一种低温低压下柴油发电机性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低温低压下柴油发电机性能测试系统，包括低温低压舱、柴油发电机和柴油发电机性能测量系统，低温低压舱内布置有用于调节低温低压舱内压力的压力调控系统和用于调节低温低压舱内温度的温度调控系统，压力调控系统包括舱底进气管路、柴油发电机排气管路和总抽气管路，压力调控系统还包括一舱内抽气支路，该舱内抽气支路和柴油发电机排气管路同时连接在总抽气管路的进气端并通过总抽气管路同时抽取柴油发电机排气管路内的柴油发电机排气和低温低压舱内的低温低压气体。本发明专利技术测试系统，大大减少了柴油发电机排烟对设备的损坏，提高了系统运行的经济性与可靠性，降低了系统的建设成本及维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柴油发电机性能测试系统，具体涉及的是一种为减小柴油发电机排烟对设备的损坏，降低系统的建设及维护成本，实现柴油发电机中高频功率测量的具有仿“蚌壳”式开合结构、串级真空系统、一体化换热结构、热转换功率测量结构及可视化振动测量特征的低温低压下柴油发电机性能测试系统。
技术介绍
柴油发电机在低温低压等恶劣的环境下具有比汽油发电机更高的适应性、经济性及可靠性，所以普遍运用于高原地区甚至是极地严寒环境中，但是由于偏离正常的运行工况，柴油发电机的输出性能及运行特性仍会随着环境的恶化而显著变化。在外界温度降低、压强减小、湿度变化等因素的耦合作用下，柴油发电机的启动性、可靠性、运行效率及排放特性等性能指标都会受到影响，因此，为了研究这些环境因素对柴油发电机运行特性的综合影响，有必要建立一整套完整的柴油发电机性能测试系统，对柴油发电机的实时运行特性和动态响应进行监测和记录。由于现场试验易受地理因素的制约，而且不能人为调节环境参数，而且其试验成本较高，所以目前多通过在实验室中搭建低温低压舱来复现外界环境。为了防止柴油发电机工作时产生的排烟泄漏到低温低压舱中，需要持续将柴油发电机排烟抽离低温低压舱，现阶段能够模拟柴油发电机整机环境的低温低压舱多采用两套抽真空系统，可以分别使柴油发电机进、排气口和柴油发电机的机外环境参数为预设条件。但由于柴油发电机排烟存在脉动性和高温腐蚀性，现有的排气抽真空系统必须加入稳压装置和换热装置，而且由于烟气中未完全燃烧的固体碳烟颗粒会磨损真空泵旋片，所以排烟抽气系统就变得更为复杂，而且真空泵工作寿命大大降低。由于两套抽真空系统是各自独立的，而两套抽气系统的抽气速率和目标容积大小都是不一样的，所以在启动和改变工况时都可能出现柴油发电机进、出口气压不同步的问题。在一般柴油发电机测试系统中，柴油发电机输出为工频电流（50~60Hz），但在某些特殊场合下（例如军工、航空、机械制造等），柴油发电机输出为电流频率较高的中频电流（工频以上，10000Hz以下），这时用普通的功率分析仪测量柴油发电机的功率输出是不可行的，而且能够用于分析中频电流的功率分析仪造价昂贵，所以设计一套高效而低成本的功率测量装置显得十分必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种柴油发电机进气压力、排气背压及机外环境压力同步变化，系统运行可靠性高的一种低温低压下柴油发电机性能测试系统。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种低温低压下柴油发电机性能测试系统，包括低温低压舱、柴油发电机和柴油发电机性能测量系统，所述柴油发电机置于所述低温低压舱内，所述低温低压舱内布置有用于调节所述低温低压舱内压力的压力调控系统和用于调节所述低温低压舱内温度的温度调控系统，所述压力调控系统包括舱底进气管路、柴油发电机排气管路和总抽气管路，其特征在于：所述压力调控系统还包括一舱内抽气支路，该舱内抽气支路和所述柴油发电机排气管路同时连接在所述总抽气管路的进气端并通过所述总抽气管路同时抽取柴油发电机排气管路内的柴油发电机排气和低温低压舱内的低温低压气体。在所述柴油发电机排气管路上串联有一烟气颗粒过滤器。所述柴油发电机性能测量系统包括环境状态测量装置、柴油发电机运行状态测量装置、可视化振动测量结构和热转换功率测量结构，舱外布置有热转换功率测量结构及可视化振动测量结构。所述热转换功率测量结构包含内置纯电阻加热元件的加热器，加热器下端布置冷却水进水口，加热器上端布置冷却水出水口，在所述冷却水进水口和冷却水出水口均设置有温度传感器，所述加热元件与柴油发电机的电流输出端连接。所述可视化振动测量结构包含放置于所述低温低压舱外的高速CCD摄像仪。所述舱内抽气支路布置在所述低温低压舱内的中上部。所述温度调控系统包括轴流风机、分层式换热器、制冷循环管段和制冷设备，所述轴流风机和所述分层式换热器置于所述低温低压舱内，经所述制冷循环管段与置于舱外的制冷设备连接形成一体化换热结构。所述分层式换热器的出风口分为至少吹向柴油发电机的第一出风口和吹向低温低压舱内其他位置的第二出风口，且吹向所述柴油发电机的风量与吹向其他位置的风量的比例系数可调。所述低温低压舱为采用两块舱体铰接形成的开合结构。