王秀杰

（秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工科技有限公司，河北秦皇島066000）

0 引言

架橋機(jī)，是將梁場(chǎng)預(yù)制好的箱梁或T型梁放置到橋墩上去的特種設(shè)備，是如今的高速鐵路和公路建設(shè)中一種不可或缺的特種設(shè)備。架橋機(jī)主要由鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、液壓和電氣4大部分組成。其中的電機(jī)、泵站、電氣系統(tǒng)和照明等都需要供電，但由于架橋機(jī)使用環(huán)境多在野外，地理位置比較偏僻，現(xiàn)場(chǎng)不能滿(mǎn)足供電要求，因此大部分架橋機(jī)都需要配套發(fā)電機(jī)組。

發(fā)電機(jī)組主要由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)及其他附件組成。發(fā)電機(jī)組的選型恰當(dāng)與否直接影響到設(shè)備能否能夠正常工作，因此非常重要，這里就來(lái)分析一下發(fā)電機(jī)組如何選型。

1 架橋機(jī)發(fā)電機(jī)組主要類(lèi)型

（1）柴油發(fā)電機(jī)組按照用途分類(lèi)，可分為常用機(jī)組、備用機(jī)組和應(yīng)急機(jī)組，架橋機(jī)所用機(jī)組為常用機(jī)組。

（2）架橋機(jī)發(fā)電機(jī)組根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境和外防護(hù)的不同，可分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組、帶防護(hù)罩機(jī)組、靜音型機(jī)組。

1）標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組：標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組沒(méi)有防護(hù)措施，主要布置于架橋機(jī)上外帶防護(hù)的位置，機(jī)組主要由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、底座、水箱、輸出斷路器、消音器、排煙管、波紋管和減震墊等組成。

2）帶防護(hù)罩機(jī)組：帶防護(hù)罩機(jī)組多用于對(duì)戶(hù)外噪音沒(méi)有特殊要求的場(chǎng)所，主要由標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組、防護(hù)罩殼和排煙系統(tǒng)組成。帶防護(hù)罩型機(jī)組未設(shè)置降噪措施，防護(hù)罩殼只能對(duì)于雨、雪及較大沙塵起到防護(hù)作用。帶防護(hù)罩型機(jī)組成本相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組稍高，機(jī)組運(yùn)行時(shí)可開(kāi)窗通風(fēng)。

3）靜音型機(jī)組：靜音型機(jī)組多用于室外對(duì)環(huán)境噪音有特殊要求和室內(nèi)需要防護(hù)降噪的場(chǎng)所，主要由標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組、靜音罩殼和排煙系統(tǒng)組成。靜音柴油發(fā)電機(jī)組除具備標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)功能外，還具備下列優(yōu)點(diǎn)：機(jī)組整體外測(cè)噪音低，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀；靜音箱由1.5～3 mm鋼板拼接而成，可拆卸，內(nèi)部安裝降噪材料，表面噴涂高性能防銹漆，同時(shí)具備降噪和防雨功能；箱體底部設(shè)有大容量油箱，能保證機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間工作需求；在箱體上開(kāi)有觀察窗、檢修門(mén)，設(shè)有緊急停機(jī)故障按鈕，以便觀察機(jī)組的運(yùn)行情況及在機(jī)組出現(xiàn)緊急情況時(shí)以最快的速度停機(jī)，避免機(jī)組受到損壞?？紤]到環(huán)境保護(hù)和野外情況，目前架橋機(jī)選用最多的正是此類(lèi)型發(fā)電機(jī)組。

2 機(jī)組的功率選擇

2.1 機(jī)組額定功率確定

在確定機(jī)組功率時(shí)，要考慮機(jī)組所帶負(fù)載的功率和電機(jī)起動(dòng)方式，并留有余量。架橋機(jī)上主要負(fù)載為行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)、泵站、電氣控制柜和照明等。在核算額定功率時(shí)，除了把各用電功率相累加，還需要考慮電機(jī)起動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)沖擊，特別要注意電機(jī)的起動(dòng)方式。

目前架橋機(jī)上所用電機(jī)主要有以下幾種起動(dòng)方式：

（1）直接起動(dòng)：在機(jī)組容量和負(fù)載兩方面都允許的情況下電機(jī)直接額定電壓起動(dòng)。其因操作控制方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、比較經(jīng)濟(jì)而得到廣泛應(yīng)用。直接起動(dòng)主要用于小功率電機(jī)的起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)電流較大。

（2）Y-△起動(dòng)：對(duì)于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，如果在起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，待起動(dòng)完畢后再接成三角形，就可以降低起動(dòng)電流，減輕對(duì)電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動(dòng)方式稱(chēng)為星三角減壓起動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)為星三角起動(dòng)或Y-△起動(dòng)。采用星三角起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流只有原來(lái)按三角形接法直接起動(dòng)時(shí)的1/3，起動(dòng)電流大大降低，減少了對(duì)機(jī)組的沖擊。

（3）變頻起動(dòng)：變頻器控制電機(jī)，在調(diào)速時(shí)使電機(jī)保持恒轉(zhuǎn)矩，當(dāng)頻率向上調(diào)整時(shí)，電壓也隨著向上調(diào)節(jié)，當(dāng)?shù)竭_(dá)最高頻率時(shí)，電壓和供電電壓相仿。變頻起動(dòng)就是通過(guò)變頻器調(diào)整頻率讓電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，減少電機(jī)起動(dòng)瞬間的大電流對(duì)機(jī)組的沖擊。此種起動(dòng)方式起動(dòng)電流比直接起動(dòng)小。

