柴油发电机组机房设计
发电机组额定功率的定义随运行方式(备载、常载和连续基本功率)的改变而变化,并随温升和绝缘等的不同而变化。
发电机组额定功率
发电机组额定功率的定义随运行方式(备载、常载和连续基本功率)的改变而变化,并随温升和绝缘等的不同而变化。
备载、常载和连续基本功率
备载适用于大部分紧急/备用状态,备载额定功率不允许过载。故在设计时,过载能力需考虑更多的设备成本,更多的运行成本和较大的维护工作。
备载功率。市电断电时提供备用电源,市电供电可靠,80%负载运行,每年运行时间200h。某些制造厂商用于高峰期功率补偿几乎无过载能力。
常载功率。用于无市电供电场合,可连续使用,70%负载运行,每12h允许10%过载1h,每年运行时间,负载>100%时不允许超过500h。
连续基本功率。用于长期与市电母排并联或制造厂商和发电厂基本负载要求,100%基本额定功率可连续运行(即70%负载运行),无过载能力。
发电机组温升、绝缘等级和额定带载能力
发电机组额定功率随发电机温升和绝缘等级不同,其额定带载能力也将变化。
H级-155oC,备载。155oC指在环境温度40oC基础上,允许温升130oC,即最大绕组温度为170oC。
F级-105oC,备载。105oC指在环境温度40oC基础上,允许温升105oC。
B级-80oC,备载。80oC指在环境温度40oC基础上,允许温升80oC。
较高环境温度下,发电机额定功率衰减,传统绝缘等级为H。
温升定义为绕组温度高于环境温度极值。
康明斯电力系统柴油发电机组绝缘等级为H级,备载温升为125oC,常载为105oC。
机房冷却/通风系统
机房冷却/通风系统考虑不佳将影响发电机组额定功率,冷却系统可限制发动机功率输出,把可变为有效功率输出的热量通过冷却液释放出去。通风系统可增加燃烧空气的温度,减少冷却系统的冷却效果。
发电机组冷却系统
发电机组为机电设备,将化学能(燃料)转换为电能。机房通风应进出平衡,否则温度将越来越高,压力将越来越大。散热水箱式冷却系统设计时应考虑:最高冷却温度、预期运行温度、功率衰减、冷却液膨胀体积。为保证正常起动和带载的最低冷却液温度、监视/安全停机、发动机制造商数据正确、散热水箱/冷却风扇数据正确、运行参数、对环境散热、机体加热器、冷却液流速等。
机组散热量的计算
假定柴油产生140000Btu/Gal热量,转换效率为35%。燃油消耗快速估算方法:
发动机燃油消耗=使用额定功率(kW)×0.07(U.S.gal)=(kW)×0.0185(L)(1)式中,使用额定功率(kW)先转换为: