鐘波 秦建 謝小楊

【摘要】針對(duì)高原高寒條件下移動(dòng)電站使用實(shí)際，分析了該條件下使用對(duì)移動(dòng)電站帶來的影響，提出了電站在設(shè)計(jì)時(shí)相應(yīng)的改進(jìn)措施，并對(duì)具體的使用保養(yǎng)過程提出了相關(guān)建議和對(duì)策，為該條件下電站的使用過程提供了有益思考。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)電站；高原高寒條件；使用對(duì)策

The impact and countermeasures of the power station using under the high altitude and cold condition

Zhong Bo1，Qin Jian1，Xie Xiao-yang2

（1.Command Institute of Engineering CorpsXuzhouJiangsu221004；

2.Troop No.71897 of PLAXinyangHenan464194）

【Abstract】Aiming at the using actual of the power station under the high altitude and cold condition， the paper analyzes the effects of using under this condition， puts forward the corresponding improvement measures during the design， and proposes the useful suggestions and countermeasures in the specific maintenance process， which provides the useful thinking for the use of power station under this condition.

【Key words】Power station；High altitude and cold condition；Using countermeasures

移動(dòng)電站，作為野戰(zhàn)條件下提供電力供應(yīng)保障的重要來源，是工程兵遂行多樣化保障任務(wù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。高原高寒地區(qū)氣壓較高、氣溫較低、晝夜溫差較大，為此，必須根據(jù)該條件對(duì)移動(dòng)電站工作帶來的影響，有針對(duì)性地采取相應(yīng)措施，保障電站的正常運(yùn)行，提高其使用效能。

1. 高原高寒條件對(duì)移動(dòng)電站的影響

高原高寒條件由于其環(huán)境特點(diǎn)，在電站使用過程中不僅對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況會(huì)產(chǎn)生較大影響，造成輸出功率降低；同時(shí)也將對(duì)發(fā)電機(jī)和相關(guān)電氣設(shè)備產(chǎn)生較大影響，造成性能下降，從而帶來整個(gè)電站運(yùn)行狀況和使用效能的變化，影響電力供應(yīng)的正常進(jìn)行。

1.1內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)困難。

在高原高寒條件下，尤其當(dāng)氣溫低于-20℃時(shí)。蓄電池電解液粘度變大，不易滲人極板內(nèi)部，端電壓和容量急劇下降，例如：6-Q-175型蓄電池從15℃降至-37℃時(shí)，其電解液粘度會(huì)下降大約60%，平均電解液溫度降低大約20%，容量下降約1.3%，內(nèi)阻卻會(huì)增加約10%。同時(shí)，由于低溫燃油霧化效果差，使可燃混合氣不容易達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的工況要求，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。

1.2發(fā)動(dòng)機(jī)效率變化。

一是發(fā)動(dòng)機(jī)油耗上升、功率下降。電站在高原高寒地區(qū)運(yùn)行時(shí)，由于其發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量減少，必然會(huì)帶來燃油消耗量增加，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也會(huì)有所下降。一般而言，海拔高度每升高1000m，柴油機(jī)的功率將下降7%～10%，汽油機(jī)功率下降9%～14%。二是發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷增加、冒黑煙。高原高寒地區(qū)由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中進(jìn)氣量減少，且空氣中含氧量較低，因此，會(huì)帶來燃油燃燒不充分，未燃燒的燃料隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排出，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)冒出大量的黑煙，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度將會(huì)上升。一般情況下，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在噴油量不變的前提下，海拔高度每升高1000m，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度將升高約20～30℃。

1.3電氣設(shè)備性能變化。

（1）由于高原高寒地區(qū)溫度較低、晝夜溫差較大，因此，電站在使用時(shí)其電氣設(shè)備必然會(huì)產(chǎn)生一定影響，電氣性能將發(fā)生相應(yīng)變化。一是發(fā)電機(jī)、蓄電池輸出電壓降低，輸出容量減少。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)燃油燃燒性能下降，使其功率輸出有所降低，由此，電站的發(fā)電電壓也有相應(yīng)降低；同時(shí)，蓄電池對(duì)溫度變化也較敏感，溫度過低，電池化學(xué)反應(yīng)趨緩、電池容量降低，輸出電壓也有所降低。二是電子元件、電氣線路電氣性能降低。三是所有電氣設(shè)備機(jī)械性能降低。這些都將帶來電站使用保障性能的降低。

（2）此外，由于該條件下氣壓低、氣溫低，使得發(fā)電機(jī)燃油燃燒質(zhì)量變差，發(fā)熱量增加。因此，在使用過程中對(duì)電站相關(guān)運(yùn)行材料也提出了較高要求。

2. 高原高寒條件對(duì)移動(dòng)電站改進(jìn)的思考

環(huán)境溫度對(duì)柴油的蒸發(fā)、形成可燃混合氣、著火反應(yīng)乃至整個(gè)燃燒過程都有著重大的影響。除了采用渦輪增加技術(shù)，在內(nèi)燃機(jī)上裝置增壓器外，還要采取其他技術(shù)改進(jìn)措施，提高移動(dòng)電站高原高寒條件下的電力保障能力。

