内燃机和蒸汽机范文

第一篇：内燃机和蒸汽机范文

部分内燃机车和电动机车

国产摆式动车组

内燃液力传动摆式动车组，是由唐山机车车辆厂和南京浦镇车辆厂2003年研制成功的时速160km/h的摆式动车组。该车由于采用了先进的倾摆技术，所以曲线通过速度将比普通客车提高20%-30%。为保证安全性和可靠性该车的采用了大量的先进技术，其中柴油机为美国CUMMINS公司QSK19卧式柴油机，液力传动箱采用德国VOITH公司的T311R，倾摆技术采用德国ESW公司的机电倾摆系统，最大倾摆角为±80。动车组可采用两种编组方式运行。第一种编组方式：由Mc1车(带司机室的动车)+M1(不带司机室的动车)+ M2(不带司机室的动车)+Mc2(带司机室的动车)，其中M

1、 M2 、Mc2车均为二等座车, Mc1的一部分为一等客室，另一部分为二等客室。(以下简称4M编组)第二种编组方式：由Mc1车(带司机室的动车)+M1(不带司机室的动车)+T(二等座车拖车)+ M2(不带司机室的动车)+Mc2(带司机室的动车)，其中M

1、 M2 、Mc2车均为二等座车, Mc1的一部分为一等客室，另一部分为二等客室。最高运行速度，4M编组时为160km/h，4M+1T编组时为140km/h，最高试验速度 180km/h ，动车组总装车功率 2226kW ，动车组定员，4M编组时约288人，4M+1T编组时约358人。

高速电动车组

“大白鲨”高速电动车组，株洲电力机车厂研制的中国第一台正式进入高速领域的动力集中式高速动车组，是我国强大机车家族的又一精心完美之作。动车组司机室应用人机工程学原理进行设计，所有操作及显示装置成弧形分布在正司机周围，管道式空调、可调节软椅、电加热玻璃，营造了舒适安全的驾驶环境。采用流线形头形，车头盖用复合材料制作，前窗玻璃采用双层防爆电热玻璃，车顶装有气流导流罩，气动阻力系数小于0.30。动车组编组为1节动车6节拖车(M+T22+T11+3T12+Tc)，6节拖车中有1节双层二等座车、1节单层一等座车、3节单层二等座车和1节带司机室的二等座车。持续功率4000 kW，最大速度200km/h。

“蓝箭”交流传动高速电动车组是为满足广深线“小编组、高密度、高速度”的公交化客运要求，由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所、长春客车厂和广铁集团于2000年共同研制的新一代交流传动高速电动旅客列车组，牵引“蓝箭”的DJJ1型是中国第一台动力集中式交流传动高速动力车。该车电传动系统采用了先进的IPM水冷机组、1225kW异步牵引电动机和分布式微机网络控制系统。电路设计采用了模块化结构，允许隔离故障部分维持动车组运行。控制系统采用两级分层的列车通讯网络，运用可靠性高。基础制动采用轴盘制动装置，具备ABS防滑行保护功能。制动机采用DK–1B型，具有空电联合制动功能和列车电空制动功能，具有与安全装置配合自动常用制动功能。编组形式中基本编组为1动5拖1控制车(M+5T+TC)，两列连挂编组为2动10拖(M+10T+M)，基本编组定员为421人，连挂编组定员约800人。持续功率4800kW，最大速度220km/h。

“中华之星”高速电动车组，该电动车组将成为我国京沈快速客运通道的主型列车及未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。列车最高运营速度可达270km/h，是目前我国商业运行时速最快的电动车组。2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线综合试验中，成功创造了中国铁路的最高速度321.5km/h。牵引“中华之星”的DDJ2型是中国具有全部知识产权的动力集中式高速动力车，首次采用双拱流线头形。整列车由2节动车和9节拖车组成。9节拖车包括：2节一等车，6节二等车和1节酒吧车，拖车为国内首次采用铝合金制造的宽车体鼓形断面客车。综合试验表明，“中华之星”在高速运行时，列车平稳性、舒适性、安全性和可靠性良好。动车组采用先进的交-直-交流电力牵引方式，由分别编组在头部和尾部的两个动力车以前拉、后推的方式推挽运行。该动车组广泛地采用了国内、外的先进技术，列车的整体技术性能达到国外同类产品的先进水平。

国产电动车组

“春城”号电动车组，长春客车厂为迎接“99”昆明世界园艺博览会开发制造的中国首列商业运行电动车组。动车组为动力分散式，以1动1拖为一个动力单元，一列6节编组，可运用于标准轨距电气化线路上。车内造型新颖、色调明快，大量地采用了新技术、新结构、新材料。车内设施齐全，软座车为新型可调节座椅，硬座车为仿人体工程学座椅，并设有投影电视、信息显示、吧台、食品冷热加工设备、真空集便装置等设施，大大提高了该车的舒适性和实用性。 该电动车组为无污染的环保型绿色交通工具。具有普通旅客列车所无法比拟的灵活编组、机动开行的优点，又具有公路交通工具无法比拟的速度快、运量大、效率高、投资省、安全性好的优点。动车组总功率为2160kW，设计速度120km/h。

“先锋”号交流传动电动车组，是南京浦镇车辆厂负责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组，首列电动车组命名为“先锋”号。该电动车组由两个单元计6节车组成，每3节车组成一个单元，其中包含2节动车和1节拖车。电动车组设有一等软座1节，二等软座车5节。车内设有司机室、乘务员室、配电室、播音室、洗面室、厕所、洁具室以及小卖部和电话间。首、尾两节动车的头部采用流线型结构，各车下部采用铝合金制作的裙板装置。全车设空调装置，并具有空调集中监控功能。列车运营速度200km/h，最高试验速度250km/h，总定员424人。

