新聞主題	應急發(fā)電機組廠(chǎng)家推薦的選型方案

 

摘要：柴油發(fā)電機組是大部分企業(yè)采用主要應急類(lèi)型電源的方式，負責在緊急情況或事故造成市電臨時(shí)停電，在盡可能短的時(shí)間內通過(guò)應急電源迅速恢復并延長(cháng)一段供電時(shí)間。這類(lèi)用電負荷也稱(chēng)為一級負荷。因此，對斷電時(shí)間有嚴格要求的用電負載，必須配備發(fā)電機組，從而有效防止或制止災難事故的發(fā)生，保證在緊急時(shí)刻不能停工或影響復產(chǎn)。本文從應急機組的國產(chǎn)化成套出發(fā)，在分析相關(guān)標準和規范的基礎上，歸納總結了發(fā)電機組用柴油機應達到的關(guān)鍵技術(shù)要求，給出了應急和常用發(fā)電機組用柴油機的選型方法，對柴油發(fā)電機組的國產(chǎn)化成套具有一定的指導意義。

 

一、結構比較和工作特點(diǎn)

 

      柴油發(fā)電機組由原動(dòng)機、發(fā)電機、控制系統三部分組成。柴油機作為柴油發(fā)電機組的原動(dòng)機，其選型的科學(xué)與否直接決定著(zhù)柴油發(fā)電機組的配置成本和性能狀況。目前，國內1600KW 以上的柴油發(fā)電機組主要依賴(lài)進(jìn)口，1600KW以下的柴油發(fā)電機組則主要是進(jìn)行國產(chǎn)化成套。室內機型案例如圖1所示，室外機型如圖2所示。

1、柴油機結構比較

      柴油機按工作循環(huán)的沖程數分為四沖程柴油機和二沖程柴油機；按氣缸的排列方式可分為直列式、V型、W型柴油機：按進(jìn)氣方式的不同分為增壓和非增壓柴油機。

     目前，國內生產(chǎn)的500kW以下柴油機主要以直列式柴油機為主，500kW以上柴油機除了直列式柴油機以外，還包括V型柴油機。同二沖程柴油機相比，四沖程柴油機具有作功間隔短，運轉平穩，飛輪轉動(dòng)慣量小，啟動(dòng)時(shí)間短，且燃油效率低等優(yōu)點(diǎn)；而渦輪增壓可有效提高柴油機的功率和經(jīng)濟性：受結構影響，大功率V型柴油機可有效節省安裝空間。

      因此，從購置成本、運行經(jīng)濟性、節省安裝空間等方面出發(fā)，在柴油發(fā)電機組成套時(shí)， 500kW以下應急發(fā)電用柴油機推薦使用四沖程、渦輪增壓、直列式柴油機，500kW以上應急發(fā)電用柴油機推薦使用四沖程、渦輪增壓、V型柴油機。

2、工作特點(diǎn)

（1）作應急用

      通常柴油發(fā)電機組連續工作的時(shí)間不長(cháng)，一般只需要持續運行幾小時(shí)（≤12h）；

（2）作備用

      柴油發(fā)電機組平時(shí)處于停機等待狀態(tài)，只有當主用電源全部故障斷電后，應怠發(fā)電機組才起動(dòng)運行供給緊急用電負荷，當主用電源恢復正常后，隨即切換停機。

（3）作常用

      常載是指柴油發(fā)電機長(cháng)時(shí)間內持續工作，一般用于提供持續穩定的電力。常載狀態(tài)下，發(fā)電機的負載率一般在50%-75%之間，這樣可以保證發(fā)電機的壽命和效率。常載還需要考慮到發(fā)電機的溫度和振動(dòng)等因素，以保證發(fā)電機的安全運行。

 

圖1  室內型柴油發(fā)電機組實(shí)際工程案例

圖2  戶(hù)外型柴油發(fā)電機組實(shí)際工程案例

 

二、應急柴油發(fā)電機組的選擇

 

      應急發(fā)電機組主要用于重要場(chǎng)所，在緊急情況、事故停電或瞬間停電，通過(guò)應急發(fā)電機組迅速恢復并延長(cháng)一段供電時(shí)間，這類(lèi)用電負載為一級負載。對斷電時(shí)間有嚴格要求的設備、儀表以及計算機系統，除配備發(fā)電機組外，還應配備蓄電池或UPS電源。應急發(fā)電機組的工作有兩個(gè)特點(diǎn)：一是作應急用，連續工作的時(shí)間不長(cháng)，一般只需要運行幾小時(shí)（小于12h）；二是作備用，應急發(fā)電機組平時(shí)是處于停機等待狀態(tài)，只有當主用電源全部故障斷電后，應急發(fā)電機組才啟動(dòng)運行，并為緊急用電負載供電，當主用電源恢復后，隨即切換停機。

