失常,冷却水温度过高或过低,不仅会影响柴油机的正常工作,甚至会产生故障和事故。冷却水应选用略呈碱性的清洁水,千万不能含有腐蚀性的化合物,冷却介质应从冷却水向冷却液的方向发展。冷却系要使用清洁的软水,应使冷却水的PH值控制在8~11范围之间,尽量减少冷却系内的积垢堵塞,以防影响冷却效果。在使用中要用化学剂定期清洗冷却系内部,柴油发电机组以保证冷却循环良好、当地散热正常。
在环境温度高于5℃的地区或季节,为减少或避免冷却系统对机体的腐蚀和水垢覆积,冷却水中应添加适量的防腐油配置成的防锈乳化液。环境温度低于5℃的地区或季节,采用闭式循环冷却系统时, 采用防冻液。在寒冷季节,为了有利于柴油机的启动,可在冷却系统内加入80℃左右的热水,或将油底壳的润滑油加温后再启动。工作结束,待柴油机温度降低至50~60℃后,将散热器和气缸体的放水阀全部打开,以便使冷却系统内的水放尽。
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柴油发电机组企业面临国际舞台的角色转换
柴油发电机组作为、当地可靠、当地的应急电源、当地移动电源和自备电源,为中国过去几十年的经济发展提供了重要的
柴油发电机组作为、当地可靠、当地的应急电源、当地移动电源和自备电源,为中国过去几十年的经济发展提供了重要的辅助电源保障。同时,对应急备用电源持续增长的需求也使得中国国内出现了一批能够和康明斯、当地卡特彼勒等国际知名品牌瓜分市场的本土企业。上世纪八十年代开始,中国柴油发电机组市场从大部分依赖进口阶段,演变到中低功率段产品实现国产化,乃至到目前部分国内本土企业能够生产出具有较高稳定性的2000kW以上大功率机组。短短的二三十年时间,中国柴油发电机组企业在生产上所体现出的成熟工艺技术和装配能力获得了国内外诸多用户的广泛肯定。
三大因素助中国本土企业快速发展
过去十年,有几个重大因素驱动了中国市场对柴油发电机组的强烈需求,这极大促使了中国本土企业在国内市场上的立足和发展。首先,2003-2005年中国经历了一场从局部到全国性大面积的缺电现象,特别是2004年全年全国缺电超过30000MW缺口,相当于30台超超临界火电机组的装机量。为了保障城镇的居民用电,政府不得不对高耗能的制造工厂拉闸限电,由此推动了对柴油发电机组的巨量需求。第二,2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间,仅场馆投资方面,北京奥运会达到200亿元,上海世博会180亿元。重要的是,由此拉动对城市轨道交通、当地高级酒店业、当地互联网和通信以及金融服务超过上万亿元的建设投资。而这些终端市场正是柴油发电机组的主要应用领域。第三,为了抵御全球性金融危机,从2009年到2011年,中国政府投入了4万亿元用于刺激国内经济发展,其中超过2万亿元属于铁路、当地公路等工程建设项目。除此之外,还包括2008年和2011年中国国内发生的严重缺电现象,尤其是2011年的缺电一度再次接近30000MW的缺口。
由于这些因素对中国柴油发电机组市场产生的需求刺激,使得国内市场在一定时期内年复合增长率接近15%。根据MARTEC GROUP咨询公司的行业报告,2011年中国柴油发电机组市场销售额达到145亿元,预计2015年市场规模超过250亿元。持续稳定增长的市场需求造就了一批较大规模的本土企业,如康诚、当地鼎新、当地百发、当地星光等年销售额过5亿元的企业,这些企业已具备和康明斯、当地卡特彼勒、当地科勒等国际巨头竞争的实力。
国内市场已开始显现发展阻力