“中原之星”交流传动电动车组，适用于中、短途快速旅客运输。由株洲电力机车厂、四方机车车辆股份有限公司、株洲电力机车研究所三家单位联合研制生产。首列动车组于2001年10月生产下线，配属郑州铁路局，于郑武线上运营。该电动动车组具有先进、可靠、快捷、舒适、环保、节能以及方便维护等特点，同时该动车组还具备较好的动力性能，能为旅客提供较好的旅行环境，方便铁路部门组织运营等一系列优点。该动车组的编组在考虑确保各车辆重量均衡的前提下，结合国内研制的牵引变流设备的容量，采用动力分散方式，全列车由两个完全相同的动力单元组成，主传动系统采用交—直—交传动方式。动车组编组方式中MC为带司机室的动车(一等车);TP为带受电弓、变压器的拖车(二等车);M为带空气压缩机的动车(二等车);T1’为带变压器、不带受电弓的拖车(二

等车、带商务仓);T2’为带变压器、不带受电弓的拖车(二等车、带车长办公席);M’为不带空气压缩机的动车(二等车);T为不带受电弓、不带变压器的拖车(二等车)。动车组总功率6400 kW，最高运营速度160km/h，总定员1178人。

第二篇：汽机分场设备状态检修的探索和实践

引言：

状态检修作为一种检修策略充满着创新的理念，它依靠管理创新和技术创新来支撑，是现代科技发展的产物，体现了现代设备管理思想和现代检测技术，信息技术的发展水平。近几年来，北仑发电厂在搞好各项生产管理工作的同时，对设备状态检修工作进行了一系列有益的探索，研究和实践，取得了一定的成效，现将研究和实践设备状态检修工作的体会与经验阐述如下：

一、研究设备检修策略：

研究设备管理理论，从而优化检修策略是每个发电厂必须面对的课题。针对各个发电厂的特点，采取切合实际的检修策略对于搞好设备检修工作具有深远的指导意义。

根据设备的重要性和故障模式，从可靠性，经济有效性和技术可行性三方面进行综合考虑，可以采取不同的检修策略：

1.定期检修或称计划检修---适用于故障历程渐变，且同类设备的状态劣化过程具有相似的轨迹。即不同个体的劣化过程分散性小，凭经验就可评估设备的状态，以及故障后果非常严重且可以采取定期检修进行预防者。

2.预知检修---适用于故障发展过程是渐变的，且同类设备的状态劣化过程具有较大的分散性，但状态是可以预测的。

3.故障检修或称事后检修---即设备故障后检修，适用于故障后果轻微，检修费用较低，频度不高的设备;或者是突发性的设备故障，预防性检修策略无济于事者。

4.改进检修---对原设备或系统进行技术改进提高其性能，适用于上述检修策略均无济于事者。

我们认为，合理的检修策略是以预知检修为主体，以定期检修为基础，以其它检修策略为辅助的综合检修策略体系，也就是广义上的状态检修。使检修任务与间隔建立在反映设备真实状态的基础上，通过优化排序和适度检修来预防系统故障和重大设备故障。同时避免那些不必要的检修，从而在提高设备可靠性、可用性和成本控制之间找到最佳的平衡点。

目前，我厂采取的检修策略是以定期检修为基础，以预知检修、故障检修、改进检修为辅助的一种综合检修策略。对于状态检修工作进行了初步的规划、研究和有益的尝试。

2001年，我厂与美国电力科学院联合实施了“以可靠性为中心的维修”的研究项目，对于合理确定设备检修周期和间隔，实现电厂设备检修策略的优化起到良好的指导作用。

确定维修方式流程图

二、发电设备状态检修管理的基本原则和思路。

实施状态检修应以保证设备的安全运行为首要原则。由于目前状态检修工作尚处于探索阶段，因此必须加强设备状态的监测和分析，科学、合理的调整检修间隔、检修项目，同时还应制定相关的管理制度。凡与现行管理规定相抵触的 ，如重要设备的检修周期调整等，应根据管理权限报请上级部门批准(或备案)后才能执行。也就是说既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上逐步推广。

状态检修的实施可先从深化设备点检定修制和执行检修文件包入手，全面落实设备管理的责任制，规范、完善检修基础管理，严格检修质量管理，提高设备健康水平，从思想上、制度上、人员上、技术上为全面实施状态检修奠定良好的基础。

另外，实施状态检修还需要配置适当的监测设备和相应的软件，但首先要利用厂内现有的装备和资源。其中，设备点检结果、常规技术监督测试项目和运行、检修记录，是实施状态检修的重要基础工作。

目前，我厂实施设备状态检修的基本思路是：根据设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理的选择不同的检修方式，形成一套融故障检修、定期检修、预知检修和改进检修为一体的优化检修(或称状态检修)策略，以提高设备可靠性、降低发电成本。实施状态检修并不是以预知检修方式完全取代现有的定期检修方式，而是在现有定期检修为主的检修方式上逐步扩大预知检修的比重。

三、研究定期检修和预知检修的关系。

定期检修是一种以时间为基础的预防性检修方式，也称计划检修。它是根据设备寿命的统计规律，事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修备件及材料等的检修方式。定期检修适合于已知设备磨损、老化等规律的设备，以及难以随时停机进行检修的设备。

预知检修是从预防性检修发展而来的更高层次的检修策略，是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它根据对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息，经过分析处理，判断设备的健康和性能劣化状况及其发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划地安排检修。这种检修方式能及时地、有针对性地对设备进行检修，不仅可以提高设备的可用率，还能有效降低检修费用。他与定期检修相比较，带有很强烈的主动性。

定期检修的状态检修的基础，状态检修是定期检修的发展方向。状态检修促进定期检修周期的更加合理，定期检修为状态检修提供依据和参考。

目前，我厂的设备检修是指根据现有设备状况，确定一定的检修周期，并通过设备检修滚动规划、设备检修计划、设备定期维护计划来合理安排检修工作。同时，根据设备点检、状态检测诊断、技术分析的结果，及时调整检修计划，提高设备健康水平，降低检修成本。