1、應急發(fā)電機組容量的確定

      應急柴油發(fā)電機組的額定容量為經(jīng)大氣修正以后的12h額定容量，其容量應能滿(mǎn)足緊急用電的計算總負載，并按發(fā)電機容量能滿(mǎn)足一級負載中單臺最大容量電動(dòng)機啟動(dòng)的要求進(jìn)行校驗。應急發(fā)電機一般選用三相無(wú)刷交流同步發(fā)電機，其額定輸出電壓為400V。

2、應急柴油發(fā)電機組臺數的確定

      根據應急負載容量一般只設置1臺應急柴油發(fā)電機組，也可以選用2臺以上發(fā)電機組并聯(lián)運行供電。由于并機技術(shù)的進(jìn)步，目前數據中心應急備用電源已有20臺以上柴油發(fā)電機組并聯(lián)應用實(shí)例，詳見(jiàn)第7章內容。當選用多臺柴油發(fā)電機組時(shí)，發(fā)電機組應盡量選用型號、容量相同，調壓、調速特性相近的成套設備，所用的燃料性質(zhì)應一致，以便運行維修保養及共用備件，當應急備用的發(fā)電機組有2臺時(shí)，自啟動(dòng)裝置應使2臺發(fā)電機組能互為備用，即市電電源故障停電經(jīng)過(guò)延時(shí)確認以后，發(fā)出自啟動(dòng)指令，如果第1臺發(fā)電機組連續3次自啟動(dòng)失敗，應發(fā)出報警信號，并自動(dòng)啟動(dòng)第2臺發(fā)電機組。

3、應急柴油發(fā)電機組的選擇

      應急發(fā)電機組宜選用高速、增壓、油耗低、高可靠性、同容量的柴油發(fā)電機組。高速、增壓柴油機單機容量較大，占地空間較小，柴油機選配電子調速裝置，調速性能較好，發(fā)電機宜選配無(wú)刷勵磁的同步發(fā)電機。

4、應急柴油發(fā)電機組的控制

      應急柴油發(fā)電機組的控制應具有快速自啟動(dòng)及自動(dòng)投入裝置。當主用電源故障斷電后，應急發(fā)電機組應能快速自啟動(dòng)并恢復供電，一級負載的允許斷電時(shí)間從十幾秒至幾十秒，應根據具體情況確定。當重要工程的主用電源斷電以后，首先要有3～5s的確認時(shí)間，應避開(kāi)瞬時(shí)電壓降低及電網(wǎng)合閘或備用電源自動(dòng)投入的時(shí)間，然后，再發(fā)出啟動(dòng)應急發(fā)電機組的指令。從指令發(fā)出，發(fā)電機組開(kāi)始啟動(dòng)、升速到能帶全負載需要一段時(shí)間。一般大、中型柴油機還需要預潤滑及暖機過(guò)程，使緊急加載時(shí)的機油壓力、機油溫度、冷卻水溫度符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規定：預潤滑及暖機過(guò)程可以根據不同情況預先進(jìn)行。使發(fā)電機組隨時(shí)處于預潤滑及暖機狀態(tài)，以便隨時(shí)快速啟動(dòng)，盡量縮短故障斷電時(shí)間。

      應急柴油發(fā)電機組投入運行以后，為了減少突加負載時(shí)的機械和電流沖擊，在滿(mǎn)足供電要求的情況下，緊急負載最好按時(shí)間間隔分級增加。自動(dòng)化柴油發(fā)電機組自啟動(dòng)成功后的首次允許加載量為：對于額定功率小于250kW的發(fā)電機組，首次允許加載量不小于50％的額定負載：對于額定功率大于250kW的發(fā)電機組，按產(chǎn)品技術(shù)條件規定。如果對瞬時(shí)電壓降及過(guò)度過(guò)程要求不嚴格時(shí)，一般發(fā)電機組突加負載或突卸負載的負荷量不宜超過(guò)發(fā)電機組額定容量的70％。

 

三、常用柴油發(fā)電機組的選擇

 

