戶外低溫箱式自動化發(fā)電機組設計

劉偉東

摘要

本文主要論述了低溫環(huán)境下箱式發(fā)電機組自動控制設計。傳統(tǒng)的發(fā)電機組都放置于室內(nèi)，針對室外低溫環(huán)境下發(fā)電機組的使用缺陷，開發(fā)設計的低溫箱式自動化發(fā)電機組，從每個影響機紐正常啟動運行的因素出發(fā)，通過各種有效途徑及措施，全方面、有目的性的解決了影響發(fā)電機紐正常啟動運行的因素。

【關鍵詞】低溫 自動控制系統(tǒng) 溫度采集模塊自動調(diào)溫

1戶外低溫箱式自動化發(fā)電機組設計目的

隨著柴油發(fā)電機組應用領域的不斷拓展，城市建設的高速發(fā)展，人們對環(huán)境保護意識的提高。如何在低溫環(huán)境下保持機組的正常啟動？如何自動化控制發(fā)電機組？如何避免電站燃油泄漏對周圍環(huán)境的影響？如何降低電站的噪音對周圍環(huán)境的影響？如何確保電站在運行過程中的人身和設備安全？這些不僅是許多客戶所關心的問題，更是我們生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品進行研究開發(fā)所要解決的問題。

我國“三北”地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，區(qū)域遼闊。這些地區(qū)有一個共同特征就是冬季環(huán)境溫度比較低，最低溫度達到-40℃，在低溫環(huán)境下如何保持發(fā)電機組正常工作是這些地方所面臨的共同問題。

2戶外低溫箱式自動化發(fā)電機組的優(yōu)點

由于低溫環(huán)境對設備的影響，在設計戶外低溫自動化發(fā)電機組時，不能直接把常溫下所得到的經(jīng)驗和方法進行簡單移植。應該根據(jù)設備的低溫使用條件，在如何密閉箱體空間、如何保持箱體內(nèi)溫度、如何預熱機體、如何有效安全的保護設備等方面進行全面的考慮。低溫箱式自動化發(fā)電機組就是在其標準產(chǎn)品設計的基礎上，采取一些專項的技術改進措施，解決了低溫影響機組正常啟動的主要因素，使發(fā)電機組能夠在低溫環(huán)境下正常啟動，并保證機組自動、可靠、安全的運行。

3戶外低溫箱式自動化發(fā)電機組設計關鍵技術

機組低溫智能自主控制技術是一種適用于低溫環(huán)境下發(fā)電機組的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)設計具有較高自動化特性，其優(yōu)點在于其箱內(nèi)溫度調(diào)控系統(tǒng)。溫度調(diào)控系統(tǒng)包括用于采樣溫度信息的溫度采集模塊、處理信息的控制模塊PLC、執(zhí)行模塊加熱器和為系統(tǒng)供電的電源模塊，所述控制模塊PLC輸入連接所述溫度采集模塊，所述控制模塊PLC輸出控制連接執(zhí)行模塊燃油加熱器、機油加熱器、水加熱器、空氣加熱器等。

4戶外低溫箱式自動化發(fā)電機組自主控制系統(tǒng)

4.1自動進排風控制系統(tǒng)

根據(jù)遠程啟動信號的有無，啟動發(fā)電機組。機組自主控制單元接收到啟動信號有效，在執(zhí)行啟動命令前按程序預設時間打開風閥裝置，若風閥未打開，反饋信號給主控單元，主控單元自動報警并自鎖啟動回路，禁止機組啟動。機組在運行過程中，主控單元接收到遠程啟動信號失效，機組正常停機，按程序預設時間延時關閉風閥裝置，防止室內(nèi)形成負壓及有效排出有害氣體，風閥未關閉，主控單元自動報警提示。風閥工作電源采用機組蓄電池直流24V電源，無需外接動力。風閥關閉后，箱體形成密閉空間，有效的防止了箱外低溫氣體與箱內(nèi)高溫氣體的熱交換，降低了外界溫度對機組正常啟動的影響。

4.2自動加油控制系統(tǒng)

燃油箱油位在低油位時，油位信號反饋給主控單元，主控單元發(fā)出低油位報警，同時開啟加油裝置進行加油。油箱內(nèi)的油位到達高油位時，主控單元接收到油位反饋信號后，停止加油裝置。加油裝置電源使用機組發(fā)電電源，自動加油措施有效的防止了燃油少導致的機組停機，保證了機組連續(xù)運行的可靠。

4.3自動機體預熱控制系統(tǒng)

發(fā)動機本體上裝有多種類型的溫度傳感器，主控單元根據(jù)溫度傳感器采集的參數(shù)，與其內(nèi)部預先設定的溫度比較、分析、判斷。各傳感器溫度若沒達到主控單元內(nèi)部設定值，則主控單元輸出指令，分別控制各加熱裝置開啟工作。油溫傳感器用來判斷是否開啟機油加熱裝置;水溫傳感器用來判斷是否開啟水加熱裝置;進氣溫度傳感器用來判斷是否開啟空氣加熱裝置。各加熱裝置的有效開啟，降低了機油溫度、冷卻液溫度等對啟動的影響，有效的提高了機組正常啟動的成功率。

4.4自動艙門報警控制系統(tǒng)

艙門開啟會使箱外低溫氣體與箱內(nèi)高溫氣體交換，導致箱內(nèi)溫度下降，影響機組的啟動成功率和人員的安全。主控單元根據(jù)艙門位置狀態(tài)監(jiān)測判斷艙門是否關閉。艙門處于開啟狀態(tài)時，主控單元依據(jù)程序設定時間延時發(fā)出報警信號，提示艙門未關閉。艙門的有效關閉既減少了箱體內(nèi)外熱交換，又保護了設備和人員的安全。

4.5自動箱內(nèi)環(huán)溫控制系統(tǒng)

自動環(huán)溫控制系統(tǒng)采用了新型、智能溫度控制技術。箱內(nèi)預先設定需要達到的溫度，通過溫度采集模塊、控制模塊PLC、執(zhí)行模塊燃油加熱器、散熱器、恒溫閥等，使加熱設備工作狀態(tài)依據(jù)參數(shù)自動地按照預定的規(guī)律運行。主控單元接收到箱內(nèi)環(huán)境溫度采集模塊信息后，判斷當前環(huán)境溫度是否達到了預先設定的溫度。高于設定溫度，主控單元發(fā)出控制指令，停止加熱裝置;低于設定溫度，主控單元通過溫包感應環(huán)境溫度產(chǎn)生動作，控制執(zhí)行模塊燃油加熱器動作，恒溫閥自動調(diào)整流經(jīng)散熱器的熱水流量。環(huán)境溫度的調(diào)整有效的預防了溫度低而導致的冷卻液、機油和柴油的固化現(xiàn)象。

4.6其它自動控制系統(tǒng)

機組散熱器水箱裝有水位傳感器，水位低于某一刻度時，主控單元低水位報警，報警延時一定時間后，主控單元輸出停機指令，機組停機。低水位報警防止無水或者少水時損壞設備，安全有效的保護了設備。

5結(jié)論

戶外低溫箱式自動化發(fā)電機組把先進的工業(yè)技術理念、工業(yè)高端產(chǎn)品與發(fā)電機組控制有機的結(jié)合，使發(fā)電機組在特殊環(huán)境下的應用更加可靠、安全。低溫環(huán)境下的控制設計雖然起到了一定的作用，但是要達到預期要求還需要進行更多富有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)新工作，未來需完善一些技術細節(jié)，使得戶外型低溫箱式發(fā)電機組產(chǎn)品更加可靠、完美。