四、研究设备检修周期，优化检修计划。

实施状态检修的第一目标是科学、合理的延长检修间隔。因此，研究和确定设备检修周期、合理安排设备检修计划就非常关键，目的是即满足电网生产运行的需要，也使设备不至于过修或欠修而影响可靠性和经济性。

设备检修周期的分析确定必须建立在优良的检修质量和完善的状态检测手段上，状态检修是建立在定期检修基础之上的。检修不足会导致设备可靠性的下降，过渡检修又会引起检修成本的上升，计划停运时间的增加又可能引起可用率的下降。因此，设备检修项目和检修间隔的确定是检修管理的基础工作，优化检修策略是状态检修的精髓。

实施状态检修并不排斥检修计划的作用。从电网管理的角度，发电机组检修计划安排是电力生产运行计划中一项十分重要的内容，它对电网运行的可靠性和经济性都有很大的影响。而且，随着电网装机容量和机组台数的增加以及社会对电力生产可靠性与经济性要求的提高，检修计划的重要性亦日益突出。

而且，实施状态检修体制还要利用一些先进的技术手段来动态地制订和优化电厂设备检修计划，以充分发挥检修计划的指导作用。在状态检修体制下，检修计划的编制应该以发电厂设备的实际情况为基础依据，通过负荷预测、趋势分析、动态规划等手段考虑所属系统的发电容量、可靠性、经济性等要求，使检修计划即具有可靠性，又具有科学性和经济性。此外，机组状态以及故障发生所带来的随机性检修需求在时间上的不确定性，将给检修计划的编制方式带来变化，即由一次性、静态的应用于较长时间的计划编制方式，向以不断变化的机组状态为参考的、动态的、短期和长期相结合的计划编制方式转变。这样，传统的手工编制计划方式已经不能适应工作要求，而需要用计算机优化编制系统的帮助来完成电力系统机组检修计划的编制工作。目前我厂根据设备的重要性，按照SRCM的分析方法，从影响电力生产安全性、经济性、可靠性、环保性、设备检修成本、电能质量、负荷影响等几个方面把设备分成A、B、C三类，采取相应的检修策略和措施。对重要设备实行五优先管理：即实施点检优先、定期维护优先、维修资源优先、故障管理优先、检修计划优先。根据上述指导思想，具体编制检修项目和时间间隔，还要考虑下列原则和因素：即政府规定、行业标准、有关技术监督法规;制造厂提供的检修项目间隔(参考)及相关技术资料;已经投运的同类型机组的检修经验及自身的实践;机组在运行中参数变化分析结论及状态监测提供的诊断结论;以整台机组的状态管理目标，要求每个设备和部件的检修周期与之相匹配;符合企业的成本管理目标。

根据我厂的检修实践，机组的检修间隔也做了较大的调整，目前我厂已将机组检修从“大—小—中—小”、一年一修间隔、四年一个周期，改为“大—小—中—小”、一年半一修、六年一个周期。

五、建章立制，夯实基础，深化点检定修制。

我厂实施状态检修工作除了继续贯彻成熟的发电设备常规管理方法和工作程序外，还有所创新和发展，主要进行了以下几项工作：

1.健全组织机构，制订相关管理标准，并明确职责。

实施状态检修是一项复杂的的系统工程，牵涉到各个方面。1998年建立了状态检修的组织机构，明确了各部门的的职责，规范了点检的岗位责任。制定了相应的规章制度，编制了《状态监测管理标准》和《状态监测仪器规范说明》。根据我厂的实际情况，状态检修的实施大致可分为“决策、专业、操作”三个层次：

决策层是我厂状态检修的决策机构，由厂领导及有关部门负责人组成，其主要职责是：

确定本厂开展状态检修的目标;

审批本厂开展状态检修的规划、进度安排和有关规定; 审定适应状态检修的规划、工作流程;

建立状态检修组织机构，配备称职的人员，明确职责; 审批设备检修的作业文件包;

审查专业层提出的检修建议，并做出最终检修决策;

检查状态检修工作的进度和质量，组织评估实施的效果;

专业层(点检层)是我厂开展状态检修的执行层，其主要职责是： 编制和修订本厂开展设备检修的计划;

负责设备的分类分级，确定设备的检修方式;

编制设备检修作业文件包，并指导检修人员实施;

整理分析设备信息，提交设备状态分析报告，提出检修建议; 评价检修结果，提高检修质量; 配备必要的监测设备及软件，进行数据采集、分析; 操作层是设备状态信息采集人员，其主要职责是： 按规定完成对所辖设备的检查、测试和数据采集; 进行设备异常分析、趋势分析和设备性能评估; 提交设备状态监测报告和初步的检修建议;

制定状态监测的管理制度、技术标准和工作流程;到目前为止，我厂已编制完成下列11个状态监测技术标准和1~3号机组的设备状态检测定检线路;

油品定期试验标准; 红外测温定检标准;

1号机组转动设备振动监测标准; 1号机组马达电流测定标准; 1号机组马达磁通测量标准;

2号机组转动设备振动监测标准; 2号机组马达电流测定标准; 2号机组马达磁通测量标准;

3号机组转动设备振动监测标准; 3号机组马达电流测定标准; 3号机组马达磁通测量标准;

2.进行SRCM分析，优化检修策略。

我厂于2001年初与美国电科院合作实施SRCM研究项目。并于2001年2月初成立了SRCM实施小组，制定了项目实施阶段表和实施进度控制表。并确定1号机组给水系统、1号机组凝结水系统、2号机组制粉系统、2号机组吹灰器作为SRCM分析的范围。进行了SRCM的理论培训和上述四个系统的关键性分析、工作任务选择和比较分析，并在2001年11月底完成了SRCM分析工作，为优化上述四个系统的设备检修策略起了指导作用。