      某些柴油發(fā)電機組在某段時(shí)間或經(jīng)常需要長(cháng)時(shí)間連續地運行，作為用電負載的常用供電電源，這類(lèi)發(fā)電機組稱(chēng)為常用發(fā)電機組。常用發(fā)電機組可作為常用發(fā)電機組和備用發(fā)電機組。遠離大電網(wǎng)的鄉鎮、海島、林場(chǎng)、礦山、油田等地區或者工礦企業(yè)，為了供給當地居民生產(chǎn)及生活用電，需要安裝柴油發(fā)電機組，這類(lèi)發(fā)電機組平時(shí)應不間斷的運行。國防工程、通信樞紐、廣播電臺、微波接力站等重要設施，應具有備用柴油發(fā)電機組。這些單位的設施用電平時(shí)由市電電網(wǎng)供給。但是，由于地震、臺風(fēng)、戰爭等其他自然災害或人為因素，使電網(wǎng)遭受破壞而停電以后，已設置好的柴油發(fā)電機組應能迅速地啟動(dòng)，并能長(cháng)期不間斷的運行，以保證這些重要單位用電負載的連續供電，這種備用發(fā)電機組也屬于常用發(fā)電機組類(lèi)型。常用發(fā)電機組持續工作時(shí)間較長(cháng)、負載曲線(xiàn)變化較大、柴油發(fā)電機組容量、臺數、型式的選擇及發(fā)電機組的運行控制方式與應急發(fā)電機組不同。

1、常用柴油發(fā)電機組容量的確定

      按發(fā)電機組長(cháng)期持續運行輸出功率能滿(mǎn)足全工程最大計算負載的選擇，并根據負載的重要性確定備用組容量。柴油發(fā)電機組持續運行的輸出功率，一般為額定功率的0.9倍。發(fā)電機輸出額定電壓的確定與應急發(fā)電機組相同，一般為400V，個(gè)別用電量大，輸電線(xiàn)路遠的工程可選用高壓發(fā)電機組。

2、常用柴油發(fā)電機組臺數的確定

      常用柴油發(fā)電機組臺數的設置通常為2臺以上，以保證供電的連續性及適應用電負載曲線(xiàn)的變化。發(fā)電機組臺數多，才可以根據用電負載的變化確定投入發(fā)電機組的運行臺數，使柴油機長(cháng)期在經(jīng)濟負載下運行，以減少燃油消耗率，降低發(fā)電成本。柴油機的最佳經(jīng)濟運行狀態(tài)是在額定功率的75％～90％之間。為保證供電的連續性，常用柴油發(fā)電機組本身應考慮設置備用發(fā)電機組，當運行發(fā)電機組發(fā)生故障和停機維修時(shí)，使發(fā)電機組仍然能夠滿(mǎn)足對重要用電負載不間斷地持續供電。

3、常用柴油發(fā)電機組的控制

       常用柴油發(fā)電機組一般應該考慮能并聯(lián)運行，以簡(jiǎn)化配電主線(xiàn)路接線(xiàn)，使發(fā)電機組啟動(dòng)停機輪換運行時(shí)，通過(guò)并車(chē)、轉移負載、切換發(fā)電機組而不致中斷供電。發(fā)電機組應安裝有柴油發(fā)電機組的測量及控制裝置，發(fā)電機組的調速及勵磁調節裝置應適用于并聯(lián)運行的要求。對重要負載供電的備用發(fā)電機組，宜選用自動(dòng)化柴油發(fā)電機組，當外電源故障斷電后，能夠自動(dòng)、迅速地啟動(dòng)，恢復對重要負載的供電。柴油機在運行時(shí)，機房噪聲很大，自動(dòng)化發(fā)電機組便于改造為隔室操作，自動(dòng)監控的發(fā)電機組。當發(fā)電機組正常運行時(shí)，操作人員不必進(jìn)入柴油發(fā)電機組機房，在控制室便可對柴油發(fā)電機組進(jìn)行監控。

 

圖3  開(kāi)架式柴油發(fā)電機組模型簡(jiǎn)化圖

圖4  靜音箱式柴油發(fā)電機組模型簡(jiǎn)化圖

 

總結：

      康明斯電力技術(shù)有限公司生產(chǎn)的柴油發(fā)電機組有著(zhù)良好的性能和可靠的質(zhì)量保證。但是，在選擇發(fā)電機組時(shí)仍然需要注意許多方面的細節，以使發(fā)電機組發(fā)揮最佳的運行性能和取得較佳的經(jīng)濟效應。柴油發(fā)電機組按用途分為長(cháng)行發(fā)電機組和備用發(fā)電機組兩種。選擇發(fā)電機組時(shí)，應首先明確該發(fā)電機組是做何種用途。在長(cháng)期缺電甚至無(wú)市電供應的地區，需要發(fā)電機組無(wú)限時(shí)運行時(shí)，應選用長(cháng)行發(fā)電機組。若發(fā)電機組只是用來(lái)在市電發(fā)生故障時(shí)，才啟動(dòng)運行來(lái)供應負載所需電力時(shí)，則使用備用發(fā)電機組。長(cháng)行發(fā)電機組和備用發(fā)電機組由于使用額定功率限制的不同，使用頻率和周期時(shí)間也不同，應根據需要來(lái)選用。

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