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应急用柴油发电机组的制作方法
摘要：应急用柴油发电机组的制作方法
应急用柴油发电机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应急电源，更具体地说，涉及一种应急用柴油发电机组。
背景技术：
在冶金工厂企业中，许多用户由于安全生产的需要，不能中断电力供应，如高炉冷却水系统，均热炉冷却及操作系统，港口应急生产及操作系统，能源介质控制系统等，作为电力中断后的应急电源，经常使用柴油发电机组。应急用的柴油发电机组必须能可靠起动，否则会产生严重的后果，如日本福岛的核泄漏事故就是因为应急柴油发电机受海水浸泡不能正常起动所造成的；另一方面，柴油发电机组起动后所提供的电源还必须满足用户应急负荷的动静态性能要求，否则后果也同·样严重。这个电源“动静态性能要求”可以用两个性能指标来衡量，一个是电压，一个是频率。由电力系统理论，我们知道电网的电压波动与用户的无功负载冲击成正比，与电网的短路容量成反比；电网的频率波动与用户的有功负载冲击成正比，与电网发电容量成反比。在电力系统中断并由应急柴油发电机供电时，可视作小电网供电。因为小电网的容量比较小，用户负载的冲击往往会影响到电源的供电电压和频率。关于电压，可以通过发电机的电压调节系统或外接无功补偿装置来进行相关调整，此技术不再描述。关于频率，国标GB/T15945-1995关于电网频率波动规定是大电网不得超过
O.2Hz，小电网不得超过O. 5Hz。但在实际应用中，小电网受到大功率冲击负载时，频率的波动常常超过O. 5Hzo作为应急电源，工厂企业通常采用如下三种技术UPS不间断供电电源技术，直流屏供电技术和柴油发电机技术。1)UPS不间断供电电源技术是利用蓄电池作为贮能体，通过整流逆变技术为用户提供合格的电源。UPS不间断供电电源容量小(一般不超过200KW)，供电时间短(一般不超过半小时)。这种技术强调的是“不间断”，适用于在电力系统中断时，需要电源不中断并能短时带动负载，以紧急完成数据备份或安全操作的计算机、DCS、PLC等系统。2)直流屏供电技术也是利用蓄电池作为贮能体，直接为用户提供直流电或通过逆变技术为负荷提供合格的交流电源。这种技术与UPS类同，但它更强调是“长时连续供电”，适用于紧急照明、行车停电保持、高压开关操作等用电量不大但需连续供电的场合。3)柴油发电机是利用柴油内燃机作为源动力拖动发电机发电的机组技术，广泛应用于工矿企业中，适用于大功率、平稳负荷、长时连续供电的场合。如高炉冷却水系统，均热炉冷却及操作系统，港口应急生产及操作系统，能源介质控制系统等。柴油机普遍采用废气涡轮增压器来提高功率。由于废气涡轮增压器的响应速度较差，使得机组的瞬态调速特性难以适应“突加”负荷为特征的冲击负荷。在这种情况下，为控制柴油发电机组输出的频率和电压变化在用户要求范围内，常规的办法是加大机组的额定发电容量来应对(电网的频率波动与用户的有功负载冲击成正比，与电网发电容量成反比)。例如，在某知名公司的投票文件中，针对平均功率在IOM左右，冲击功率在6M左右的负载，要达到用户所需的电压波动不超过7%、频率波动不超过3%要求，如果不采用本技术，则至少需要将柴油发电机容量增加30%。这种方式将极大地增加供配电系统投资成本。为此，在应急柴油发电机系统中，提高柴油发电机供电电源抗冲击负载的能力，减小用户冲击负载引起的频率波动，是目前迫切需要解决的技术问题。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种应急用柴油发电机组，以此减少冲击性负 载引起的机组输出频率波动。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案该应急用柴油发电机组包括发电机和柴油内燃机，在所述的发电机和柴油内燃机之间还连接设有一飞轮储能机构，飞轮储能机构一端通过联轴器与柴油内燃机的输出轴相连，另一端通过联轴器与发电机的输入轴相连。所述的飞轮储能机构包括飞轮、飞轮轴和轴承座，飞轮轴与飞轮过盈配合，轴承座通过轴承设于飞轮轴上。所述的飞轮储能机构与柴油内燃机的输出轴相连的联轴器为高弹性联轴器，高弹性联轴器与飞轮轴之间通过键相固定。所述的轴承座设于飞轮与高弹性联轴器之间。在上述技术方案中，本实用新型的应急用柴油发电机组包括发电机和柴油内燃机，在所述的发电机和柴油内燃机之间还连接设有一飞轮储能机构，飞轮储能机构一端通过联轴器与柴油内燃机的输出轴相连，另一端通过联轴器与发电机的输入轴相连。在整个发电机组启动后，当外部负载为平稳负荷时，飞轮跟随内燃机输出轴一起旋转，储备能量；当外部存在冲击性负载时，飞轮释放或吸收能量，以此减少冲击性负载引起的机组输出频率波动。
