极端高温环境下柴油发电机组的应用

极端高温环境是指环境温度超过40℃，在高温环境下，空气密度降低，充气系数低，柴油机燃烧时氧气量减少，燃烧效率降低，柴油机的动力性、经济性及可靠性都会下降。同时，发动机冷却系统的散热温差小，散热能力差，冷却效果下降，发动机容易过热，高温使润滑油黏度下降，润滑效果变差，严重时会影响机组的正常运行，高水温和高机油温度可能导致拉缸，甚至使发动机损坏。

1.高温环境对柴油发电机组的影响

1）发动机充气效率下降。充气效率是衡量发动机性能和进气过程的重要指标。它定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与标准状态下充满气缸工作容积的理论空气质量的比值。气温越高，空气密度越小，发动机的实际进气量减少，造成发动机功率下降。在一些带防音罩壳的机组，其通风条件更差一些。由于发动机过热，发动机罩壳内温度更高，发动机吸入高温空气造成实际进气量的减少对机组的出力影响更为明显。

2）发动机燃烧不正常。大气温度高，燃油的温度升高，进入气缸的混合气温度也高，发动机整个工作循环的温度升高，高温环境散热器的散热效率又低，使发动机处于过热状态。另外，过热的发动机易造成可燃混合气体的早燃，这种不正常的燃烧，更加剧了发动机的过热现象，同时燃油的高温回油使油箱燃油温度不断升高，吸入气缸的燃油温度再升高，更进一步加热进气温度，形成恶性循环。

3）加快运动部件的磨损。发动机的润滑油在高温、高压下工作，使润滑油的抗氧化稳定性变差，引起润滑油变质。另外，由于润滑油温度高，黏度下降，使润滑油变稀，油性变差，滑油压力降低，影响润滑效果，加快了运动部件的磨损。同时，金属零件由于高温热膨胀较大，零件之间正常配合间隙变小，这些都会加速机件的磨损，严重影响发动机的使用寿命。

4）启动蓄电池易损坏。温度高，蓄电池电化学反应加快，电解液蒸发快，极板易损坏，同时易产生过充电现象，严重影响蓄电池的使用寿命。

5）发电机加快老化。高温环境使发电机绕组温度升高，冷却效果不良，绕组温升超过额定允许温升将对绕组绝缘造成破坏，加快发电机的老化。

2.高温环境条件下柴油发电机组的应对措施

（1）良好的机房通风

为使柴油发电机组在高温环境条件下能正常工作，必须保持机房良好的通风条件。良好的机房通风系统必须保证有足够的空气流入和流出，并可在机房内实现自由循环。因此，机房内应有足够大的空间，确保气温保持均衡空气顺畅的流通。在无特殊安装条件限制时，通风系统通常应采用直进直出型。并绝对避免机组排放的热空气通过进风口再次进入机房。

进风口应位于灰尘浓度小和周围无异物的合理位置，当条件许可时，应采用靠近机组控制屏侧的斜上部进风方式，并加设百叶窗和金属防护网帘，以避免异物进入，确保正常的空气对流。为防止热空气回流，机组进风口应尽可能远离排风口，空气在机房内直流，进风口应加以保护以防止雨水及其他异物进入。(www.xing528.com)

对于闭式循环水冷却型柴油发电机组，进风口净面积应大于机组散热器芯有效面积的2倍，如进风口面积太小，实际进风量太少而导致机体温度过高，影响机组的正常使用、降低机组的功率输出、缩短维护周期及减少使用寿命。

当排风口安装有百叶窗及金属防护网帘时，应确保排风口净面积最小不低于散热器芯有效面积的1.4倍，排风口的中心位置应尽可能与机组散热器芯的中心位置一致，排风口的宽高比也尽可能与散热器芯的宽高比相同。为防止热空气回流及机械振动向外传递，应在散热器与排风口之间加装弹性减振喇叭形导风槽。

装有罩壳的低噪声机组，由于整体结构比较紧凑，进排风条件比机房安装的机组要差。在进行整体设计时要对机箱的进排风口有效面积、进排风量和风速进行计算，优先满足机组进排风量的需要，如果进排风口面积无法满足进排风量的要求，需采取增加轴流风机强制进排风的措施，然后再考虑降噪的要求。

（2）增加发动机的有效散热

水冷发动机的散热水箱一般按环境温度40℃配置。在极端高温环境，必须增大散热水箱的散热量，可选配50℃或55℃散热水箱。由于散热量增大，水箱风扇消耗的功率也相应增大，使发动机的输出功率减少，这一点在进行发电机组温度折损时必须加以考虑。

装有涡轮增压器的发动机，一般都会考虑增加中冷器对增压后的空气进行冷却，以增加气缸进气量。

在高温环境，可采取增加燃油冷却器和润滑油冷却器的方法，来增加机组的散热效果。目前已有四合一冷却水箱产品，集成了缸体散热、涡轮增压器中冷、燃油冷却和润滑油冷却4个功能，提高了机组在高温环境的冷却效果。

同时，机房内要对排烟管、波纹减振节、消声器等发热部件进行隔热包扎。对装有罩壳的低噪声机组，除了机箱内对排烟管、波纹减振节进行隔热包扎以外，消声器装在水箱散热器前面或外置装在机箱外，以利于散热。启动蓄电池安装在进风通道温度较低的地方。

3.高温环境机组的功率折损

当环境条件与标准规定不同时，发电机组功率应进行修正见第1章相关内容，同时由于设计的不同，各品牌柴油机和发电机的输出功率的修正参数也不一致；同一品牌，不同型号、不同调速系统，其修正的参数也有区别。一般要以原柴油机生产厂家的修正参数为准。通常可按照环境温度超过40℃时，每升高5℃，输出功率下降3%～4%来进行功率损失的计算，但要注意的是，有些厂家的机组标称功率是基于环境温度20℃时的输出功率。