SRCM分析的基本方法和程序如下：

3.应用SAP等计算机软件对设备缺陷、定检任务、备品采购、材料费用进行管理。

2001年初，SAP系统正式上线运行。通过SAP/PM模块的应用，进一步完善了设备管理流程，对日常发生的设备缺陷和定期维修工作进行管理，跟踪缺陷的发现、消除情况，安排和跟踪定期维修任务，及时了解设备信息，为状态检修工作提供参考和决策依据。通过SAP/MM的应用，加强了备品管理工作，对备品的订购计划、采购、库存和材料费用的使用情况进行动态跟踪，为搞好状态检修工作和降低维修成本提供了帮助。

六、应用状态监测技术，为实施状态检修工作提供技术支持。

随着大容量、自动化控制机组的的普及，仅凭有关人员的经验和感觉对设备进行监控已经完全不能适应运行与维修的要求，对设备进行状态监测与故障诊断是推行状态检修的必要条件。

目前我厂主要离线、在线检测和故障诊断设备为实施状态检修工作提供了必要的技术支持。

1.在线监测

利用DAS系统从生产现场取得实时数据，并具有在线计算和实时显示功能，该系统包括在线性能计算、在线性能测试、在线设备故障诊断等部分。我厂目前开发的功能有以下几个方面： 现场数据的直接采用使用

实时系统从现场DCS系统中采集实时数据，可以从每台机取得5000个数据点，平均传输速率为1500点/秒。在实时系统人机界面上做了十几幅设备运行状态和参数的显示画面，技术人员可以通过这些画面，对有关参数进行实时查询，捕捉异常信息。同时还使用EXCEL编制了实时运行参数一览表，使得技术人员可以和运行操作员一样，直接了解机组设备运行状态;并可在表中方便地与正常值、报警值、跳机值进行比较。

OTIS计算结果的使用

通过OTIS(ON-LINNETHERMALINFOR-MATIONSYSTEM)的作用，即时地计算出机组运行的各项性能参数，并与当前工况下的设计值进行比较，达到对机组性能参数进行跟踪、监视、分析和评价。我厂已经完成了

1、2号机主要性能参数的计算，如供电煤耗、厂用电率、热耗率、锅炉效率、汽机高压缸效率、汽机中压缸效率、加热器端差等，在实时系统人机界面上做了相应的画面。通过对这些性能参数的监视，并利用实时系统的历史曲线画面进行相关曲线分析，对设备的状况作出判断，一方面可以对运行的操作进行指导，另一方面可以有针对性地对设备检修提供依据。

主机在线振动检测系统

为了更好的监视分析主机的振动情况，确保主机运行的安全性，我们在1号机组上装了一套由加创公司提供的在线振动检测系统。它克服了离线振动检测在时间上的不连连贯性，不但能及时捕捉异常信息，并且能对历史数据进行分析。该系统和浙江电力振动检测中心连接以后，可以实现远方诊断，提高分析效果。

辅机振动检测系统

它是界于在线和离线之间的测振系统。当某于一台辅机偶尔出现振动异常，离线测振方法难以捕捉异常信息时，接上辅机振动检测系统进行分析，直到问题解决后，再拆移至另一台辅机。目前在4机组的引风机B上安装了一套由华北电科院提供的辅机振动检测系统，处于试用阶段。

2.离线监测

主要是通过常规的性能检测、试验、运行分析、巡检、点检等方法和手段对设备状态进行监测。我厂状态监测现有的主要离线仪器设备有：

美国CSI(ComputationaI System Indus-try)厂研制生产的CSI2115便携式数据采集仪，用于对连续转动机械(如各类泵、风机等)进行定期检测。它有以下几个主要功能：第一，可以采集转动设备的振动数据，对启动设备做瀑布图，进行瞬态分析，同时可把采集到的数据传送至计算机，进行数据的转换、分析和处理。第二，对转动设备做动平衡。第三，对鼠笼式交流电动机检测电流，通过软件能判断电机转子断条与否。第

四、通过检测其磁通量的变化，能检测电机定子线圈的运行状况。

如：分析诊断了2号机定子冷却水泵振动高的故障;提供2号机轴加风机改造的振动参数;对2号机组主汽轮机的轴承振动异常进行连续的跟踪监测;对1号机组低压缸壳体振动进行跟踪检测等。

美国CSI现场工作润滑油品小实验室系统，用于对油的品质、污染度、污染物质的分析测试。它能给出诸如油质的润滑劣化、污染和机械磨损等方面的监测信息。通过检测腐蚀指数和粘度两个参数来监测润滑油、油脂的劣化程度;用显微镜可观察金属磨损颗粒的形状和颜色，从而判明设备的磨损部件和原因，寻找对策。 美国FSI红外热像仪和非接触式红外点温计。用于对各种电气、机械部件的表面温度分布的测试。主要用于远距离、人不能接触的带电体的表面温度检测。如整个高压开关表面温度场的分布;输电线路的接头接触情况;主变压器三相出线温度的平衡;绝缘子的完好与否及其表面污染情况和高温泄漏检测、管道保温超温测量等。非接触式红外点温计探测温度能与数据采集仪相连，主要用于人不便或不能直接接触的设备，如电气方面的高压开关、线路接头、套管等。

对外露的带负荷运行的电气设备的接头的缺陷有很高的发现概率，如：1机电除尘灰斗加热器MCC控制开关接头及导线过热缺陷;电抗器SF6114开关接头过热;北新2321线路C相T形接头过热;2机主变低压侧封闭母线接地线接头过热等。

对内部带负荷运行电气设备的接头缺陷，如：2号机主变低压封闭母线B相内部接头过热;电抗器系统SF6114开关内部接触不良等。

利用物体表面微小的温差检测容器的油位，如：4号主变套管漏油的跟踪检测;主变及厂变油枕油位进行的定期检测。

利用红外热像仪可以大面积测量温度的特性，可以检测机械设备的保温状态。如：1号炉热风风道保温及热风管道漏风的检测;2号机再热蒸汽管道热段的保温检测等。

氦质谱检漏仪

氦质谱检漏仪是根据质谱分析原理，对各种需要密封容器的漏隙进行快速定位和定量检测的一种理想方法，可以通过从检测仪测到的氦气浓度大小上来判断泄漏量大小。

我厂采用氦质谱检漏仪以来，多次在设备上检测到泄漏点，如：汽动给水泵小汽轮机低压轴封漏。通过使用氦质谱检漏仪，对2号机真空系统的检测，发现两台汽动给水泵的低压轴封存在着较大量的泄漏，是2机真空严密性试验长期以来处于不合格的根本原因。