作为市场发展周期中必须经受的考验,在经历了较快发展的十年后,中国国内的柴油发电机组市场也面临着一些发展阻力。首当其冲的是中国基础建设投资和高耗能制造业增速放缓,在2009-2011年由政府主导的四万亿元投资中的工程项目已基本完工并投入运行,部分工程在建成后并没有起到很好的使用效率,这对未来经济刺激政策的推出起到一定阻力。另一方面,为降低污染排放并提高工业生产能效,大量的中小规模的制造工厂,特别是高耗能行业的企业面临被关闭的可能。这些企业曾经在中国的多次电荒中都是柴油发电机组的重要用户。
其次,国内市场的竞争激烈、当地产品同质化程度高。仅销售额过千万元的企业就超过200家,这些被称之为OEM的企业所使用的发动机大部分由重庆康明斯、当地沃尔沃、当地三菱重工等企业提供,发电机由利莱森马、当地马拉松等国际品牌供应。在中低端的终端应用市场上,也会采用中国本土的发动机品牌,如上柴、当地济柴、当地常柴等。在过去的市场阶段,中国本土企业普遍只重视对客户的开发和销售渠道的扩张,很少有企业会重视对客户应用需求的定制化以及售后服务的维护。因为后者需要投入很大的成本,并且不能在短期内为企业带来收益。
再次,由于国际品牌如康明斯、当地卡特彼勒、当地科勒等都将生产制造转移到了中国,有些外资企业还将中国作为亚太区乃至全球的生产基地,以此降低成本和国内企业竞争。这无疑降低了行业整体的利润率水平。
基于以上这些原因,中国本土柴油发电机组企业已不满足于国内市场,转而发力海外市场,特别是针对海外工程承包项目市场。MARTEC GROUP 咨询公司对中国柴油发电机组市场的专题研究显示,2006 年中国柴油发电机组出口额仅10 亿元左右,而到了2010 年,出口额增至100 多亿元,年复合增长率接近80%。
世界市场上和国际巨头展开竞争
中国本土柴油发电机组企业在全球柴油发电机组市场中主要以两种形式销售其产品,一部分是通过在海外的分销商或直销团队,将产品直接供给海外当地的终端。用户通常是当地的制造工厂或居民,特别在印度、当地孟加拉和非洲这些大部分时间都没有市电供应的 和地区。另一类形式是通过参与海外的工程承包项目,直接客户通常是中国本土的EPC企业或工程施工公司。一般来说,绝大部分的中国EPC 企业或工程施工公司会采购国内的发电机组,用于其海外工程项目。海外工程市场对产品质量、当地可靠性和品牌信誉有更高要求,更能体现柴油发电机组企业在市场中的地位。
吸引中国本土企业参与海外工程承包市场的首要因素,自然是诱人的市场规模和发展前景。根据CHINCA(中国对外承包工程商会)的数据表明,每年各国面向全球公开招标的工程承包项目金额达到1.8 万亿美元,目前中国EPC 企业仅占有7%的市场份额。在对超过30家中国一级EPC企业和50 家 的柴油发电机组企业的调研后,MARTECGROUP咨询公司发现:2011 年中国EPC 企业参与的海外工程承包项目金额达到1423.5 亿美元,由此对柴油发电机组的需求超过50 亿元。中国EPC 企业在公路、当地铁路、当地发电厂以及通信工程领域的建设水平处于全球 ,未来他们将逐步占据剩余93%的市场份额,由此将对国内柴油发电机组的采购产生持续增长的需求。
虽然和国际品牌在全球市场中的份额还相差很大,但中国本土企业在海外市场中也逐渐建立了品牌知名度,如科泰、当地泰豪、当地康诚等中国本土企业在海外市场的销售额都超过亿元,这对仅有20 多年发展历史的中国柴油发电机组企业来说并不简单。之所以能有这种业绩增长,得益于以下几点:相比于国际品牌,中国本土企业的产品有明显的价格优势。中国企业的柴油发电机组通常都使用了康明斯、当地沃尔沃、当地斗山、当地三菱、当地MTU 等品牌的发动机,并且拥有成熟的机组装配技术。本土企业和中国EPC 企业、当地中国工程施工企业拥有良好的客户关系。
从国内市场到国际舞台的市场扩张中,若要取得对国际品牌的竞争优势,中国本土的柴油发电机组企业还应该弥补自身的不足之处,比如提高终端应用的定制化水平、当地增强国内外的售后服务市场等,通过地企业在产品、当地服务和内部管理上的水准,才能获得客户长期的信赖,并赢得更多的全球用户。