柴油發(fā)電機(jī)組降容原因和修正使用
發(fā)布時(shí)間：2023-10-28 點(diǎn)擊：131
柴油發(fā)電機(jī)組降容原因和修正使用
在高原地區(qū)由于環(huán)境因素的變化，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)際使用條件與原設(shè)計(jì)條件產(chǎn)生了較大的差異，致使柴油發(fā)電機(jī)組的性能及可靠性嚴(yán)重下降，給企業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)造成了持續(xù)不斷的損失。因此，加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)組高原環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)的基礎(chǔ)研究工作，對(duì)發(fā)展高原型工程機(jī)電裝備是必不可少的。本文從理論分析出發(fā)，結(jié)合計(jì)算系數(shù)，來(lái)探討高原環(huán)境對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組性能的影響極其對(duì)策措施。
一、降容原因和計(jì)算方法
柴油發(fā)電機(jī)組廣泛地應(yīng)用于我國(guó)高原地區(qū)礦區(qū)、交通、建筑、農(nóng)田、水利等工程施工部門。目前我國(guó)生產(chǎn)的普通型柴油發(fā)電機(jī)組，只適用于海拔1000m以下。根據(jù)gb/t2820規(guī)定，在海拔1000m以上、3000m以下，采用功率修正的辦法。受高原特殊環(huán)境條件的影響，發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)功率下降，油耗增加，熱負(fù)荷上升，對(duì)發(fā)電機(jī)組功率及主要電氣參數(shù)產(chǎn)生較大影響；即使是強(qiáng)化增壓型發(fā)電機(jī)組，由于原動(dòng)機(jī)受高原條件影響的實(shí)質(zhì)并未改變，只是性能下降幅度有所減小，問(wèn)題依然存在。發(fā)電機(jī)組油耗率、熱負(fù)荷升高和可靠性的下降給用戶和國(guó)家造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量，嚴(yán)重影響高原地區(qū)的社會(huì)效益和部隊(duì)軍事裝備保障的有效性；動(dòng)力性的下降，致使發(fā)電機(jī)組在使用時(shí)應(yīng)有的負(fù)荷能力下降，造成設(shè)備和電網(wǎng)因電力供應(yīng)不足，無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的工作和生產(chǎn)能力。
1、設(shè)備使用環(huán)境條件
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 2820.1-2009 /iso 8528-1:2005（e）的柴油發(fā)電機(jī)組基準(zhǔn)條件為總大氣壓力100 kpa（海拔110m）；環(huán)境空氣溫度298 k（25℃）；相對(duì)濕度30%。如果發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件不符合其標(biāo)準(zhǔn)可能就會(huì)出現(xiàn)降容現(xiàn)象，而引起發(fā)電機(jī)組額定輸出功率降低的主要因素就是溫度和高度兩個(gè)方面。
2、降容計(jì)算方法
首先了解和核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)情況，包括發(fā)電機(jī)組型號(hào)及功率需求、應(yīng)用類型環(huán)境溫度、海拔高度、濕度、電壓和頻率等參數(shù)，然后根據(jù)相應(yīng)參數(shù)來(lái)核算發(fā)電機(jī)組降容的幅度。發(fā)電機(jī)組降容主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)降容、發(fā)電機(jī)降容，同時(shí)應(yīng)分開(kāi)獨(dú)立計(jì)算，經(jīng)過(guò)二者比較取其最小值的數(shù)據(jù)為最終降容參考指標(biāo)。
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)降容計(jì)算公式
發(fā)動(dòng)機(jī)降容曲線如圖1所示，公式如下：
發(fā)動(dòng)機(jī)降容后功率={（額定輸出總功率*降容%）-風(fēng)扇功率}*發(fā)電機(jī)效率
（2）發(fā)電機(jī)降容計(jì)算公式
發(fā)電機(jī)降容曲線如圖1所示，公式如下：
發(fā)電機(jī)降容后電流=額定輸出電流*溫度降容系數(shù)*高度降容系數(shù)
圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)功率修正曲線圖
圖2 發(fā)電機(jī)輸出電流降容曲線圖
二、高度變化對(duì)性能的影響
發(fā)電機(jī)組12h標(biāo)定輸出的發(fā)電功率與柴油機(jī)輸出功率間的關(guān)系為：
p=η1η2η3nb
=ηznb
=ηzmfnb
式中，p——發(fā)電機(jī)輸出額定電功率（kw）；
η1——柴油機(jī)（軸輸出功率/額定功率）的輸出功率拆合系數(shù)，nf/nb ；
nf——飛輪輸出功率，nf=nb-△n；
△n——輔件消耗功率（kw）；
η2——傳動(dòng)效率；
η3——發(fā)電機(jī)效率；
ηz——發(fā)電機(jī)組總效率，ηz=η1η2η3；
