王喜飛 張寧 時(shí)磊

摘要：隨著我國對(duì)大功率用高原用柴油機(jī)組的需求日益增長，對(duì)大功率柴油機(jī)的設(shè)計(jì)從沒有間斷，而對(duì)大功率柴油機(jī)試驗(yàn)由于試驗(yàn)條件的限制，必須到野外條件進(jìn)行試驗(yàn)。本文從影響大功率試驗(yàn)的技術(shù)保障和人員保障兩方面進(jìn)行探討。

Abstract： With the increasing demand for large-power plateau diesel gen-sets in China.The design of large power diesel engine has never been interrupted， but the test of large power diesel engine is limited by the test conditions，it must be tested in field conditions.This paper discusses the technical support and personnel support which influence the high power test.

關(guān)鍵詞：大功率柴油機(jī);保障;試驗(yàn)場地;低溫;高原

Key words： high-power diesel engine;guarantees;test site;low temperature;plateaus

中圖分類號(hào)：U464.172? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）16-0020-02

0? 引言

我國幅員遼闊，整個(gè)陸地板塊東低西高，陸地面積海拔1000米以上約占58%，隨著我國電力、電信、移動(dòng)、網(wǎng)通的加大建設(shè)與投入需要，對(duì)大功率用高原用柴油機(jī)組的需求日益增長，因而對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行高原性適應(yīng)性設(shè)計(jì)并對(duì)發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。目前國內(nèi)針對(duì)小功率用高原發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)的試驗(yàn)多數(shù)通過模擬高原環(huán)境試驗(yàn)室進(jìn)行，目前已知的環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)?zāi)芰ψ畲笾荒茏龅?00kW，針對(duì)1000kW以上大功率柴油機(jī)器由于試驗(yàn)場地條件的限制，并未有專門的試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，為驗(yàn)證大功率高原柴油機(jī)組用柴油機(jī)，必須到野外環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)。

由于高原野外環(huán)境的惡劣，大功率柴油機(jī)試驗(yàn)前，需要考慮影響試驗(yàn)進(jìn)行的環(huán)境條件因素，采取一定的措施，來保障試驗(yàn)順利進(jìn)行。高原環(huán)境條件[1-3]如表1所示。

從表1可以看出，在高原環(huán)境條件，隨著海拔高度越高，大氣壓力、空氣密度、空氣含氧量、水沸點(diǎn)等呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

本文從影響試驗(yàn)進(jìn)行的因素和保障兩個(gè)方面進(jìn)行討論。

1? 影響試驗(yàn)主要因素[4-5]

1.1 試驗(yàn)場地

由于高原環(huán)境條件下，并沒有大功率柴油機(jī)試驗(yàn)室對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn)，因此在露天的野外進(jìn)行試驗(yàn)，因此需選擇滿足試驗(yàn)條件合適的場地。試驗(yàn)場地的選擇需要考慮附近有無人員居住，是否具備柴油機(jī)運(yùn)行的油水電等基礎(chǔ)設(shè)施，需要考慮雨雪、風(fēng)沙等環(huán)境以及是否具備起吊和運(yùn)輸?shù)纫蛩?。一般試?yàn)場地比較空曠，如圖1所示。

1.2 低溫

隨著環(huán)境溫度的降低，有以下幾個(gè)方面影響柴油機(jī)的運(yùn)行：①柴油機(jī)機(jī)油粘度增加，流動(dòng)性變差，從而柴油機(jī)啟動(dòng)阻力矩增大;②氣缸內(nèi)壓縮空氣溫度達(dá)不到點(diǎn)燃溫度，且氣缸內(nèi)壓縮空氣的壓力也明顯低于正常啟動(dòng)時(shí)所要求的壓力;③隨著溫度的降低，蓄電池輸出能力降低，但是啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)蓄電池的放電電流很大，從而使蓄電池的端電壓及容量下降很快，導(dǎo)致起動(dòng)電機(jī)無力拖動(dòng)柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)或不能達(dá)到最低啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，使柴油機(jī)難以著火運(yùn)轉(zhuǎn);④冷卻水隨著溫度的降低會(huì)導(dǎo)致結(jié)冰，無法正常流動(dòng)，影響柴油機(jī)的散熱;⑤燃油霧化不良。氣溫低時(shí)，柴油的黏度增加，造成燃油霧化不良，噴入燃燒室的柴油不能很好地與空氣混合，不能充分燃燒，而以白煙的形式排出機(jī)外。

1.3 低大氣壓、低空氣密度

隨著大氣壓力的降低，有以下幾個(gè)方面影響柴油機(jī)的運(yùn)行：①柴油機(jī)冷卻水的沸點(diǎn)降低，最后柴油機(jī)的開展時(shí)柴油機(jī)的到滿負(fù)荷運(yùn)行，柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)容易產(chǎn)生“開鍋”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)的散熱，使柴油機(jī)的散熱器效果變差。②由于低氣壓、低空氣密度的產(chǎn)生，試驗(yàn)人員可能會(huì)伴隨高原反應(yīng)的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致人員無法操作試驗(yàn)設(shè)備。③柴油機(jī)空氣稀薄，無法充分與燃油進(jìn)行充分混合燃燒，會(huì)出現(xiàn)冒黑煙。