另外，我厂还有超声波检测仪、绝缘油色谱检测仪、ABAKUS颗粒度仪、OiI View分析仪、粘度检测仪、破乳化度时间测定仪、开口闪点仪。

七、结束语

设备状态检修是一种观念和策略的革新，实施状态检修的实质是应用科学的管理理念，使发电厂的生产过程和资产管理逐步进入现代化行列。我厂的工作也是刚刚起步，还有许多工作需要开展和完善。希望通过这些努力，能使我厂的设备技术状况有较大的提高，减少设备的停役时间，提高等效可用系数，有效降低检修成本，实现机组检修策略的优化和状态监测到状态检修的跨越，进一步增强机组在电力市场中的竞争能力。

第三篇：蒸汽喷射真空泵的工作原理和优缺点分析

蒸汽喷射真空泵的工作原理

2009-8-19 蒸汽喷射真空泵是利用流体流动时的静压能与动能相互转换的气体动力学原理来形成真空。具有一定压力的水蒸汽通过拉瓦尔喷嘴喉径时达到声速,到喷嘴的扩散部时,静压能全部转化为动能,达到超声速,同时喷嘴出口处形成真空,被抽气体在压差的作用下,被抽入吸入室,和以超声速的蒸汽一边混合一边进入文丘里管,然后以亚声速从文丘里的扩散管排出,同时混合的气体速度逐渐降低,压力随之升高,而后从排出口排出。如果将几个喷射泵串联起来使用,泵与泵中间加入冷凝器使蒸汽冷凝,便可得到更高的真空度。整台蒸汽喷射真空泵由若干级泵体与冷凝器两大部分组成。各级泵体均由喷嘴、入室及扩压器组成,喷嘴可以是单只,也可以是多只,喷嘴一般采用不锈钢材料,吸入室和扩压器等其它部件可采用不锈钢、铸铁及碳钢等材料。

影响真空泵能力的主要因素研究 3.1、对工作蒸汽及其干度的研究

蒸汽压力偏低及压力波动均对真空泵的能力有较大影响,因此蒸汽压力不应低于要求的工作压力,但所用真空泵结构设计已定型,过多提高蒸汽压力并不会增加抽气量及真空度。另外,要确保锅炉供给的蒸汽压力稳定,最好用一台锅炉专门给蒸汽喷射泵提供工作蒸汽,这样蒸汽压力就不会出现波动,真空泵性能稳定。

蒸汽的干度对真空泵的性能也有较大影响,其中含水会引起真空波动,含水过多甚至会抽不起真空,通常的作法是在汽包前加装汽水分离器以获得干度较高的工作蒸汽,同时对蒸汽管路进行有效保温。为取得最佳的工作效益,为喷射真空泵提供的工作蒸汽应为5℃~10℃的过热蒸汽。特别是五级泵,对蒸汽的品质要求非常高,含微量水分都可能引起喷嘴的冰塞,造成开第五级喷射器真空度反而下降或没有作用。 3.2、对循环冷却水要求的研究

冷却水供量不足,冷凝器会发热,气流声音变大,真空度迅速下降,甚至蒸汽会返入抽气管。对于列管间冷式冷凝器,应保证供水压力为0.2MPa,供水量应比实际的用量稍微大一点,这样用水的波动会比较平稳。另外,为避免供水量不稳定而引起真空波动,最好采用单独的循环水系统对真空泵的冷凝器进行供水。

冷却水温太高,真空泵能力会下降,有时甚至抽不起真空,一般不超过32℃。另外,冷却水温越高,耗用的蒸汽量越多。

冷却水质对真空泵能力的影响也是一个不可忽视的因素,如果水质差,硬度高,会造成冷凝器积垢甚至堵塞,严重影响热交换性能,使蒸汽难于冷凝,从而影响真空度。所以应保证循环冷却水为纯净的软化水。

3.3、对真空泵系统密封要求的研究

真空泵处于极限状态时,第1级排出的水很少,有时甚至没有。因此,第1级泵有大量水排出,可以认为是系统有泄漏。通常的漏气原因有:垫片没装、装错或损坏,螺栓未拧紧,法兰面损坏,焊缝有沙眼,接头(压力表、真空表等)未装好。

最通用的查漏方法是整个系统通入带压空气,用肥皂水涂在各处。如有泄漏,漏点会有气泡,有时甚至能听到泄漏的声音。检验是否漏气的最终要求是,用0.2MPa压缩空气对真空系统(包括泵体和大气腿)进行汽密性试验,24h压力下降量不超过4.8%。

3.4、对喷嘴要求的研究

喷嘴是影响真空泵性能的重要部件,存在的问题有:喷嘴装错、装歪、堵塞、损坏、腐蚀和泄漏,不管采取何种预防措施,喷嘴的堵塞在所难免。一方面由于安装蒸汽管道时,管道中残存的铁屑及焊渣会堵塞喷嘴;另一方面,真空泵系统停用时,蒸汽管道易生锈,锈斑在使用时掉落堵塞喷嘴。一般来说,第

