新聞主題	應(yīng)急發(fā)電機(jī)組廠家推薦的選型方案

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)組是大部分企業(yè)采用主要應(yīng)急類型電源的方式，負(fù)責(zé)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(nèi)通過(guò)應(yīng)急電源迅速恢復(fù)并延長(zhǎng)一段供電時(shí)間。這類用電負(fù)荷也稱為一級(jí)負(fù)荷。因此，對(duì)斷電時(shí)間有嚴(yán)格要求的用電負(fù)載，必須配備發(fā)電機(jī)組，從而有效防止或制止災(zāi)難事故的發(fā)生，保證在緊急時(shí)刻不能停工或影響復(fù)產(chǎn)。本文從應(yīng)急機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化成套出發(fā)，在分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)應(yīng)達(dá)到的關(guān)鍵技術(shù)要求，給出了應(yīng)急和常用發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)的選型方法，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化成套具有一定的指導(dǎo)意義。

 

一、結(jié)構(gòu)比較和工作特點(diǎn)

 

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

1、柴油機(jī)結(jié)構(gòu)比較

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

     目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的500kW以下柴油機(jī)主要以直列式柴油機(jī)為主，500kW以上柴油機(jī)除了直列式柴油機(jī)以外，還包括V型柴油機(jī)。同二沖程柴油機(jī)相比，四沖程柴油機(jī)具有作功間隔短，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，飛輪轉(zhuǎn)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(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性：受結(jié)構(gòu)影響，大功率V型柴油機(jī)可有效節(jié)省安裝空間。

      因此，從購(gòu)置成本、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、節(jié)省安裝空間等方面出發(fā)，在柴油發(fā)電機(jī)組成套時(shí)， 500kW以下應(yīng)急發(fā)電用柴油機(jī)推薦使用四沖程、渦輪增壓、直列式柴油機(jī)，500kW以上應(yīng)急發(fā)電用柴油機(jī)推薦使用四沖程、渦輪增壓、V型柴油機(jī)。

2、工作特點(diǎn)

（1）作應(yīng)急用

      通常柴油發(fā)電機(jī)組連續(xù)工作的時(shí)間不長(zhǎng)，一般只需要持續(xù)運(yùn)行幾小時(shí)（≤12h）；

（2）作備用

      柴油發(fā)電機(jī)組平時(shí)處于停機(jī)等待狀態(tài)，只有當(dāng)主用電源全部故障斷電后，應(yīng)怠發(fā)電機(jī)組才起動(dòng)運(yùn)行供給緊急用電負(fù)荷，當(dāng)主用電源恢復(fù)正常后，隨即切換停機(jī)。

（3）作常用

      常載是指柴油發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)工作，一般用于提供持續(xù)穩(wěn)定的電力。常載狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)的負(fù)載率一般在50%-75%之間，這樣可以保證發(fā)電機(jī)的壽命和效率。常載還需要考慮到發(fā)電機(jī)的溫度和振動(dòng)等因素，以保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。

 

圖1  室內(nèi)型柴油發(fā)電機(jī)組實(shí)際工程案例

圖2  戶外型柴油發(fā)電機(jī)組實(shí)際工程案例

 

二、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的選擇

 

      應(yīng)急發(fā)電機(jī)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(yīng)急發(fā)電機(jī)組迅速恢復(fù)并延長(zhǎng)一段供電時(shí)間，這類用電負(fù)載為一級(jí)負(fù)載。對(duì)斷電時(shí)間有嚴(yán)格要求的設(shè)備、儀表以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，除配備發(fā)電機(jī)組外，還應(yīng)配備蓄電池或UPS電源。應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的工作有兩個(gè)特點(diǎn)：一是作應(yīng)急用，連續(xù)工作的時(shí)間不長(zhǎng)，一般只需要運(yùn)行幾小時(shí)（小于12h）；二是作備用，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組平時(shí)是處于停機(jī)等待狀態(tài)，只有當(dāng)主用電源全部故障斷電后，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組才啟動(dòng)運(yùn)行，并為緊急用電負(fù)載供電，當(dāng)主用電源恢復(fù)后，隨即切換停機(jī)。

1、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組容量的確定

      應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)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(yīng)能滿足緊急用電的計(jì)算總負(fù)載，并按發(fā)電機(jī)容量能滿足一級(jí)負(fù)載中單臺(tái)最大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的要求進(jìn)行校驗(yàn)。應(yīng)急發(fā)電機(jī)一般選用三相無(wú)刷交流同步發(fā)電機(jī)，其額定輸出電壓為400V。