nb——柴油機(jī)標(biāo)定功率（kw）；
mf——額定點(diǎn)飛輪輸出扭矩，mf=nf/nb（n?m）；
nb——標(biāo)定功率的轉(zhuǎn)速（r/min)
根據(jù)功率公式：
p=iucosφ
式中，i——發(fā)電機(jī)電流（a）；
u——發(fā)電機(jī)額定電壓（v）；
cosφ——功率因素
所以電站輸出電流：
i=mfnbηz/ucosφ
由于nb、ηz作為固有特性，屬于與海拔高度無(wú)關(guān)的參數(shù)，電壓u可通過(guò)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置保持常數(shù)，功率因素cos小只與負(fù)載有關(guān)，負(fù)載相同的情況下，cos小為常數(shù)。因此，發(fā)電機(jī)組的輸出電流是以柴油機(jī)輸出功率（或扭矩）為自變量的函數(shù)，并且基本上呈線性關(guān)系i=f（mf）=amf。而功率（或扭矩）又是以海拔高度為自變量的函數(shù)，即：i=f（h），其中h為海拔高度變化參數(shù)。由此可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)組的輸出電流將隨海拔高的的變化為變化。海拔升高，發(fā)電機(jī)組的功率即輸出電流下降、油耗率上升，這種影響還不同程度地要波及到電氣性能指標(biāo)。
總結(jié)：
根據(jù)上文所述，要解決因高原環(huán)境引起的柴油發(fā)電機(jī)組電功率下降問(wèn)題，首先要解決發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降問(wèn)題。通過(guò)功率恢復(fù)型增壓中冷等一系列高原適應(yīng)性成套技術(shù)措施，有效地恢復(fù)發(fā)電機(jī)組原動(dòng)柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、熱平衡性及低溫起動(dòng)性能，從而使發(fā)電機(jī)組電氣性能恢復(fù)到原有水平，并將在較寬海拔高度范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
如何通過(guò)柴油機(jī)功率、壓力、燃油消耗率指標(biāo)判斷優(yōu)劣？
柴油發(fā)電機(jī)組的主要構(gòu)造部分
康明斯驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇多楔和齒形皮帶的維護(hù)和更換方法
江西樂(lè)安警方利用監(jiān)控查獲一起進(jìn)口柴油發(fā)電機(jī)被盜案
廣西哪里有賣柴油發(fā)電機(jī)組？
正時(shí)皮帶的標(biāo)記、檢驗(yàn)與修理
柴油發(fā)電機(jī)用于消防時(shí)的容量選擇
廠家怎樣根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)情況做水冷工程
在高原地區(qū)由于環(huán)境因素的變化，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)際使用條件與原設(shè)計(jì)條件產(chǎn)生了較大的差異，致使柴油發(fā)電機(jī)組的性能及可靠性嚴(yán)重下降，給企業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)造成了持續(xù)不斷的損失。因此，加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)組高原環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)的基礎(chǔ)研究工作，對(duì)發(fā)展高原型工程機(jī)電裝備是必不可少的。本文從理論分析出發(fā)，結(jié)合計(jì)算系數(shù)，來(lái)探討高原環(huán)境對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組性能的影響極其對(duì)策措施。
一、降容原因和計(jì)算方法
柴油發(fā)電機(jī)組廣泛地應(yīng)用于我國(guó)高原地區(qū)礦區(qū)、交通、建筑、農(nóng)田、水利等工程施工部門。目前我國(guó)生產(chǎn)的普通型柴油發(fā)電機(jī)組，只適用于海拔1000m以下。根據(jù)gb/t2820規(guī)定，在海拔1000m以上、3000m以下，采用功率修正的辦法。受高原特殊環(huán)境條件的影響，發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)功率下降，油耗增加，熱負(fù)荷上升，對(duì)發(fā)電機(jī)組功率及主要電氣參數(shù)產(chǎn)生較大影響；即使是強(qiáng)化增壓型發(fā)電機(jī)組，由于原動(dòng)機(jī)受高原條件影響的實(shí)質(zhì)并未改變，只是性能下降幅度有所減小，問(wèn)題依然存在。發(fā)電機(jī)組油耗率、熱負(fù)荷升高和可靠性的下降給用戶和國(guó)家造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量，嚴(yán)重影響高原地區(qū)的社會(huì)效益和部隊(duì)軍事裝備保障的有效性；動(dòng)力性的下降，致使發(fā)電機(jī)組在使用時(shí)應(yīng)有的負(fù)荷能力下降，造成設(shè)備和電網(wǎng)因電力供應(yīng)不足，無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的工作和生產(chǎn)能力。
1、設(shè)備使用環(huán)境條件
