高原高寒条件对移动电站使用的影响及对策

钟波 秦建 谢小杨

【摘要】针对高原高寒条件下移动电站使用实际，分析了该条件下使用对移动电站带来的影响，提出了电站在设计时相应的改进措施，并对具体的使用保养过程提出了相关建议和对策，为该条件下电站的使用过程提供了有益思考。

【关键词】移动电站；高原高寒条件；使用对策

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

移动电站，作为野战条件下提供电力供应保障的重要来源，是工程兵遂行多样化保障任务的重要物质基础。高原高寒地区气压较高、气温较低、昼夜温差较大，为此，必须根据该条件对移动电站工作带来的影响，有针对性地采取相应措施，保障电站的正常运行，提高其使用效能。

1. 高原高寒条件对移动电站的影响

高原高寒条件由于其环境特点，在电站使用过程中不仅对其发动机的使用情况会产生较大影响，造成输出功率降低；同时也将对发电机和相关电气设备产生较大影响，造成性能下降，从而带来整个电站运行状况和使用效能的变化，影响电力供应的正常进行。

1.1内燃机启动困难。

在高原高寒条件下，尤其当气温低于-20℃时。蓄电池电解液粘度变大，不易渗人极板内部，端电压和容量急剧下降，例如：6-Q-175型蓄电池从15℃降至-37℃时，其电解液粘度会下降大约60%，平均电解液温度降低大约20%，容量下降约1.3%，内阻却会增加约10%。同时，由于低温燃油雾化效果差，使可燃混合气不容易达到发动机启动的工况要求，从而造成发动机启动困难。

1.2发动机效率变化。

一是发动机油耗上升、功率下降。电站在高原高寒地区运行时，由于其发动机的进气量减少，必然会带来燃油消耗量增加，同时发动机的功率也会有所下降。一般而言，海拔高度每升高1000m，柴油机的功率将下降7%～10%，汽油机功率下降9%～14%。二是发动机热负荷增加、冒黑烟。高原高寒地区由于发动机运行过程中进气量减少，且空气中含氧量较低，因此，会带来燃油燃烧不充分，未燃烧的燃料随着发动机的废气排出，发动机会冒出大量的黑烟，同时发动机的排气温度将会上升。一般情况下，增压发动机在喷油量不变的前提下，海拔高度每升高1000m，发动机的排气温度将升高约20～30℃。

1.3电气设备性能变化。

（1）由于高原高寒地区温度较低、昼夜温差较大，因此，电站在使用时其电气设备必然会产生一定影响，电气性能将发生相应变化。一是发电机、蓄电池输出电压降低，输出容量减少。发动机工作时燃油燃烧性能下降，使其功率输出有所降低，由此，电站的发电电压也有相应降低；同时，蓄电池对温度变化也较敏感，温度过低，电池化学反应趋缓、电池容量降低，输出电压也有所降低。二是电子元件、电气线路电气性能降低。三是所有电气设备机械性能降低。这些都将带来电站使用保障性能的降低。

（2）此外，由于该条件下气压低、气温低，使得发电机燃油燃烧质量变差，发热量增加。因此，在使用过程中对电站相关运行材料也提出了较高要求。

2. 高原高寒条件对移动电站改进的思考

环境温度对柴油的蒸发、形成可燃混合气、着火反应乃至整个燃烧过程都有着重大的影响。除了采用涡轮增加技术，在内燃机上装置增压器外，还要采取其他技术改进措施，提高移动电站高原高寒条件下的电力保障能力。

（1）采用综合起动加热器。

为了提高柴油机在极低温度（-30～50℃）冷起动的可靠性，同时减少起动磨损，应采用综合起动加热器，同时还应增加手油泵加压装置，并改造电瓶增加保温等措施，提高柴油机低温起动性能。

（2）解决装备冷却问题。

采用对水箱加压、调整风扇转速和几何参数的办法解决因柴油机增压产生的热负荷升高和因高原散热能力下降引起的温度升高而难以冷却的问题，提高柴油机的可靠性。

（3）选用适应性好的材料。

对空气滤清器、金属材料、低温橡胶件以及传动油料和润滑油料要做认真的选择，使这些零配件、油料能满足高原寒冷、大风雪、冰雹、酷晒等恶劣气候环境的要求。

（4）加装除尘输助装置。

高原高寒地区除了温度较低以外，每年的风沙情况也较为普遍。为了适应除尘要求，利用预滤器的离心力将空气中的沙尘分离，同时可在排气消音器上安装排气引射管（与粗滤器相连，自动排尘），将空滤器内灰尘自动排出。在条件允许情况下，可对空滤器粗滤及细滤芯均作相应改进，提高其防尘能力。

3. 高原高寒条件对移动电站使用建议

移动电站在高原高寒地区运行主要解决发动机起动困难、效率下降、散热不良、易产生积炭和胶化、耗油量增加、电源性能降低等问题。因此，该地区移动电站除了采用增压发动机，使用寒冷性能好的柴油和寒区稠化机油，配用高低温性能较好的蓄电池等方法外，还必须采取相应措施，保障装备可靠工作和正常供电。

（1）改善发动机起动条件。

第一，可适当调整发动机提前供油角度，改善燃烧状况和补偿功率。经试验，提前供油角度调整的规律为：在海拔2000～3000m时，应增大2～3°，在海拔3500～5000m时，应增大3～4°。第二，可改善发动机低温起动性能。一是使用含氧燃料提高起动性，可将乙醚或其他含氧化合物用喷枪喷入进气管，使其吸入气缸，促使首次点火。二是以补充氧气法提高起动性，将氧气袋口对准空气滤清器旋风管，改善混合气的燃烧条件，提高发动机的起动性。三是以冲淡机油法提高起动性和保证起动时的润滑，即在机油中注人少量汽油（比例100：1为宜），尔后搅匀，可增加机油的流动性，减少起动阻力矩。

（2）加强电站维护保养。

加强移动电站的维护保养，维护的部位主要是空气滤清器、化油器、火花塞、白金、发电机等。空气滤清器应当每天或在受到风沙袭击时，进行一次清洗。清洗完后，要在滤网上涂一层机油，以加强滤清效果。化油器每天清洗一次，清除沙子，注意主导孔不要被堵塞。火花塞每三天清洗一次，主要是清除电极之间的积炭。白金每天检查一次，主要是检查其间隙和触点有没有被烧毁，要用细砂纸轻轻打磨平。发电机每天要检查一次，主要是看炭刷有没有磨损，转子和定子之间有没有因进入沙子而磨开和短路。同时，还应经常注意对蓄电池进行保温。

（3）采用含氧添加剂。

由于燃料中的氧在燃烧中能起到自供氧作用，因此，在柴油中添加含氧添加剂可以有效改善柴油机的性能和排放。长时间的使用过程发现，在电站柴油中添加10%～15%的碳酸二甲酯（DMC）时，发动机功率基本维持不变，而烟度可以降低40%～50%，同时热效率可提高3%。

不同地区高原高寒环境由于条件不同，操作人员素质不一，对移动电站的使用过程所产生的影响也有所不同，为此，除了应着重把握以上使用保养相关建议以外，在具体使用过程中还应结合本地实际注意总结和归纳，并从原理上去研究分析，提出针对性和科学性操作使用方法，提高电站的电力保障效能。