1、2级喷嘴孔径较大,不易堵塞,最易堵塞的是第

3、

4、5级的喷嘴。喷嘴是否堵塞可通过触摸泵头和冷凝器的温度来确认。

蒸汽喷射真空泵的故障处理

蒸汽喷射真空泵在使用过程中有时会出现抽真空时太长、真空度不稳定或达不到真空度要求的情况,必对故障查找原因、分析处理。通常要进行以下的故障分析: (1)真空测量装置(包括真空表、真空计、测试罩)是否有故障或失效; (2)工作蒸汽供应是否正常,包括压力、温度、干燥度、疏水情况、波动情况等,尤其要检查压力表在长时间使用后读数是否准确; (3)循环冷却水供应是否正常,包括水温、水压、水量、水质等; (4)生产系统是否出现异常,包括系统泄漏、系统产生过量气体、工艺设备性能下降等; (5)真空泵系统本身是否有故障,包括泵系统泄漏、喷嘴堵塞或损坏、喉管直径磨损增大、扩压管的收缩段和排出口积垢、大气腿泄漏或积垢堵塞、冷凝器积垢堵塞、抽气管道积液等。

蒸汽喷射真空泵抽气量大、工作范围宽、结构简单、没有相对运动的部件,是一种用途广泛的真空设备,主要应用于除气、脱色、干燥、脱臭、蒸馏、制冷及输送等方面。特别是其对吸入气体无选择性,在食品生产、石油化工、油脂加工、聚酯生产、含有机溶剂的物料浓缩等场合,与机械真空泵(油泵)相比显示出卓越的优点。 真空泵的工作原理和优缺点分析

放射实空泵的农做本理战劣毛病

喷射真空泵非应用白丘外效当的压力落发生的下快射淌把气体保送到入口的一类静量传赢泵。它合替水喷射真空泵、蒸汽喷射真空泵、汽水串联喷射真空泵、汽火组开喷射真空泵。放射真空泵以其真空度范畴狭，能够间接抽呼水蒸汽等否凝性气体战带无颗粒状的介量油泵,换热器，构造简略,压力匹配器，操做便利，有运行部件培修质大，节能落耗等长处越往越普遍的利用正在化工操作的各工艺外，上面分离引见各类喷射实空泵的农作本理。

(1)、水喷射真空泵的工作原理及构造繁图水喷射真空泵的装备组偏见其解构繁图，其工作原理非：轮回水箱中的水经轮回水泵干过先发生一订的压力真空泵、流快，存在必定压力、流速的火入进水喷射器的散水室，经孔板下的少个推瓦我喷嘴喷射，构成的下速射流使喷射器的混杂室产死真空，真空泵被抽介量在真空作用上入进喷射器混开室，正在混合室外取高快水流充足混杂战经白丘外管落速、删压先排没到轮回水箱外，没有凝性气体析没，否凝性汽体自水箱溢流心溢没，如斯重复作过。它的长处是矮位零件型式，比水环真空泵的真空度高，取代W式往返真空泵能够撤消后放寒凝器，节俭一主性装备投资和运转用度。

(2)、汽水串联喷射真空泵的工作原理及构造繁图

在水喷射真空泵的喷射器后面串联一级或者少级蒸汽喷射真空泵便汽水串联喷射真空泵，其解构睹汽水串联喷射真空泵。其工作原理是：必定压力的鼓和或者功暖蒸气通过推瓦我喷嘴加压删速落后进蒸汽喷射器的混合室，使混合室发生真空，被抽介量被抽呼入混合室取工作蒸汽混合，真空泵混杂先的流体通功扩集管，速度降落，压力降高，曲至到达上一级吸进口压力后排入上一级蒸汽喷射泵或水喷射泵。它是矮位零件型式，真空度绝对较高，能够代替水环-罗茨机组、旋片-罗茨机组间接抽呼否凝性汽体，但它在高真空的抽没有凝性气体质无限。

(3)、旧型下效蒸汽喷射真空泵的工作原理及工艺淌程图

旧型高效蒸汽喷射真空泵是由一级或多级蒸汽喷射泵取高效热凝器组败的，必定压力的鼓和或者功暖蒸气通过推瓦我喷嘴加压删速落后入蒸汽喷射器的混合室，使混合室产死真空，被抽介质被抽吸进混合室与工作蒸汽混合，混合后的流体通过扩集管，长攻泵速度降落，压力降高，曲至真空泵到达下一级吸进口压力后排入下一级蒸汽喷射器。寒凝器后面的蒸汽喷射器排出的混合流体进入高效冷凝器后，可凝性汽体被冷却败液体与不凝性气体一同随冷却水排出热凝器中(睹旧型高效蒸汽喷射真空泵工艺流程图)。它可以完成恣意高度装置，合适于抽吸的介质中不凝性气体量绝对较大，小部门替可凝性汽体的工艺，取代传统的多级蒸汽喷射真空泵可以勤俭工作蒸汽60%以下。

(4)、汽火组开放射实空泵的工做本理及农艺淌程图

它是在传统的蒸汽喷射真空泵的第一级热凝器前面串联一级汽水串联喷射真空泵而组败的，其工作原理睹汽水组合喷射真空泵的工艺流程图。它战胜了蒸汽喷射真空泵和水喷射真空泵各从的毛病，施展了它们的劣面，既可以到达较高的工作真空度，又可以无较小的抽气量，比传统的多级蒸汽喷射真空泵勤俭工作蒸汽50%以上，勤俭寒却水30%以上，有需装备开静泵，抽空塔时光欠。

(5)、少级蒸汽喷射真空泵的长处是解构简略、应用便利、工作稳固牢靠，毛病非蒸汽耗质小(运转用度高)，必需装置正在11米高度以下，检验没有即。

相关文章：

第四篇：内燃机论文

柴油机电控燃油喷射系统及排放

韩宁

(大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连116028)

摘要：柴油机是一种热机，其热效率和燃油经济性很高，因此被广泛应用，尤其是大功率内燃机，被广泛应用于船舶、机车和电站等。本论文仅讨论大功率柴油机电控喷射系统和排放过程。

关键字：柴油机;喷射系统;排放

Diesel engine electronically controlled fuel injection system and emissions

(Dalian Jiaotong University institute of transportation engineering,Dalian Liaoning 116028)

Abstract: the diesel engine is a heat engine, its thermal efficiency and high fuel economy, so widely used, especially high-power internal combustion engine, is widely used in ships, locomotives and power station, etc. This paper discuss the high-power diesel engine electronic control injection system and only discharge process.

