디젤 발전기의 작동 원리는 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 디젤 엔진 실린더 내부에서 공기 필터를 통해 여과된 깨끗한 공기가 연료 노즐을 통해 고압으로 분사된 디젤 연료와 완전히 혼합됩니다. 피스톤의 상승 압력으로 부피가 줄어들고 온도가 상승하여 디젤 연료의 연소점에 도달합니다. 디젤 연료가 점화되면 혼합 가스가 격렬하게 연소되어 부피가 급격히 팽창하고 피스톤을 아래로 밀어내는 힘이 발생하는데, 이를 일이라고 합니다. 각 실린더는 일정한 순서로 일을 하며, 피스톤에 작용하는 추력은 커넥팅 로드를 통해 크랭크축을 회전시키는 힘이 됩니다. 따라서 디젤 발전기 인젝터는 작동 시 양호한 분무 기능을 갖추어야 디젤 발전기 연료가 완전히 연소되고, 발전기 연료의 색상이 정상이며, 발전기 출력이 정상적으로 유지됩니다. 연료 분무 불량의 원인은 무엇일까요? 사용 시 연료 분무 불량으로 인한 고장 발생을 방지해야 합니다.
연료를 미세한 입자로 분산시키는 과정을 연료 분무(또는 미립화)라고 합니다. 연료 분무는 연료 증발 표면적을 크게 증가시키고 연료와 산소의 접촉 가능성을 높여 빠른 혼합을 가능하게 합니다. 연료 분사 특성에 영향을 미치는 요인으로는 인젝터의 구조 및 크기, 분사 압력, 실린더 내 압축 공기의 배압, 분사 펌프 캠의 형상 및 회전 속도, 연료 점도 등이 있습니다.
(1) 연료 분사기의 구조 및 크기.
분사기의 구조 차이로 인해 발생하는 내부 교란 또한 다르며, 이로 인해 오일 번들의 형태도 달라집니다. 오일 번들은 연소 시스템과 긴밀하게 연관되어야 하며, 연소 방식에 따라 오일 번들의 형태가 달라지므로 각기 다른 연료 분사기가 사용됩니다.
연료 분사 압력과 실린더 내 압축 공기 압력, 그리고 분사구멍의 전체 단면적이 일정할 때, 분사구멍의 개수를 늘리면 각 분사구멍의 직경이 줄어들고, 분사구멍에서 연료가 분출될 때 흐름이 제한되어 분사구멍 내부의 교란이 증가하므로 분무 품질이 향상됩니다. 노즐 직경이 증가하면 오일 다발의 중심부가 조밀해지고 분사 범위가 넓어집니다.
(2) 주입 압력.
연료 분사 압력이 높을수록 연료 유출의 초기 속도가 커지고, 분사구 내부의 연료 교란 정도가 커지며, 분사구 유출 후 압축 공기 저항이 증가하여 분무의 미세도와 균일성이 향상됩니다. 즉, 분무 품질이 좋아집니다. 분사 압력이 증가하면 오일 빔의 범위도 증가합니다.
(3) 실린더 내 압축 공기의 배압.
실린더 내 압축 공기의 배압이 증가하면 압축 공기의 밀도가 증가하여 오일 빔에 작용하는 공기 저항이 커지므로 연료 분무가 개선되고 분무 원뿔 각도가 커지며 분사 거리가 줄어듭니다. 비가압식 디젤 발전기에서는 실린더 내 압축 공기의 역압 변화가 크지 않으므로 오일 빔 특성에 미치는 영향도 미미합니다.
(4) 분사 펌프 캠의 모양과 속도.
캠 형상이 가파르거나 캠축 회전 속도가 높을수록 연료 분사 펌프 플런저의 연료 공급 속도가 빨라집니다. 인젝터 구멍의 스로틀링으로 인해 연료가 빠르게 분출되지 못하고 튜브 내 연료 압력이 증가하며, 분사구에서 분출되는 연료의 속도 또한 증가하여 분무가 더욱 잘 이루어지고 분사 범위와 분사각이 커집니다.
디젤 발전기의 연소가 불충분할 경우 대기 오염을 유발하기 쉽고, 심각한 경우 작업자의 안전을 위협할 수 있으므로, 연료 효율을 개선하여 오염을 줄이는 몇 가지 방법을 사용할 수 있습니다.
(1) 취수관
물 흡입관의 주요 기능은 열을 흡수하고 연료 밀도를 희석하는 것입니다. 소량의 물이 연소실로 유입되어 잘 분무되면, 수증기의 "미세 폭발" 효과로 인해 오일 방울이 더 작은 방울로 분해되어 혼합물의 형성과 연소를 촉진합니다. 연소 과정에서 물의 흡열 효과로 인해 최대 연소 온도가 낮아지며, 연료에 물과 오일이 혼합된 경우 밀도가 낮아져 최대 연소 온도가 더욱 낮아지고 결과적으로 NOx 배출량이 감소합니다. 디젤 발전기의 동절기 물 저장 탱크에는 부동액이 들어 있어야 하며, 부하 크기에 따라 물 분사량을 자동으로 조절해야 합니다.
(2) 유화 디젤유
디젤유에 물을 첨가하여 유화 디젤유를 만들면 물의 "폭발" 효과로 연료 분무가 원활해지고 연소실 내 공기 흐름이 강해져 연료와 공기의 분포가 더욱 균일해집니다. 그 결과 탄소 매연 발생량이 감소하고, 수증기의 가스 반응 또한 탄소 매연 배출량을 줄여줍니다. 또한, 유화 디젤유는 최고 연소 온도를 낮추어 질소산화물(NOx) 발생량도 감소시킵니다.
게시 시간: 2023년 7월 6일