1.4 試驗(yàn)人員

多數(shù)試驗(yàn)人員由于長期生活在平原地區(qū)，因此到高原上面的容易出現(xiàn)高原反應(yīng)，如會(huì)出現(xiàn)缺氧胸悶氣短、食欲不振、腹?jié)q、腹瀉或便秘、上腹疼痛，并且人員的血壓和脈搏會(huì)比平原地區(qū)高，會(huì)出現(xiàn)大腦缺氧，出現(xiàn)情緒緊張、易激動(dòng)、繼而出現(xiàn)頭痛、頭暈失眠、健忘等癥狀。因而試驗(yàn)人員的選擇也是非常重要的，患有心臟病、血液病和腦血管病的;患有各類的呼吸系統(tǒng)疾病的;曾有過高原病癥的，如高原水腫、高原腦水腫、高原心臟病等;患有嚴(yán)重感冒、發(fā)燒或者呼吸道感染的;如多具有上述癥狀的是不可以去高原的。

總而言之，為保障試驗(yàn)的進(jìn)行，試驗(yàn)人員的健康也是影響試驗(yàn)進(jìn)展的關(guān)鍵因素。

2? 保障

2.1 技術(shù)保障

2.1.1 試驗(yàn)臺(tái)架

由于適合大功率柴油機(jī)的試驗(yàn)場地附件，一般附件無人員居住，并且不具備柴油機(jī)運(yùn)行的油水電等基礎(chǔ)設(shè)施，因此需要將建造試驗(yàn)臺(tái)架，需考慮試驗(yàn)并未長久進(jìn)行，建造大功率柴油機(jī)用水利測功器的試驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)，成本高，因此建造可移動(dòng)簡易試驗(yàn)臺(tái)架，是最優(yōu)辦法。簡易試驗(yàn)臺(tái)位設(shè)計(jì)從如下幾個(gè)方面考慮：

①大功率柴油機(jī)必須成套為發(fā)電機(jī)組，并用干式負(fù)載消耗所產(chǎn)生的電力。

②大功率柴油機(jī)用冷卻需用電動(dòng)散熱器進(jìn)行冷卻，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要防止低氣壓下“開鍋現(xiàn)象”產(chǎn)生。

③由于大功率柴油機(jī)的試驗(yàn)需要用電，必須考慮所有用電設(shè)備負(fù)荷，準(zhǔn)備一臺(tái)滿足負(fù)荷使用發(fā)電機(jī)組為電設(shè)備提供電力。

④大功率柴油機(jī)用起動(dòng)用蓄電池需選擇耐低溫蓄電池，防止起動(dòng)用電不足。

⑤油箱的容量設(shè)計(jì)需要考慮柴油機(jī)的燃油消耗量，容量必須保證試驗(yàn)的正常進(jìn)行。

⑥由于試驗(yàn)人員在高原中無法進(jìn)行重體力勞動(dòng)，所有設(shè)備之間連接簡單容易。

綜上所述，試驗(yàn)臺(tái)架是一個(gè)考慮油水電的等設(shè)備的綜合裝置，是保障試驗(yàn)進(jìn)行的必要條件。簡單的試驗(yàn)系統(tǒng)的連接示意圖如圖2所示。

2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)輸

由于適合大功率柴油機(jī)的試驗(yàn)場地附近，一般不具備移動(dòng)式大重量的起吊設(shè)備，因此所有參試設(shè)備需要在車輛中進(jìn)行，因而運(yùn)輸車輛的選擇比較重要。車輛的選擇或者改造需要從如下幾個(gè)方面考慮：

①從工廠到試驗(yàn)場地的運(yùn)輸路途中的超重、超寬限制等因素。

②柴油機(jī)運(yùn)行過程的振動(dòng)較大，需要考慮柴車輛底盤的承受能力。

③需要考慮試驗(yàn)場地的下雨和下雪天氣，在運(yùn)輸車輛中進(jìn)行防止雨雪設(shè)計(jì)。

2.1.3 燃油、冷卻水、機(jī)油

試驗(yàn)場地的環(huán)境溫度，影響柴油機(jī)用燃油、冷卻液、機(jī)油的選用，因此在考慮試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度，通過選擇適合環(huán)境溫度的燃油、冷卻液、機(jī)油，來滿足柴油機(jī)的正常運(yùn)行。

2.2 人員保障

由于試驗(yàn)場地多數(shù)在附近并無人居住，為防止有人員在出現(xiàn)高原反應(yīng)，影響試驗(yàn)的進(jìn)行，必須從試驗(yàn)人員準(zhǔn)備和物資保障兩方面進(jìn)行考慮。

試驗(yàn)人員的準(zhǔn)備：

①出發(fā)前需要禁止喝酒和參加必要的體育鍛煉。

②出發(fā)前使用一些預(yù)防高原反應(yīng)藥物。

③初到高原時(shí)，防止感冒和重體力勞動(dòng)。

④在高原時(shí)，多吃蔬菜和水果、多喝水。

⑤需準(zhǔn)備后備試驗(yàn)人員。

由于試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)地區(qū)不熟悉，為保證人員的吃飯和睡覺以及人員安全問題，必需尋找當(dāng)?shù)厝藛T做為后勤保證。

3? 結(jié)論

針對(duì)高原用大功率柴油機(jī)，不僅需要考慮高原環(huán)境對(duì)柴油機(jī)柴油機(jī)的影響，進(jìn)行柴油機(jī)高原適用性設(shè)計(jì)，還需要考慮大功率柴油機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)高原環(huán)境條件。

大功率柴油機(jī)高原試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)一般從低氣壓、低溫、低含氧量、試驗(yàn)場地、車輛運(yùn)輸?shù)葘?duì)試驗(yàn)人員及對(duì)參試設(shè)備的方面考慮，通過技術(shù)保障和人員保障兩個(gè)方面來確保高原試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

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