Key words: diesel engine; Injection system; emissions

0 引言

通常，人们把燃油喷射系统看作是柴油机的心脏。事实上，柴油机没有任何一个部件比燃油喷射系统更重要; 没有任何一个部件对设计和加工的要求超过燃油喷射系统。燃油喷射系统的功能是在精准的时刻为柴油机提供精确定量的燃油。燃油必须以足够高的压力通过适当的喷油器喷射，以实现在燃烧室内的最佳雾化状态，并且在有限的时间内与足够的空气混合，以实现充分燃烧，从而使发动机以尽可能少的燃油消耗和最低的排放发出预期的功率在未来几年中，柴油机的发展趋势主要有：更加追求提高燃油经济性和降低排放，在不断强化柴油机的同时追求高可靠性，越来越多地应用电子控制技术，在更广泛的领域特别是汽车行业使用柴油机等等。为了实现这些目标，目前柴油机已应用和将要应用的先进技术主要有高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一， 高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整机性能。

1 电控燃油喷射系统的构成

电喷柴油喷射系统由燃油喷射系统、控制计算机(ECU)和传感器三部分组成。ECU根据由转速、节气门踏板位置、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等传感器采到的发动机运行状态，用设定的控制逻辑进行计算，根据计算结果控制喷油系统执行电磁阀的动作，实现对燃油喷射量、喷射时刻和喷射压力的动态调节。由于燃油的喷射量、喷射时刻和喷射压力在柴油机整个转速和负荷范围都可以通过标定实验最优化，因此电喷柴油机可以实现在满足严格的排放标准条件下的最佳燃油经济性。

2 电控燃油喷射系统介绍

2.1.电控直列式喷油泵

电控直列式喷油泵是在直列泵基础上发展起来的，是一种由机械喷油泵到电控喷油泵之间过渡的非主流产品。它具有与喷油和定时控制功能或只具备喷油量调控功能，有些控制系统还具有喷油压力和喷油速率等控制功能。因为它只能满足欧Ⅲ排放而且结构复杂、造价高，目前国外工业国家已停止生产。 2.2电控分配泵

柴油机电控分配泵采用高速电磁阀控制喷油量及喷油定时，如德国博世公司的电控VE泵，喷油峰值喷油压力接近140MPa。电控分配泵也是只能满足欧Ⅲ排放的过渡性非主流产品。 2.3电控泵喷嘴系统(EUI)

电控泵喷嘴系统是由凸轮驱动的喷油系统，是世界上最早出现的电喷产品。目前生产电控泵喷嘴系统的有德国博世(Bosch)公司、美国卡特彼勒(Caterpillar)公司、美国德尔福(Delphi)公司和美国康明斯(Cummins)公司。电控泵喷嘴系统北美重型车用柴油机中占有统治地位。电控泵喷嘴系统具有以下特点： (1) 喷射压力在所有喷油系统中最高，最高喷射压力220MPa。 (2) 结构筒单，可靠性/耐久性最好，几乎没有高压接头。

(3) 喷油器成本一般，但由于采用顶置凸轮轴和重负荷传动齿轮系，发动机成本较高。

(4) 喷射压力随发动机转速负荷变化，不能动态控制。

(5) 喷射规律，后三角型，与发动机燃烧系统配合较好，有利于降低NOX。 (6) 喷射规律可以通过凸轮型面的设计加以调整。

(7) 喷油器体积较大，气缸头设计中需要与气道，气阀及水腔设计综合考虑。 (8) 喷油时刻被凸轮型面限制，预喷能力有限，不能后喷。 2.4电控单体泵系统(EUP)

电控单体泵系统主要由单体泵、油管和喷油器组成。电控单体泵是由电控泵喷嘴技术发展而来的。电控单体泵系统在欧洲中型/重型车用柴油机中占有统治地位。主要生产厂家是德国博世公司，在欧美车用柴油机市场占据100%的市场。近年来，德尔福也研制出了电控单体泵，但是市场应用刚刚起步，其用户目前仅局限于中国的玉柴和大柴。电控单体泵系统具有以下特点： (1) 喷射压力较高180MPa。

(2) 结构最简单，可靠性/耐久性较好，有少量高压接头。

(3) 喷油系统成本较低(包括单体泵，高压油管和常规喷嘴)， 采用下置凸轮轴，对齿轮传动系要求低于EUI，发动机总成本最低。 (4) 喷射压力随发动机转速负荷变化，不能动态控制。 (5) 喷射规律，后三角型，与发动机燃烧系统配合较好。 (6) 由于高压油管的存在，凸轮型面对喷射规律的影响较弱。 (7) 喷油时刻被凸轮型面限制，预喷能力更加有限，不能后喷。 2.5液压电控泵喷嘴系统(HEUI)

液压电控泵喷嘴系统将电控和液压技术相结合主要由美国卡特彼勒(Caterpillar)公司生产。HEUI系统按时间控制喷射过程，喷射压力与发动机转速无关，可在宽广的工况范围内保持所需要的喷油压力。HEUI系统主要应用在北美中型车用柴油机中。该系统的工作具有以下特点： (1) 喷射压力较高，180MPa。

(2) 理论上在所有发动机转速及负荷可随意调节喷射压力。 (3) 喷射时刻灵活。

(4) 喷射规律类似高压共轨，但初始喷射率比高压共轨略低。 (5) 多次喷射能力有限，预喷由硬件设计实现，后喷困难。

(6) 喷油器结构较复杂，液压油(5～25MPa)及柴油(低压及高压)两套油 路。

(7) 气缸盖设计复杂， 必须保证液压油及低压柴油两套油路的密封。 (8) 由于采用发动机润滑油作为液压油，对润滑油的要求高于常规柴 油机，更换周期也更加严格。 (9) 发动机的维护保养要求较高。

