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上海水泵集团技术之燃料系统

汽油  汽油不仅过去而且现在一直是主要燃料,备用发动机和间断运行的发动机都使用它。由于火花式点火系统的成就,使以汽油作为主要燃料的内燃机扩大了动力方面的应用。应用汽化器将汽油这种挥发性液体,按一定比例与空气进行机械混合形成易燃混合物。商售汽油的平均热值为19000英热单位/磅(btu/1b)。汽油的运输与管理都比较容易,与气体燃料不同,它不需要加压贮藏也不需要调压装置。汽油发动机的起动性能良好,运行状态也颇令人满意。对于大功率发动机,当前炼油厂的生产管理可以生产出与其运行条件相适应的燃料。

与其它燃料相比,汽油尚有一些不足之处因而影响了对它的使用。当使用少量的汽油时很安全也很容易管理,但大量使用汽油时,就会感到价格昂贵而且会发生危险。汽油是很不稳定的,

图1典型的天然气燃料供给系统(沃克夏电机公司)

贮存中由于采用了树胶或树脂,过一段时间会发生凝结变质现象,产生水分等,对正常运行是极为不利的。因为系统难免会有泄漏,所以有着火的危险。最后,汽油的增产与分配情况确定了增加税收的目标,因此从经济观点来考虑,在很多设备上大量应用汽油是会受到限制的。

气体燃料  气体燃料系统使用天然气,液化石油气或沼气。像汽油发动机一样,可以采用简单的手工操作供气系统,也可以采用精心设计的自动化控制系统。气体的汽化系统,基本上包括汽化器和装在发动机上的压力调节器。像供水系统一样,气体分配系统必须有一定的压力和流量,因此机器需要一个就地压力调节器。该调节器的特性取决于对气体的分析,发动机气缸的排量,调速范围,以及就地调节情况等。图1示出一种典型的气体燃料系统。通常地区性压力调节器归供气公司管辖。在大多数情况下,简单的就地压力调节器是完全必要的,但时常会出现问题。比如,将来又要在该处安装大型的作间歇运行的燃气装置,进行气体压力调节会使用气量少的小型发动机点火困难,即发生两者势不相容的现象。单级调节器装置在离开发动机有一定距离的地方会给发动机的起动造成困难,因为在满流量下发动机入口处的吸气真空度是不够的。为了解决这一问题,可将调节器的初始压力调整得稍高一点,以便使所有的发动机装置的燃料供应都十分有效。

天然气的平均热值为800~1000英热单位/英尺3。商售丁烷的热值为2950英热单位/英尺3,丙烷为3370英热单位/英尺3。商售液化石油气燃料是上述两种燃料的混合物,其热值因二者的混合比不同而异。

液化石油气燃料采用机械压缩的办法来取得,配给与操作办法必须与调节方式相一致。天然气的供气压力适中,一般不超过50磅/英寸2,而液化石油气为液态,春夏季节压力可高达200磅/英寸2。此外,液化石油气必须有辅助加热设备将液体变为蒸汽后方能应用。参看图2。

图2典型的液化石油气燃料系统(沃克夏电机公司)

作为一种自然的工艺过程,在近代废物处理工厂里,沼气可以在沼气发生池里产生出来。沼气与天然气的基本性质相同,它含有大约65~70%的甲烷。其热值为550~700英热单位/英尺3。发动机的汽化系统基本上与天然气所用的相同。液化石油气中含有惰性物质,特别是硫化氢或自由态硫,在有游离态水份或由于燃烧的结果而出现湿汽的情况下,会产生成亚硫酸,酸有腐蚀性会损坏发动机的气门,活塞以及气缸壁等。发动机允许每100立方英尺有10到30克的硫存在,大于这个数值就需要设置一个过滤系统来除去硫和水分。

柴油  很多年以来,柴油发动机就已用于大功率动力系统中,其建设费用由于柴油的成本低廉而被公认为是可行的。柴油发动机的燃料经济性良好,转矩特性适宜是它被广泛应用的重要因素。柴油有独特的防火的优点,与其它燃料不同它不会形成有危险的可燃蒸汽。可是,仍然要设置良好的过滤系统,否则燃料的污染会对精密设计的注油系统造成麻烦。

商售柴油是将原油中易挥发部分移除后的剩余产物。一般热值为19000英热单位/磅。在柴油机中,燃料在压缩冲程的末尾以雾化状态注入到气缸里,压缩冲程产生的高温足以点燃柴油而勿需使用任何点火装置。虽然不同柴油机厂家的供油系统有所差别,但其基本零件却是相同的。

大型柴油机的设计,要考虑到可以在双重供油系统下工作。发动机在点火起动期间靠气体燃料运行,同时注入少量柴油。在抛开气体燃料供应之后,发动机就变成百分之百地使用柴油。

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