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根据用户的提问结合实际为用户计算柴油发电机组的容量
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客户的提问:柴油发电机的容量选择迷茫中,师傅跟我说按照负荷的3-4倍选就行,说是考虑启动电流。消防泵房用柴油发电机。消防泵75KW*2(星三角启动,一用一备),稳压泵1.1KW*2(一用一备),排污泵2.2KW,照明1KW。总功率算出来75+1.1+2.2+1=79.3KW。还有两台补水泵45KW(星三角启动,一用一备),备注的是补水泵不得与消防泵同时启动。选择的柴油发电机组的功率为250KW。各位前辈,这个发电机功率可以吗?能否把补水泵和消防泵一起算(就是可以同时启动),选择发电机?
一、设置原则
一类高层建筑应按一级负荷要求供电,二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—92 3.1条规定:一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏;二级负荷条件允许时,也宜采用二路电源来供电,特别是消防用的二级负荷,更应该按两个回路要求供电;一级负荷中的特别重要负荷,除上述两个电源外,还必须增设应急电源。根据这些规定,笔者总结了自备柴油发电机组的设置原则:
(1)当民用建筑需按一级负荷要求供电时,若城市电网能提供二路独立电源(一用一备或相互备用),则可不设柴油发电机组;但当一级负荷中有特别重要的负荷时,则一般应设柴油发电机组作为应急电源。
(2)当电网只能提供一路电源时,为满足对一、二级负荷的供电要求,一般应设置柴油发电机组,此时柴油发电机组将作备用电源及应急电源使用。
(3)大、中型商业建筑中为确保市电中断时不造成较大的经济损失,也宜设柴油发电机组。由于城市电网不可能完全独立,有时一个电源故障或检修时,另一电源有可能同时故障,因此,即使有两路或以上电源供电,为确保民用建筑中消防及其他重要设备(如智能化设备、通讯设备等)的可靠供电,一般都设置柴油发电机组。
二、容量选择
自备柴油发电机组容量的选择,目前 尚无统一的计算公式:有的简单地按电力变压器容量的10%-20%确定;有的按消防设备的容量相加;有的则根据投资者的意愿选择,造成了自备发电机组容量选择的不准确性,若容量选择太大造成一次投资浪费,选择太小则在事故时满足不了使用要求。那么,如何选择自备发电机组的容量呢?
(一)方案或初步设计阶段 自备发电机的容量按供电变压器总容量的10%-20%计算。
(二)施工图阶段
(1)建筑物的用电负荷可分为三类: 类为保安型负荷,即保证大楼内人身及设备和可靠运行的负荷,如消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明、通讯设备、重要的计算机及相关设备等;第二类为保障型负荷,即保障大楼运行的基本设备负荷,主要是工作区照明、部分电梯、通道照明;第三类为一般负荷,即除了上述负荷以外的其它负荷,例如:空调、水泵及其他一般照明、动力设备。计算自备发电机组的容量时, 类负荷必须考虑在内,即必须采用柴油发电机组:第二类负荷则根据大楼功能及电网情况来定,若大楼功能要求较高或城市电网供电不稳定,则应将第二类负荷考虑在内,但若将 类、第二类负荷简单相加来选择柴油发电机容量,则所选容量偏大,因为在消防状态时,只需保证消防设备的运行,第二类负荷不使用;而在非消防状态下电网停电时,消防设备不使用。可以选择两者中较大者作为柴油发电机组的容量。设备容量统计出来后,根据实际情况选择需要系数Kx(一般取0.85-0.95),计算出计算容量Pj=KxP∑,自备柴油发电机组的功率按下式计算P=kPj/η式中: P—自备柴油发电机组的功率kw; Pj—负荷设备的计算容量kw; P∑—总负荷kw; η—发电机并联运行不均匀系数一般取0.9,单台取1; k—可靠系数,一般取1.1。
(2)按 的单台电动机或成组电动机起动的需要,计算发电机容量P=(P∑-Pm)/η∑+ PmKCcosψm(KW) Pm—起动容量 的电动机或成组电动机的容量(kw); η∑一总负荷的计算效率,一般取0.85; cosΨm —电动机的起动功率因数,一般取0.4; K—电动机的起动倍数; C—全压起动C=l.0,Y—△起动C=0.67,自耦变压器起动50%抽头C=0.25,65%抽头C==0.42,80%抽头C=0.64。
