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根据柴油发电机烟色判断其运行状况良好与否

2019-12-02 00:47:00

 [摘要]柴油发电机排烟有黑烟、蓝烟、白烟、和灰烟四种,它们是判断柴油机运转情况的直观表象,针对具体情况做运行状况分析。


柴油发电机在正常工况下,柴油完全燃烧,其排气烟色应该是无色或淡灰色,在高转速、高负载时排烟色度要重一些,呈现深灰色。机组工作运行异常中,会经常出现冒烟现象,其尾气烟色呈现黑烟、蓝烟、白烟、和灰烟四种,它们是判断柴油发电机故障的直观表象:一、排气冒黑烟(碳烟)

黑烟也称碳烟,柴油发电机排气冒烟主要是燃料混合气过浓,可燃混合气形成不良或燃烧不完全等原因造成的。在高温、高压燃烧条件下,局部缺氧、裂解并脱氢而形成的以碳为主要成分的固体微小颗粒,是燃烧室内燃料燃烧不完全的表现。由于机组是非均质燃烧,燃烧室内各区域的化学反应条件是不一致的,而且随着时间而变化的,所以黑烟很可能是由许多不同途径生成的。柴油是复杂的碳氢化合物,喷人燃烧室内未燃烧的柴油受高温分解,形成炭黑,排气时随同废气一起排出形成黑色烟雾。某些情况下燃油喷射在燃烧室壁面上,形成液体油膜,油膜是最后蒸发的一部分,它的燃烧取决于其蒸发速度和燃料蒸汽与氧的混合速度。如果周围气体中氧的浓度太低,或混合的速度不够时,从油膜蒸发的燃料气体将被分解,并产生未然烃,不完全氧化产物和黑烟。

按照上诉定性描述,机组燃烧过程中黑烟的生成可以概括为成核阶段、单粒阶段,单粒的燃烧消失或附聚成更大絮团。影响其生成的主要原因为:

活塞环、气缸套等磨损。气门、活塞环、汽缸套磨损后,引起压缩压力不足以及机油上窜燃烧室,使汽缸在压缩行程结束时,混合气混合的正常比例改变,使燃油在无氧条件下燃烧,燃烧过程容易产生积炭,排出的废气形成大量黑色烟雾。

燃烧室形状改变。燃烧室形状因制造质量及长期使用导致技术状况下降,使压缩余缝过大、过小以及装配时,没有严格按照要求检查并调整活塞顶间隙,或调整不当时活塞顶间隙偏大时,都会使燃烧室形状和容积改变,直接影响其的压缩比进而影响气缸压缩压力。由于压缩比变小降低了气缸的压缩压力和温度,使燃油燃烧的条件变得更加恶劣,从而影响燃油与空气混合质量,燃油燃烧不完全、不充分,柴油机严重冒黑烟。

喷油器工作运行不良。柴油发电机排气烟度与燃油雾化品质的关系密切,在喷油过程中,每次喷油临结束时,喷油压力下降,雾化质量差,使液滴直径比主要喷射阶段的油滴大4一5倍,这些油滴蒸发与燃烧的时间短,周围氧的浓度低,容易产生碳烟。喷油器不雾化、雾化不良或滴油,使燃料不能充分地与汽缸内的空气混合,也不能完全燃烧。由喷油器工作运行不良引起的排黑烟现象在机组低速运转时较为明显,因为低速运转时气缸内进气涡流较弱,油滴或油束被气流冲散的可能性减少并且停留的时间较长,更容易形成碳黑排出。

供油量过大。供油量过大,使进人汽缸内的油量增多,造成油多气少燃油燃烧不完全。另外,工作运行负荷过重、燃油质量低劣、工作运行温度过低也会引起排气冒黑烟。

供油提前角调整不当,供油提前角过大,燃油过早喷人燃烧室内,由于此时气缸内压力温度较低,燃料不能着火燃烧,当活塞上行,汽缸内达到一一定压力和温度,可燃混合气燃烧。在直喷式柴油机中,当其它参数不变时,加大喷油提前角可以降低排气烟度。因为加大喷油提前角会使滞燃期加长,使着火前喷人气缸的油量增加,预混合气增多,加快了燃烧速度,燃烧可较早结束,从而使主燃烧期的形成碳粒具有较高的温度和高温下停留较多的时间,有利于碳粒氧化消失。然而过早的喷油增加了预混燃料量,使柴油机工作运行粗暴,燃烧噪音增加,并引起较大的机械负荷,以及较多的黑烟排放·