图I是本实用新型的应急用柴油发电机组的结构示意图；图2是本实用新型的飞轮储能机构的结构立体图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图I 图2所示，本实用新型的应急用柴油发电机组10包括发电机11和柴油内燃机12，在所述的发电机11和柴油内燃机12之间还连接设有一飞轮储能机构13，飞轮储能机构13 —端通过联轴器14a与柴油内燃机12的输出轴相连，另一端通过联轴器14b与发电机11的输入轴相连。该飞轮储能机构13的飞轮惯量大小与负载冲击及柴油发电机11组本身的动态响应时间相适用，用于出现大功率冲击性负载时释放或吸收能量，以此减少冲击性负载引起的机组输出频率波动。具体结构为所述的飞轮储能机构13包括飞轮131、飞轮轴132和轴承座133，飞轮轴132与飞轮131过盈配合，轴承座133通过轴承134设于飞轮轴132上。所述的飞轮131储能机构13与柴油内燃机12的输出轴相连的联轴器14b为高弹性联轴器，高弹性联轴器与飞轮轴132之间通过键135相固定。所述的轴承座133设于飞轮131与高弹性联轴器14之间。本实用新型的应急用柴油发电机11组的工作原理如下在整个发电机11组启动后，当外部负载为平稳负荷时，飞轮131跟随内燃机输出轴一起旋转，储备能量，当外部存在冲击性负载时，并不额外提高发电机11组容量或限制负载冲击大小，而是以飞轮131为缓冲体，释放或吸收能量，以延缓负载冲击的动态过程。飞轮131储能的控制目标是在用户突加负载Λ P时，柴油发动机组在瞬态反应滞后时间t0内，通过飞轮131的能量释放，将机组频率下降的AfO幅度控制在用户所期望的fmax-fmin 范围内。飞轮131惯量大小与其它技术数据的关系为飞轮131惯量的大小与冲击负载的平均功率大小成正比，与柴油机瞬态反应滞后时间成正比，与用户允许的频率波动大小的平方成反比，与柴油发电机11组本身的惯量成互补关系。采用本实用新型的柴油发电机11组作为大功率冲击性负载的应急电源，无需因为大功率冲击性负载的原因而增加柴油发电机11组的发电容量，通过飞轮131的储能以及用于出现大功率冲击性负载时的释放或吸收能量，以此减少冲击性负载引起的机组输出频率波动，效果十分明显。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种应急用柴油发电机组，包括发电机和柴油内燃机，其特征在于 在所述的发电机和柴油内燃机之间还连接设有一飞轮储能机构，飞轮储能机构一端通过联轴器与柴油内燃机的输出轴相连，另一端通过联轴器与发电机的输入轴相连。
2.如权利要求I所述的应急用柴油发电机组，其特征在于 所述的飞轮储能机构包括飞轮、飞轮轴和轴承座，飞轮轴与飞轮过盈配合，轴承座通过轴承设于飞轮轴上。
3.如权利要求2所述的应急用柴油发电机组，其特征在于 所述的飞轮储能机构与柴油内燃机的输出轴相连的联轴器为高弹性联轴器，高弹性联轴器与飞轮轴之间通过键相固定。
4.如权利要求3所述的应急用柴油发电机组，其特征在于 所述的轴承座设于飞轮与高弹性联轴器之间。
专利摘要本实用新型公开了一种应急用柴油发电机组，该发电机组包括发电机和柴油内燃机，在所述的发电机和柴油内燃机之间还连接设有一飞轮储能机构，飞轮储能机构一端通过联轴器与柴油内燃机的输出轴相连，另一端通过联轴器与发电机的输入轴相连。在整个发电机组启动后，当外部负载为平稳负荷时，飞轮跟随内燃机输出轴一起旋转，储备能量；当外部存在冲击性负载时，飞轮释放或吸收能量，以此减少冲击性负载引起的机组输出频率波动。