(3)按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量P=PnKCXd″(1/△E-1)(kw) Pn一造成母线压降 的电动机或成组起动电动机组的容量(kw) K—电动机的起动电流倍数; Xd″—发电机的暂态电抗,一般取0.25; E—母线允许的瞬时电压降,有电梯时取0.20,无电梯时取0.25.在实际工作中,也可用系数法估算柴油发电机组的起动能力
三、工程实例:以某工程为例,该工程建筑面积10000m2,12层,为二类高层,保安性负荷主要为消防负荷,其容量为191kw, 一台电动机为喷淋泵37kw,采用自耦降压80%抽头降压起动。
(1)按计算负荷计算P=kPj/η=1.1×191/1kw=210.1 kw
(2) 的单台电动机起动的需要计算P=(P∑-Pm)/η∑ +PmKCcosΨm =(191—37)/0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw
(3)按起动电动机时发电机母线允许电压降计算P=PnKCXd″(1/△E-1) =37×6×0.64×0.25(1/0.20-1) =142.08 kw 根据以上计算,应选择≥238.0 kw的柴油发电机组一台,因此可选一台250kw机组。
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从4个方面来分析并比较发电机的风冷和水冷系统
柴油发电机过冷或者过热(即发电机冷却能力过强或者过弱)都会对其动力性,经济性,工作可靠性带来不利的影响。因此设计良好的冷却系统,能够保证发电机始终处于适宜的温度下工作,以获得较高的发电机经济性能,动力性能,工作可靠性指标等。冷却系统的功用就是使发电机在各种工况下都保持在适当的温度范围内,冷却系统既要防止发电机过热,又要防止冬季发电机过冷,在冷态下的发电机启动之后,冷却系统还要保证发电机迅速升温,尽快达到正常的工作温度。
冷却系统,顾名思义,其主要作用就是对柴油发电机进行冷却,保证柴油发电机在一定的温度范围内可靠的工作,根据冷却介质的不同,分为风冷系统和水冷系统两种。下面康明斯发电机公司结合风冷系统和水冷系统的系统构造、振动噪声、冷却效果、低温性能、使用寿命,进行分析比较。
1.系统构造:水冷柴油发电机的气缸套分为干式气缸套(不直接与水接触)和湿式气缸套(直接与水接触),活塞在缸套内往复运动时,将热量传给缸套,缸套又将热量传递给冷却液来实施冷却,需要有水泵、水管、节温器等专用零部件,构造复杂;风冷柴油发电机则省去许多部件和环节,结构相对简单,但风冷系统对材料的耐热,耐磨,膨胀系数要求更高,制造起来技术工艺要求也比水冷要高。
2.振动噪声:水冷系统由于在缸套外侧配备水套,噪音经过水后变小,从而大大降低了发电机内部噪音,相对来说水冷柴油发电机的噪声更小、震动较小,拥有更高的压缩比,爆发力更强,功率更高,风冷系统需要风扇高速运转来进行抽风与排风,风燥比较大,震动较为明显。
3.冷却效果:水冷系统的缸体和缸盖刚度好,冷却强度高,发电机内部和外部冷却均匀,冷却水路设计自由度大,工作可靠,循环性好,降温迅速,不容易过热,不受环境影响;风冷系统的冷却介质为空气,空气的比热容大约为水的比热容的1/4左右,空气的传热系数大概为水的传热系数的1/20—1/30左右,空气的降温效果不如水明显,尤其在夏季使用中,水冷系统的优势更为明显。
4.低温性能:风冷系统启动方便、运行经济,启动后气缸的温度上升较快,在短时间内即可进入大负荷工作状态,没有冻裂和过热沸腾的危险,其低温性能优良;水冷系统启动后,温升比较缓慢,而且冷却液更换不及时容易冻坏发电机,需要定期检查冷却液的质量,低温环境下风冷系统的优势更大。使用寿命风冷系统中于气缸壁温度高,升温速度快,酸性腐蚀和磨损在很大程度上降低了,柴油发电机在露点以下的工作时间也大大缩短了,因而风冷系统机件腐蚀、锈蚀程度小,而且缸体、缸盖、散热器、冷却部件上也不会像水冷系统一样存有水垢;水冷系统时间久了,冷却管道容易受到腐蚀和损坏,相关部件容易老化、开裂,水箱容易产生水垢反而影响冷却效果,风冷系统使用寿命更长。
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柴油发电机组之PT柴油泵原理及试验
PT燃油泵和PT喷油器或者直立喷油泵与普通喷油器等都是精密部件,其技术状况好坏直接影响到柴油发电机工作的动力性、经济性、稳定性和可靠性。这些部件技术状况不仅取决于其本身的组成结构与技术状况,而且决定于这些部件相互间的位置关系以及它们所产生的综合影响。为解决这一矛盾,泵和喷油器等采用某些可调节机构以弥补和修正零件制造质量及装配质量对性能所产生的影响,这种弥补和修正必须在专用试验台上进行。另外,即使PT燃油泵或喷油泵与调速器等各方面性能都极其优良,但是在以后的使用中其技术状态也必然要发生变化,因此亦应用试验与调整的方法恢复其改变了的技术性能。尤其在修理中,有些零件虽然已有磨损,但尚未到报废或修理的程度,就需要用调整的方法或减少其影响。因此,使用一段时间后也必须在专用试验台上进行试验与调整。