在所述低温低压舱内还设置有一阻流板，所述柴油发电机设置在所述阻流板上，所述舱底进气管路的出口对着阻流板，所述舱内抽气支路装有防止气流倒流的零件。低温低压下柴油发电机性能测试系统通过串级真空系统来降低排烟的浓度及温度，并利用烟气颗粒过滤器进一步降低烟气中的固体颗粒浓度，从而大大减小排烟对真空泵、阀门及管件等设备的腐蚀与磨损，同时也实现了柴油发电机进、出口环境参数的同步变化，该系统利用放置于舱内的分层式换热器对柴油发电机进行风冷，并控制舱内的温度参数；柴油发电机的输出功率通过热转换功率测量结构实时显示并保存到计算机中，柴油发电机在不同工况下的机械振动强弱的变化可通过可视化振动测量结构进行记录和观测。本专利技术低温低压下柴油发电机性能测试系统，包括低温低压舱、柴油发电机及柴油发电机性能测量系统，其中，低温低压舱为柴油发电机提供低温低压的环境，柴油发电机性能测量系统对柴油发电机性能进行测试。低温低压舱内布置有压力调控系统和温度调控系统，压力调控系统包括舱底进气管路、柴油发电机排气管路、舱内抽气支路和总抽气管路，柴油发电机排气管路与舱内抽气支路并联后再串联接入总抽气管路形成串级真空系统。温度调控系统包括轴流风机、分层式换热器、制冷循环管段和制冷设备，轴流风机和分层式换热器置于低温低压舱内，经制冷循环管段与置于舱外的制冷设备连接，形成一体化换热结构。压力调控系统和温度调控系统的控制开关集总在低温低压舱控制机柜上，低温低压舱还包含用以控制舱内照明、舱体开合等行为的舱体行为控制器。柴油发电机包括柴油原动机、发电机、油箱、启动电瓶及点火开关，柴油原动机、发电机及油箱共同组成柴油发电机动力转化部分，启动电瓶及点火开关构成柴油发电机组的启停控制机构。柴油发电机性能测量系统包括环境状态测量装置、柴油发电机运行状态测量装置、可视化振动测量结构和热转换功率测量结构。分层式换热器出风分层，可自由配置柴油发电机的冷却风量的比例；可视化振动测量结构能够实时监测柴油发电机的振动频率和振动幅度，发电机输出电流频率为工频或者中、高频，通过所述的热转换功率测量结构测得所述发电机的实时发电功率。低温低压舱为采用两块舱体铰接形成的开合结构。两块舱体张开角度为m ，紧闭时m =0°，完全打开时m =180°，而且舱体的不同方位设有多个不同型号的真空法兰接头和航空接头，舱壁面设置有n 处开窗，n ³2。舱底进气管路的进口引入舱外空气，进气管路管径小但进气流量大，所以管路内流速很高，为了防止高速气流直接冲击低温低压舱内的仪器，舱底进气管路出口设置阻流板，高速气冲击阻流板减速均流后再流入低温低压舱内的其余空间。柴油发电机排气管路包含压力计、流量计、阀门和烟气颗粒过滤器，烟气颗粒过滤器吸附烟气中存在的大部分固体颗粒，使得混合抽气中的固体颗粒浓度进一步降低。舱内抽气支路包括压力计、流量计、止回节流阀，舱内抽气支路的进口布置在低温低压舱的上部，出口与所述的柴油发电机排气管路相连，止回节流阀可防止柴油发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温低压下柴油发电机性能测试系统，包括低温低压舱、柴油发电机和柴油发电机性能测量系统，所述柴油发电机置于所述低温低压舱内，所述低温低压舱内布置有用于调节所述低温低压舱内压力的压力调控系统和用于调节所述低温低压舱内温度的温度调控系统，所述压力调控系统包括舱底进气管路、柴油发电机排气管路和总抽气管路，其特征在于：所述压力调控系统还包括一舱内抽气支路，该舱内抽气支路和所述柴油发电机排气管路同时连接在所述总抽气管路的进气端并通过所述总抽气管路同时抽取柴油发电机排气管路内的柴油发电机排气和低温低压舱内的低温低压气体。

【技术特征摘要】
1.一种低温低压下柴油发电机性能测试系统，包括低温低压舱、柴油发电机和柴油发电机性能测量系统，所述柴油发电机置于所述低温低压舱内，所述低温低压舱内布置有用于调节所述低温低压舱内压力的压力调控系统和用于调节所述低温低压舱内温度的温度调控系统，所述压力调控系统包括舱底进气管路、柴油发电机排气管路和总抽气管路，其特征在于：所述压力调控系统还包括一舱内抽气支路，该舱内抽气支路和所述柴油发电机排气管路同时连接在所述总抽气管路的进气端并通过所述总抽气管路同时抽取柴油发电机排气管路内的柴油发电机排气和低温低压舱内的低温低压气体。2.根据权利要求1所述的低温低压下柴油发电机性能测试系统，其特征在于：在所述柴油发电机排气管路上串联有一烟气颗粒过滤器。3.根据权利要求1所述的低温低压下柴油发电机性能测试系统，其特征在于：所述柴油发电机性能测量系统包括环境状态测量装置、柴油发电机运行状态测量装置、可视化振动测量结构和热转换功率测量结构，舱外布置有热转换功率测量结构及可视化振动测量结构。4.根据权利要求3所述的低温低压下柴油发电机性能测试系统，其特征在于：所述热转换功率测量结构包含内置纯电阻加热元件的加热器，加热器下端布置冷却水进水口，加热器上端布置冷却水出水口，在所述冷却水进水口和冷却水出水口均设置有温度传感器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永平，周颖，杨飞，张程宾，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32