(10) 低温下发动机润滑油粘度大，造成冷起动困难。 (11) 喷油系统功率消耗较大，机油压力靠泄放调控。

3 我国机车柴油机采用电控燃油喷射的概况

我国机车柴油机无论是戚墅堰机车车辆厂生产的16V280/300(6400公制马力,4707kW)还是大连机车车辆厂生产的12V280/320(6000公制马力,4413kW)柴油机,其电子控制燃油喷射系统均成套购自Bosch公司。资阳内燃机车厂生产的16V280ZJG(5750公制马力,4229kW)型柴油机的电控燃油喷射系统是由Woodward公司提供电喷控制器、功率调节器和EDS电喷头,资阳厂生产柱塞泵、喷油器等相关产品。虽然以上各种机车柴油机在装用了电控燃油喷射系统后性能和经济性都有所提高(图

1、2),但也仅仅局限在1~2台机车柴油机上实现。大批量、低价位、高可靠性的电子喷射技术产品要组织装车,尚有待进一步的进行研制和考核。

4 机车柴油机装用电控燃油喷射系统的社会和经济效益

通过采用高压电控燃油喷射系统,可以提高机车柴油机的经济性,尤其是可以降低机车柴油机部分工况下的油耗,降低最低稳定空转转速。降低空转转速意味着柴油机内部机械阻力降低,柴油机空转油耗降低,同时也可以使我国机车柴油机在标定工况的燃油消耗率降低到200g/kW·h以下,提高柴油机的经济性。柴油机最低稳定空转转速降低10%,空转油耗率可以降低10%,可使我国铁路机车行业每年节约燃料费2·5~3亿元,同时,机车柴油机的运用寿命和可靠性将大大增加。因此,我们要大力发展高压电控燃油喷射系统技术与产品,使机车柴油机技术攀升一新的高度。如果国产机车柴油机(240、280系列)采用高压电控燃油喷射系统,以智能化的微电子控制(执行)装置取代目前使用的结构复杂的机械结构,并设有机车柴油机状态检测和故障报警功能(在线),可以使国产机车柴油机在性能和可靠性档次产生一个质的飞跃,跟上世界先进水平。同样,采用高压电控燃油喷射系统,既具有保护环境的长远社会效益,又具有满足环保排放法规、促进产品出口的现实意义。

5 各种类型发动机的CO2排放比较

虽然现有的排放规定主要是强调降低NOx和颗粒物质(PM)的排放量,但是CO2的排放无论是从环保角度,还是从用户的运营费用方面考虑也是至关重要的。图1对各种内燃机的CO2排放水平进行了比较〔1〕。SI(火花点火)汽油发动机被选作比较的基准,所以它的CO2总排放水平是以100%的参考值给出的。在图中,CO2的排放被分成两部分。其中第一部分代表发动机单独运转所产生的CO2,该CO2是发动机效率和燃油化学成分的函数。

第二部分是在燃料生产和运输过程中所排放的所有CO2。图中右手侧栏中还给出了每种发动机的最大热效率以供参考。涡轮增压、中冷式DI(直喷式)柴油机具有最低的CO2排放水平。这是由于此种发动机热效率好和燃料在生产过程中生成CO2量少的缘故。因此,在参比的几种发动机中,NA(自然吸气)和T(涡轮增压、中冷)柴油机的CO2排放特性最好。

6 废气排放法规的比较

柴油机可以在满足所有废气排放规定的同时保持其明显的燃油经济性优势。在日本、美国和欧洲,废气排放规定也一年比一年严格。图2示出了每个国家废气排放规定水平的比较。在欧洲,Euro-Ⅱ和Euro-Ⅲ法规定与美国1994年和199年的法规类似。然而,日本在1998~1999年对NOx的规定却是最严格的。因此有必要优化发动机以满足每个国家的规定。在美国,考虑到要在过渡工况进行测试,从2004年开始实施的排放法规成为全球最为严格的NOx法规。从2004年开始实施的颗粒物质(PM)排放法规将与1998年的保持一样。而且,在欧洲,制定有望在2005年左右开始生效的Euro-Ⅳ法规的基础工作正在进行。在日本,对1998-1999年以后开始实施的法规也已开始纳入计划之中并开始进行调研。此 外,在欧洲、美国和日本之间,协调全球的废气排放规定的讨论和调研也在进行之中。所以,在21世纪,柴油机废气排放法规将很可能在全球范围内得到统一。

7 参考文献

[1]、徐家龙等.柴油机电控喷油技术.内燃机燃油喷射和控制 [2]、《Papers CIMAC DAY 1999 Shanghai》译者：董金龙 校者:苏明

[3]、大连内燃机车研究所.内燃机车技术的昨天、今天和明天.中国铁道出版社 [4]、董尧清.柴油机共轨式电控喷射系统的进展.国外内燃机 [5]、刘巽俊.内燃机的排放与控制[M].北京:机械工业出版社 [6]、陈冠国机械设备维修【M】，机械工业出版社 [7]、市场百科，柴油机发展[OL]

第五篇：内燃机教学反思

内燃机的教学一直以来是教学过程中的一个难点，主要是由于学生很难有机会亲眼看一看内燃机的内部的工作过程，仅仅靠文字性的叙述和教师反复的讲解无法给学生留下深刻的印象，教材的配图或者教学挂图等静态图片也仅仅能增强学生对结构的理解，在学生的大脑里，内燃机工作过程的印象仍然是模糊的。如何才能让学生直观地看到内燃机的工作过程呢?当然多媒体手段的应用无疑提供了一个很好的平台，本人也想应用一下，不过也太遗憾了，多媒体教室里的投影机投出的图像实在太模糊了，根本无法用，在这种条件下，要用好活动挂图和内燃机模型，使教学过程变得比较直观，以加强对内燃机工作原理的理解，主要应让学生知道重点应掌握哪些内容，这要求教师及时引导和强调。在这里必须要学生记住如下的要点：进排气阀的开闭情况、活塞的运动情况、有无能量转化、在这个地方一定要联系做工可以改变物体的内能，加深对做功和压缩冲程的理解，教学效率得到提高