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 2820.1-2009 /iso 8528-1:2005（e）的柴油發(fā)電機(jī)組基準(zhǔn)條件為總大氣壓力100 kpa（海拔110m）；環(huán)境空氣溫度298 k（25℃）；相對(duì)濕度30%。如果發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件不符合其標(biāo)準(zhǔn)可能就會(huì)出現(xiàn)降容現(xiàn)象，而引起發(fā)電機(jī)組額定輸出功率降低的主要因素就是溫度和高度兩個(gè)方面。
2、降容計(jì)算方法
首先了解和核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)情況，包括發(fā)電機(jī)組型號(hào)及功率需求、應(yīng)用類型環(huán)境溫度、海拔高度、濕度、電壓和頻率等參數(shù)，然后根據(jù)相應(yīng)參數(shù)來(lái)核算發(fā)電機(jī)組降容的幅度。發(fā)電機(jī)組降容主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)降容、發(fā)電機(jī)降容，同時(shí)應(yīng)分開(kāi)獨(dú)立計(jì)算，經(jīng)過(guò)二者比較取其最小值的數(shù)據(jù)為最終降容參考指標(biāo)。
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)降容計(jì)算公式
發(fā)動(dòng)機(jī)降容曲線如圖1所示，公式如下：
發(fā)動(dòng)機(jī)降容后功率={（額定輸出總功率*降容%）-風(fēng)扇功率}*發(fā)電機(jī)效率
（2）發(fā)電機(jī)降容計(jì)算公式
發(fā)電機(jī)降容曲線如圖1所示，公式如下：
發(fā)電機(jī)降容后電流=額定輸出電流*溫度降容系數(shù)*高度降容系數(shù)
圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)功率修正曲線圖
圖2 發(fā)電機(jī)輸出電流降容曲線圖
二、高度變化對(duì)性能的影響
發(fā)電機(jī)組12h標(biāo)定輸出的發(fā)電功率與柴油機(jī)輸出功率間的關(guān)系為：
p=η1η2η3nb
=ηznb
=ηzmfnb
式中，p——發(fā)電機(jī)輸出額定電功率（kw）；
η1——柴油機(jī)（軸輸出功率/額定功率）的輸出功率拆合系數(shù)，nf/nb ；
nf——飛輪輸出功率，nf=nb-△n；
△n——輔件消耗功率（kw）；
η2——傳動(dòng)效率；
η3——發(fā)電機(jī)效率；
ηz——發(fā)電機(jī)組總效率，ηz=η1η2η3；
nb——柴油機(jī)標(biāo)定功率（kw）；
mf——額定點(diǎn)飛輪輸出扭矩，mf=nf/nb（n?m）；
nb——標(biāo)定功率的轉(zhuǎn)速（r/min)
根據(jù)功率公式：
p=iucosφ
式中，i——發(fā)電機(jī)電流（a）；
u——發(fā)電機(jī)額定電壓（v）；
cosφ——功率因素
所以電站輸出電流：
i=mfnbηz/ucosφ
由于nb、ηz作為固有特性，屬于與海拔高度無(wú)關(guān)的參數(shù)，電壓u可通過(guò)電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置保持常數(shù)，功率因素cos小只與負(fù)載有關(guān)，負(fù)載相同的情況下，cos小為常數(shù)。因此，發(fā)電機(jī)組的輸出電流是以柴油機(jī)輸出功率（或扭矩）為自變量的函數(shù)，并且基本上呈線性關(guān)系i=f（mf）=amf。而功率（或扭矩）又是以海拔高度為自變量的函數(shù)，即：i=f（h），其中h為海拔高度變化參數(shù)。由此可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)組的輸出電流將隨海拔高的的變化為變化。海拔升高，發(fā)電機(jī)組的功率即輸出電流下降、油耗率上升，這種影響還不同程度地要波及到電氣性能指標(biāo)。
總結(jié)：
根據(jù)上文所述，要解決因高原環(huán)境引起的柴油發(fā)電機(jī)組電功率下降問(wèn)題，首先要解決發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降問(wèn)題。通過(guò)功率恢復(fù)型增壓中冷等一系列高原適應(yīng)性成套技術(shù)措施，有效地恢復(fù)發(fā)電機(jī)組原動(dòng)柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、熱平衡性及低溫起動(dòng)性能，從而使發(fā)電機(jī)組電氣性能恢復(fù)到原有水平，并將在較寬海拔高度范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。
如何通過(guò)柴油機(jī)功率、壓力、燃油消耗率指標(biāo)判斷優(yōu)劣？
柴油發(fā)電機(jī)組的主要構(gòu)造部分
康明斯驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇多楔和齒形皮帶的維護(hù)和更換方法
江西樂(lè)安警方利用監(jiān)控查獲一起進(jìn)口柴油發(fā)電機(jī)被盜案
廣西哪里有賣柴油發(fā)電機(jī)組？
正時(shí)皮帶的標(biāo)記、檢驗(yàn)與修理
柴油發(fā)電機(jī)用于消防時(shí)的容量選擇
廠家怎樣根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)情況做水冷工程