（1）采用綜合起動(dòng)加熱器。

為了提高柴油機(jī)在極低溫度（-30～50℃）冷起動(dòng)的可靠性，同時(shí)減少起動(dòng)磨損，應(yīng)采用綜合起動(dòng)加熱器，同時(shí)還應(yīng)增加手油泵加壓裝置，并改造電瓶增加保溫等措施，提高柴油機(jī)低溫起動(dòng)性能。

（2）解決裝備冷卻問題。

采用對(duì)水箱加壓、調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和幾何參數(shù)的辦法解決因柴油機(jī)增壓產(chǎn)生的熱負(fù)荷升高和因高原散熱能力下降引起的溫度升高而難以冷卻的問題，提高柴油機(jī)的可靠性。

（3）選用適應(yīng)性好的材料。

對(duì)空氣濾清器、金屬材料、低溫橡膠件以及傳動(dòng)油料和潤滑油料要做認(rèn)真的選擇，使這些零配件、油料能滿足高原寒冷、大風(fēng)雪、冰雹、酷曬等惡劣氣候環(huán)境的要求。

（4）加裝除塵輸助裝置。

高原高寒地區(qū)除了溫度較低以外，每年的風(fēng)沙情況也較為普遍。為了適應(yīng)除塵要求，利用預(yù)濾器的離心力將空氣中的沙塵分離，同時(shí)可在排氣消音器上安裝排氣引射管（與粗濾器相連，自動(dòng)排塵），將空濾器內(nèi)灰塵自動(dòng)排出。在條件允許情況下，可對(duì)空濾器粗濾及細(xì)濾芯均作相應(yīng)改進(jìn)，提高其防塵能力。

3. 高原高寒條件對(duì)移動(dòng)電站使用建議

移動(dòng)電站在高原高寒地區(qū)運(yùn)行主要解決發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難、效率下降、散熱不良、易產(chǎn)生積炭和膠化、耗油量增加、電源性能降低等問題。因此，該地區(qū)移動(dòng)電站除了采用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，使用寒冷性能好的柴油和寒區(qū)稠化機(jī)油，配用高低溫性能較好的蓄電池等方法外，還必須采取相應(yīng)措施，保障裝備可靠工作和正常供電。

（1）改善發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)條件。

第一，可適當(dāng)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)提前供油角度，改善燃燒狀況和補(bǔ)償功率。經(jīng)試驗(yàn)，提前供油角度調(diào)整的規(guī)律為：在海拔2000～3000m時(shí)，應(yīng)增大2～3°，在海拔3500～5000m時(shí)，應(yīng)增大3～4°。第二，可改善發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)性能。一是使用含氧燃料提高起動(dòng)性，可將乙醚或其他含氧化合物用噴槍噴入進(jìn)氣管，使其吸入氣缸，促使首次點(diǎn)火。二是以補(bǔ)充氧氣法提高起動(dòng)性，將氧氣袋口對(duì)準(zhǔn)空氣濾清器旋風(fēng)管，改善混合氣的燃燒條件，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性。三是以沖淡機(jī)油法提高起動(dòng)性和保證起動(dòng)時(shí)的潤滑，即在機(jī)油中注人少量汽油（比例100：1為宜），爾后攪勻，可增加機(jī)油的流動(dòng)性，減少起動(dòng)阻力矩。

（2）加強(qiáng)電站維護(hù)保養(yǎng)。

加強(qiáng)移動(dòng)電站的維護(hù)保養(yǎng)，維護(hù)的部位主要是空氣濾清器、化油器、火花塞、白金、發(fā)電機(jī)等?？諝鉃V清器應(yīng)當(dāng)每天或在受到風(fēng)沙襲擊時(shí)，進(jìn)行一次清洗。清洗完后，要在濾網(wǎng)上涂一層機(jī)油，以加強(qiáng)濾清效果?；推髅刻烨逑匆淮?，清除沙子，注意主導(dǎo)孔不要被堵塞?；鸹ㄈ咳烨逑匆淮?，主要是清除電極之間的積炭。白金每天檢查一次，主要是檢查其間隙和觸點(diǎn)有沒有被燒毀，要用細(xì)砂紙輕輕打磨平。發(fā)電機(jī)每天要檢查一次，主要是看炭刷有沒有磨損，轉(zhuǎn)子和定子之間有沒有因進(jìn)入沙子而磨開和短路。同時(shí)，還應(yīng)經(jīng)常注意對(duì)蓄電池進(jìn)行保溫。

（3）采用含氧添加劑。

由于燃料中的氧在燃燒中能起到自供氧作用，因此，在柴油中添加含氧添加劑可以有效改善柴油機(jī)的性能和排放。長時(shí)間的使用過程發(fā)現(xiàn)，在電站柴油中添加10%～15%的碳酸二甲酯（DMC）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率基本維持不變，而煙度可以降低40%～50%，同時(shí)熱效率可提高3%。

不同地區(qū)高原高寒環(huán)境由于條件不同，操作人員素質(zhì)不一，對(duì)移動(dòng)電站的使用過程所產(chǎn)生的影響也有所不同，為此，除了應(yīng)著重把握以上使用保養(yǎng)相關(guān)建議以外，在具體使用過程中還應(yīng)結(jié)合本地實(shí)際注意總結(jié)和歸納，并從原理上去研究分析，提出針對(duì)性和科學(xué)性操作使用方法，提高電站的電力保障效能。