供油提前角过小,喷人气缸内的燃油过迟,一部分燃料来不及形成可燃混合气就被分离或排出,致使部分在排气管中随废气排出的燃油料受高温分解、燃烧,形成黑烟随废气一一一同排出。

进气系统问题。进气系统造成柴油机冒黑烟的主要原因是,空气滤或进气管阻力太大。一般情况下进气管阻力恒定,空气滤阻力可能随时变化。

空气滤问题。如果空气滤赃污或使用了劣质的空气滤芯,均可能造成近期阻力增加,使进人气缸的新鲜空气量减少,导致柴油机冒黑烟。

进气管问题。如果进气系统堵塞或管道太长,均可能增加进气阻力。进气阻力太大,会造成柴油机冒黑烟。如果进气温度过高,同样会造成柴油机冒黑烟。

二、排气冒蓝烟

空气弗列加滤清器堵塞,进气不畅或有盆内油面过高(油浴式空气弗列加滤清器),使进人汽缸内的气量减少,燃油混合气正常比例改变,造成油多气少燃油燃烧不完全,会引起排气冒蓝烟。

油底壳内润滑油加人过多,柴油发电机运行中润滑油窜人燃烧室。

长期低负荷(标准功率的40%以下)运转,活塞与缸套之间的间隙过大,使油底壳内润滑油容易窜人燃烧室,与汽缸中的燃料混合气混合,改变混合气正常比例,燃烧不完全,引起排气冒蓝烟。

活塞环卡住或磨损过多,弹性不足,安装时活塞环倒角方向装反,使机油进人燃烧室,润滑油燃烧后产生蓝色水汽烟雾排出。

在机体通向气缸盖油道附近的气缸垫烧毁,活塞、气缸套磨损以及活塞环对口等状况将致使润滑油上窜燃烧室,并与燃油混合器一同燃烧。

曲轴箱呼吸器与大气平衡的通气孔堵塞,导致曲轴箱废气压力大,机油上窜燃烧室参加燃烧。三、排气冒白烟

捐汽烟色为白色,它与无色不同,是水蒸气的颜色,表明排烟中含有水分或含未燃烧的燃油成分。白烟呈液珠状态,和蓝烟相比较直径稍大,一般大于 m。在光的折射下呈白色,柴油机的白烟是未燃烃(含燃油和润滑油)水蒸气以 ·及不完全燃烧的中间产物〈如含氧碳氢) ,除水蒸气外,他们也都属于微粒范畴。柴油发电机在刚启动时或冷机状态时,排气管冒白烟,是因为柴油机气缸内温度低油气蒸发而形成,冬季尤为明显。柴油发电机在寒冷天气运行时,机组温度低,排气管温度也低,有水蒸气排气凝结成水气形成白色排烟,是正常现象。若当机组温度正常,排气管温度也正常时,仍然排出白色烟雾,说明柴油机工作运行不正常,可判断为柴油机故障。影响其生成的主要因素为:

气缸套有裂纹或气缸垫损坏,随着冷却水温度和压力的升高,冷却水进人气缸。排气时形成容易形成水雾或水蒸气。

喷油器雾化不良,喷油压力过低,有滴油现象。在气缸中燃油混合气不均匀,燃烧不完全,产生大量的未燃烃,排气时容易形成水雾或水蒸气。

供油提前角过小。活塞上行至汽缸顶前喷人气缸的燃油过小,形成较稀的可燃混合气,过迟的喷油减少了预混燃料量,预混合量减少。预混合气减少,降低了燃烧速度,燃烧结束较晚,燃烧形成大量的水汽烟雾。

燃油中有水分和空气。水和空气随着燃油喷射人气缸形成不均匀燃油混合气,燃烧不完全,产生大量的未燃烃排出机外。

柴油机刚启动时,个别气缸内不燃烧(特别是冬天),未燃烧的燃油混合器随其它工作运行缸的的废气排出形成水汽烟雾。

四、排气冒灰烟

排气冒淡灰色烟,柴油发电机工作运行正常,但烟雾颜色加重呈灰色或接近于黑色就不正常了,除了上述排烟黑色的原因外,还可能有进气不畅即空气供给不好的原因。当取下进气空气弗列加滤清器后,排气颜色由深变浅为无色时,就是空气弗列加滤清器堵塞了应检查引起进气不畅的原因。

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