2、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的確定

      根據(jù)應(yīng)急負(fù)載容量一般只設(shè)置1臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，也可以選用2臺(tái)以上發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行供電。由于并機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，目前數(shù)據(jù)中心應(yīng)急備用電源已有20臺(tái)以上柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)應(yīng)用實(shí)例，詳見(jiàn)第7章內(nèi)容。當(dāng)選用多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，發(fā)電機(jī)組應(yīng)盡量選用型號(hào)、容量相同，調(diào)壓、調(diào)速特性相近的成套設(shè)備，所用的燃料性質(zhì)應(yīng)一致，以便運(yùn)行維修保養(yǎng)及共用備件，當(dāng)應(yīng)急備用的發(fā)電機(jī)組有2臺(tái)時(shí)，自啟動(dòng)裝置應(yīng)使2臺(tái)發(fā)電機(jī)組能互為備用，即市電電源故障停電經(jīng)過(guò)延時(shí)確認(rèn)以后，發(fā)出自啟動(dòng)指令，如果第1臺(tái)發(fā)電機(jī)組連續(xù)3次自啟動(dòng)失敗，應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)啟動(dòng)第2臺(tái)發(fā)電機(jī)組。

3、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的選擇

      應(yīng)急發(fā)電機(jī)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(jī)組。高速、增壓柴油機(jī)單機(jī)容量較大，占地空間較小，柴油機(jī)選配電子調(diào)速裝置，調(diào)速性能較好，發(fā)電機(jī)宜選配無(wú)刷勵(lì)磁的同步發(fā)電機(jī)。

4、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的控制

      應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的控制應(yīng)具有快速自啟動(dòng)及自動(dòng)投入裝置。當(dāng)主用電源故障斷電后，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組應(yīng)能快速自啟動(dòng)并恢復(fù)供電，一級(jí)負(fù)載的允許斷電時(shí)間從十幾秒至幾十秒，應(yīng)根據(jù)具體情況確定。當(dāng)重要工程的主用電源斷電以后，首先要有3～5s的確認(rèn)時(shí)間，應(yīng)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(yīng)急發(fā)電機(jī)組的指令。從指令發(fā)出，發(fā)電機(jī)組開(kāi)始啟動(dòng)、升速到能帶全負(fù)載需要一段時(shí)間。一般大、中型柴油機(jī)還需要預(yù)潤(rùn)滑及暖機(jī)過(guò)程，使緊急加載時(shí)的機(jī)油壓力、機(jī)油溫度、冷卻水溫度符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定：預(yù)潤(rùn)滑及暖機(jī)過(guò)程可以根據(jù)不同情況預(yù)先進(jìn)行。使發(fā)電機(jī)組隨時(shí)處于預(yù)潤(rùn)滑及暖機(jī)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(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行以后，為了減少突加負(fù)載時(shí)的機(jī)械和電流沖擊，在滿足供電要求的情況下，緊急負(fù)載最好按時(shí)間間隔分級(jí)增加。自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)成功后的首次允許加載量為：對(duì)于額定功率小于250kW的發(fā)電機(jī)組，首次允許加載量不小于50％的額定負(fù)載：對(duì)于額定功率大于250kW的發(fā)電機(jī)組，按產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定。如果對(duì)瞬時(shí)電壓降及過(guò)度過(guò)程要求不嚴(yán)格時(shí)，一般發(fā)電機(jī)組突加負(fù)載或突卸負(fù)載的負(fù)荷量不宜超過(guò)發(fā)電機(jī)組額定容量的70％。

 

三、常用柴油發(fā)電機(jī)組的選擇

 

      某些柴油發(fā)電機(jī)組在某段時(shí)間或經(jīng)常需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地運(yùn)行，作為用電負(fù)載的常用供電電源，這類發(fā)電機(jī)組稱為常用發(fā)電機(jī)組。常用發(fā)電機(jī)組可作為常用發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)組。遠(yuǎn)離大電網(wǎng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、海島、林場(chǎng)、礦山、油田等地區(qū)或者工礦企業(yè)，為了供給當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)及生活用電，需要安裝柴油發(fā)電機(jī)組，這類發(fā)電機(jī)組平時(shí)應(yīng)不間斷的運(yùn)行。國(guó)防工程、通信樞紐、廣播電臺(tái)、微波接力站等重要設(shè)施，應(yīng)具有備用柴油發(fā)電機(jī)組。這些單位的設(shè)施用電平時(shí)由市電電網(wǎng)供給。但是，由于地震、臺(tái)風(fēng)、戰(zhàn)爭(zhēng)等其他自然災(zāi)害或人為因素，使電網(wǎng)遭受破壞而停電以后，已設(shè)置好的柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)能迅速地啟動(dòng)，并能長(zhǎng)期不間斷的運(yùn)行，以保證這些重要單位用電負(fù)載的連續(xù)供電，這種備用發(fā)電機(jī)組也屬于常用發(fā)電機(jī)組類型。常用發(fā)電機(jī)組持續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)、負(fù)載曲線變化較大、柴油發(fā)電機(jī)組容量、臺(tái)數(shù)、型式的選擇及發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制方式與應(yīng)急發(fā)電機(jī)組不同。