2.2 注意后備功率和額定功率的區(qū)別

（1）要注意后備功率和額定功率的關(guān)系。市場(chǎng)上有些廠家把后備功率當(dāng)作額定功率來(lái)介紹和銷(xiāo)售機(jī)組，不向客戶(hù)解釋兩種功率的區(qū)別。實(shí)際上后備功率=1.1×額定功率，而且后備功率只能在12 h連續(xù)運(yùn)行中使用1 h。

（2）要注意kW和kVA的關(guān)系。國(guó)內(nèi)普遍都是用額定功率來(lái)表示柴油發(fā)電機(jī)組的功率，而在國(guó)際上是采用視在功率來(lái)表示發(fā)電機(jī)組功率，二者單位分別為kW和kVA，kW是有功功率，kVA是視在功率。有功功率P、無(wú)功功率Q、視在功率S、功率因數(shù)cos φ的關(guān)系為：P=S×cos φ，Q=S×sin φ。在機(jī)組選擇上，通常選取功率因數(shù)為0.8，即1 kVA相當(dāng)于0.8 kW。在機(jī)組選取時(shí)要注意機(jī)組廠家所報(bào)功率的單位，避免廠家夸大功率，把kVA當(dāng)成kW賣(mài)給客戶(hù)。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的匹配

為了保證發(fā)電機(jī)組的正常使用，確保機(jī)組滿(mǎn)足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，在選型時(shí)，要保證發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)能夠匹配，主要包括功率和轉(zhuǎn)速兩個(gè)方面。發(fā)動(dòng)機(jī)功率是指在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，是發(fā)動(dòng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速在12 h內(nèi)正常運(yùn)行所能達(dá)到的有效功率；發(fā)電機(jī)功率是指發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出端子上所得到的功率。通常把發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與同步發(fā)電機(jī)的額定功率之比稱(chēng)為匹配比，架橋機(jī)常用機(jī)組的匹配比一般在1.2：1左右，對(duì)于一些要求較高的機(jī)組，匹配比可能需要選取得更高一些。發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的匹配要求也很?chē)?yán)格，轉(zhuǎn)速與機(jī)組的功率、電壓、頻率都有著密切的關(guān)系，因此要求配套的發(fā)動(dòng)機(jī)有性能較好且工作可靠的調(diào)速器，保證能在短時(shí)間內(nèi)把發(fā)電機(jī)帶到其額定轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際選型時(shí)，可參考發(fā)動(dòng)機(jī)廠家提供的發(fā)動(dòng)機(jī)型譜表進(jìn)行匹配。

4 機(jī)組主要零部件品牌的確定

（1）柴油發(fā)動(dòng)機(jī)：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是發(fā)電機(jī)組的心臟，是動(dòng)力的來(lái)源。目前國(guó)內(nèi)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)品牌眾多，有康明斯、道依茨、韓國(guó)斗山、帕金斯、奔馳、沃爾沃、奔馳、威爾信等等國(guó)際品牌，還有濰柴、玉柴、錫柴、全柴、上柴等眾多國(guó)內(nèi)品牌。

（2）發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)用于將發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，目前市場(chǎng)上主要有意大利美奧迪、康明斯技術(shù)斯坦福以及上海馬拉松和很多機(jī)組廠家的自主品牌發(fā)電機(jī)。

（3）控制系統(tǒng)：控制器是發(fā)電機(jī)組的大腦部分，不但提供發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)機(jī)、停機(jī)、數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)顯示和故障保護(hù)功能，而且還提供發(fā)電機(jī)的電量測(cè)量、電量顯示和電量保護(hù)功能。目前市場(chǎng)上常用的控制系統(tǒng)有鄭州眾智控制系統(tǒng)、香港凱迅控制系統(tǒng)和英國(guó)深?？刂葡到y(tǒng)。

在實(shí)際考慮選用時(shí)需根據(jù)功率、使用環(huán)境、是否需全球聯(lián)保、資金預(yù)算等選取品牌。在選購(gòu)時(shí)應(yīng)認(rèn)清機(jī)組的品牌：目前整機(jī)進(jìn)口的機(jī)組較少，價(jià)格也較高，進(jìn)口發(fā)電機(jī)組多為進(jìn)口零部件國(guó)內(nèi)廠家進(jìn)行組裝；國(guó)產(chǎn)機(jī)組目前也有一體化的，性能上與有些進(jìn)口機(jī)組不分上下，且價(jià)格相差較大。故在選購(gòu)時(shí)應(yīng)全面了解機(jī)組各組成部件的品牌、產(chǎn)地，才能綜合評(píng)估出機(jī)組的檔次。

5 機(jī)組的排放

目前機(jī)組廠家提供的發(fā)電機(jī)組主要產(chǎn)品滿(mǎn)足中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公路車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)第2階段和第3階段排放要求（歐2和歐3），以及非公路車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)第1階段和第2階段排放要求（Tier 1和Tier 2），在選用時(shí)需根據(jù)客戶(hù)要求、使用環(huán)境要求及國(guó)家法律法規(guī)進(jìn)行選取。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)綜合考慮類(lèi)型、功率、品牌、使用環(huán)境和排放要求，選出適合架橋機(jī)使用工況的發(fā)電機(jī)組，以保證設(shè)備的正常使用。

[1]往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組 第1部分：用途、定額和性能：GB/T 2820.1—2009[S].

[2]往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組 第13部分：安全：EN ISO 8528-13：2016[S].