PT燃油泵组合体装在空压机的后部,通过空压机驱动轴与柴油发电机齿轮系相连。和一般喷油泵不一样,PT泵与柴油发电机之间无正时关系。因此,安装时无需对正时。
PT燃油泵油两种:PT(G)型和PT(R)型。康明斯KT-2300C型柴油发电机装PT(G)型燃油泵。(G)的意思是“调速器”。在(G)型泵组合体中,除装有齿轮泵、精滤清、稳定器、油门、停车阀和冒烟限制器外,还装有两速离心式调速器。为适应其他方面的需要,还可在泵上架一VS全速式调速器。VS调速器可在两速的转速范围内起调速作用。这种燃油泵组合体的型号为PT(G)VS。在豪拜120C型康明斯厂家柴油发电机上正是装用这种形式的燃油泵组合体。
一、PT燃油泵组成部分的构造与作用原理分述如下:
1、齿轮输油泵和膜片式稳压器
柴油发电机运转后,齿轮泵由主轴驱动,它将经过滤清器的燃油从进口吸入,并以一定压力输出燃油,经过细滤器把燃油输送到两速器中。与此同时,有一油道使齿轮泵压油腔与膜片稳定器相通,供以输出燃油压力的波动。
2、燃油滤清器
齿轮泵输出的燃油,首先经过滤清器滤除油中杂质。来自齿轮泵的燃油,由来自喷油泵的油进入滤清器,燃油经下滤网流往(G)型调速器,经上滤芯的燃油流往VS型调速器。滤清器的磁芯可滤除燃油中的铁粉。
每使用500h后,应将滤清器进行拆洗。清洗时,取下盖子和滤网等使用清净的柴油进行清洗,并用压缩空气吹净。装配时应注意网眼较细的一个装在上面,其有孔的端板必须朝下,否则燃油无法通过。盖子的紧固力矩为34~41N·m。注意,切勿用力过度,否则,会将滤网压环。
3、调速器
PT(G)VS型燃油泵组合体中装有两种调速器;两速式(G)型调速器和全速式VS型调速器。这种有两个可以操纵的油门杠杆,正常油门杠杆和VS油门杠杆,欲使用燃油泵全程调速时,可把正常油门固定在 开度位置,用VS油门操纵。欲使两级调速时,可以把VS油门固定在 开度位置,用正常油门操纵。
二、PT燃油泵试验台的功能及构成
JCPSOI型PT燃油泵试验台用于康明斯柴油发电机PT燃油泵的性能测试和故障检查,适用于PT(G)、PT(G)V、PT(G) MVS等型号,是PT燃油泵检测与修理的理想设备之一。
1. JCPSOI型PT燃油泵试验台测试项目
测试项目:齿轮泵吸油密封性;额定条件下主要参数检查调整;调速器高速起作用检查调整;近停油点转速检查; 扭矩点检查调整;飞锤助推点检查调整;怠速检查与调整;节流轴泄漏量检查与调整;空燃比控制装置AFC检查与调整;空燃比AFC中无空气调节螺钉检查调整;油门行程检查调整;空气(液压)信号阻尼器ASA检查。
此外,该试验台还可提供以下功能:PFG压力变化特性曲线;调速特性曲线(VS,MVS调速器);自动记录、操作提示功能、数据库查询功能、故障分析功能、历史数据的存储打印显示等功能。
2. PT燃油泵试验台的构成
JCPSOI型PT燃油泵试验台由主试验台和数据采集处理系统两大部分组成。主试验台由动力传动与调速装置、燃油控制装置、气源控制装置、温度控制装置、显示仪表等组成。数据采集处理系统由数据采集通信隔离箱、中央处理机、打印机等组成,提供记录处理、动态测试、在线帮助、故障分析等高级功能。
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国内首套柴油发电机余热海水淡化示范系统成功出水
近日,由广州中国科学院先进技术研究所和南方海上风电联合开发有限公司在珠海桂山岛联合共建的柴油发电机组缸套冷却水废热驱动的海水淡化示范系统成功调试出水,水质达到 饮用水卫生标准。该套海水淡化装置额定日产淡水60吨,为模块化紧凑设计。其应用对解决海岛淡水资源短缺问题具有重大意义。
目前的海水淡化技术有热法和膜法两种,两种方法各有优缺点,但都需要消耗大量的能源,属于高耗能产业。为此, 广州中国科学院先进技术研究所开展技术创新,通过回收柴油发电机组缸套冷却水废热,并采用低温多效蒸馏技术进行淡化海水,大幅降低海水淡化的能耗。该海水淡化示范系统与一台1000kW的柴油发电机配套,额定产水量为60吨/天,对于发电机组实际发电负荷变化系统具有自适应功能,可在30%~负荷范围内平稳运行,满足150-300人的每日消耗淡水的需求。该项目得到了广东省科技重大科技专项经费支持,具有独立自主知识产权,已获得多项授权发明 。
此外,该新技术有广泛的应用前景,可利用包括柴油机发电机组排出的废热、工业生产过程排出的余热在内的各类低品位热能作为热源;特别适用于余热资源丰富但淡水资源紧缺的地区及企业,如海岛(具有柴油发电机)、化工、火电、钢铁等行业以及大中型远洋船舶,同时也适用于内陆工业生产过程废热中水纯化。