1、常用柴油發(fā)電機(jī)組容量的確定

      按發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)行輸出功率能滿足全工程最大計(jì)算負(fù)載的選擇，并根據(jù)負(fù)載的重要性確定備用組容量。柴油發(fā)電機(jī)組持續(xù)運(yùn)行的輸出功率，一般為額定功率的0.9倍。發(fā)電機(jī)輸出額定電壓的確定與應(yīng)急發(fā)電機(jī)組相同，一般為400V，個(gè)別用電量大，輸電線路遠(yuǎn)的工程可選用高壓發(fā)電機(jī)組。

2、常用柴油發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的確定

      常用柴油發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)的設(shè)置通常為2臺(tái)以上，以保證供電的連續(xù)性及適應(yīng)用電負(fù)載曲線的變化。發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)多，才可以根據(jù)用電負(fù)載的變化確定投入發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使柴油機(jī)長(zhǎng)期在經(jīng)濟(jì)負(fù)載下運(yùn)行，以減少燃油消耗率，降低發(fā)電成本。柴油機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)是在額定功率的75％～90％之間。為保證供電的連續(xù)性，常用柴油發(fā)電機(jī)組本身應(yīng)考慮設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組，當(dāng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障和停機(jī)維修時(shí)，使發(fā)電機(jī)組仍然能夠滿足對(duì)重要用電負(fù)載不間斷地持續(xù)供電。

3、常用柴油發(fā)電機(jī)組的控制

       常用柴油發(fā)電機(jī)組一般應(yīng)該考慮能并聯(lián)運(yùn)行，以簡(jiǎn)化配電主線路接線，使發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)停機(jī)輪換運(yùn)行時(shí)，通過(guò)并車、轉(zhuǎn)移負(fù)載、切換發(fā)電機(jī)組而不致中斷供電。發(fā)電機(jī)組應(yīng)安裝有柴油發(fā)電機(jī)組的測(cè)量及控制裝置，發(fā)電機(jī)組的調(diào)速及勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置應(yīng)適用于并聯(lián)運(yùn)行的要求。對(duì)重要負(fù)載供電的備用發(fā)電機(jī)組，宜選用自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組，當(dāng)外電源故障斷電后，能夠自動(dòng)、迅速地啟動(dòng)，恢復(fù)對(duì)重要負(fù)載的供電。柴油機(jī)在運(yùn)行時(shí)，機(jī)房噪聲很大，自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組便于改造為隔室操作，自動(dòng)監(jiān)控的發(fā)電機(jī)組。當(dāng)發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，操作人員不必進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房，在控制室便可對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控。

 

圖3  開(kāi)架式柴油發(fā)電機(jī)組模型簡(jiǎn)化圖

圖4  靜音箱式柴油發(fā)電機(jī)組模型簡(jiǎn)化圖

 

總結(jié)：

      康明斯電力技術(shù)有限公司生產(chǎn)的柴油發(fā)電機(jī)組有著良好的性能和可靠的質(zhì)量保證。但是，在選擇發(fā)電機(jī)組時(shí)仍然需要注意許多方面的細(xì)節(jié)，以使發(fā)電機(jī)組發(fā)揮最佳的運(yùn)行性能和取得較佳的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。柴油發(fā)電機(jī)組按用途分為長(zhǎng)行發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)組兩種。選擇發(fā)電機(jī)組時(shí)，應(yīng)首先明確該發(fā)電機(jī)組是做何種用途。在長(zhǎng)期缺電甚至無(wú)市電供應(yīng)的地區(qū)，需要發(fā)電機(jī)組無(wú)限時(shí)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)選用長(zhǎng)行發(fā)電機(jī)組。若發(fā)電機(jī)組只是用來(lái)在市電發(fā)生故障時(shí)，才啟動(dòng)運(yùn)行來(lái)供應(yīng)負(fù)載所需電力時(shí)，則使用備用發(fā)電機(jī)組。長(zhǎng)行發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)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(yīng)根據(jù)需要來(lái)選用。

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