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技術(shù)與安全知識 |
柴油發(fā)電機組運行期間耗油量的計算公式 |
摘要：關(guān)于柴油發(fā)電機組油耗問(wèn)題一直是康明斯用戶(hù)比較關(guān)注的，通常按照慣例廠(chǎng)家在標注耗油量時(shí)，進(jìn)口品牌機是習慣于按"≥"計算，而國產(chǎn)品牌機是習慣于按"≤"計算，一般國產(chǎn)機耗油是全負荷使用的情況下每千瓦每小時(shí)≤209克至230克左右，而進(jìn)口機在全負荷使用的情況下每千瓦每小時(shí)≥201克至220克左右。用戶(hù)在選購時(shí)可以從進(jìn)口機與國產(chǎn)機的差價(jià)結合自己實(shí)際需要的使用時(shí)間來(lái)計算公道的選購方案，對于使用單位來(lái)說(shuō)，掌握柴油發(fā)電機的耗油量計量方法，不僅有利于減少油耗和降低成本，還能提高效率和保護環(huán)境。
一、怎樣計算耗油量
1、傳統人工計算法
經(jīng)常有客戶(hù)向康明斯發(fā)電機公司咨詢(xún)其設備運行期間的油耗公式和實(shí)際消耗，如：200KW柴油發(fā)電機組，八小時(shí)的耗油量是多少公升？
舉例：我公司有一臺200KW柴油發(fā)電機組。 康明斯發(fā)電機組的動(dòng)力型號是6LTA83.9-G2，當負荷為百分之八十時(shí)，它八小時(shí)的耗柴油是多少公升？
答： 200KW發(fā)電機大約要配220KW的柴油機。柴油機的耗油一般是190--220克/千瓦/小時(shí)（視不同的機器、不同牌號的燃油）。
（1）現以200克/千瓦/小時(shí)計算：220（KW）*0.2（Kg）*8=352(Kg)，因為頻率不同，耗油率也不同，其不同耗油曲線(xiàn)如圖1、圖2所示。
（2）中石化0號柴油的密度約0.84（Kg/L）。320/0.84=419（L）
（3）即你的200KW柴油發(fā)電機組，八小時(shí)的耗油量大約是419公升。
2、儀器檢測法
（1）加注量法
這是一種最常用的方法，用于計算柴油機在工作過(guò)程中的耗油量。具體而言，就是在加油前將柴油箱的容量量測出來(lái)，并記錄下來(lái)，接著(zhù)給柴油機加滿(mǎn)油，并記錄下加油的數量。當工作結束后，在再次測量柴油箱的容量，并減去之前的數據，就能得到柴油機的耗油量。但需要注意的是，這種方法計算出的數據可能會(huì )存在誤差，因為柴油機的油管和油路在使用時(shí)也會(huì )有一些殘留量。此外，柴油機的運行狀態(tài)和工作條件也會(huì )影響油耗。
（2）油箱計油器
油箱計油器是一種專(zhuān)門(mén)用于柴油機耗油量計量的計量器具，它會(huì )根據柴油機的儲油量等參數進(jìn)行測量，并記錄下柴油機的耗油量。它可以很好地避免由于加注量法等方法的誤差，從而提高數據精度。不過(guò)，使用油箱計油器可能需要一些專(zhuān)業(yè)知識和技能，同時(shí)也需要對儀器設備的維護和保養進(jìn)行定期維修。
（3）用油量計
用油量計是一種另類(lèi)的柴油機耗油量計量方法，其原理是通過(guò)測量柴油機的排氣量，和排放的廢氣中的油蒸氣量，計算出柴油機的耗油量。這種方法有效地避免了其他方法可能存在的誤差問(wèn)題，從而提高了數據精度。但使用用油量計也需要一些技術(shù)儲備和專(zhuān)業(yè)知識，要保證精度還需要進(jìn)行一些其他額外的操作。
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圖1 6LTAA8.9-G2康明斯發(fā)動(dòng)機燃油消耗率曲線(xiàn)（50HZ） |
圖2 6LTAA8.9-G2康明斯發(fā)動(dòng)機燃油消耗率曲線(xiàn)（50HZ） |
二、計算公式是如何形成的
首先我們都了解柴油機工作原理，柴油發(fā)動(dòng)機機把柴油燃燒所釋放出的熱能轉換為動(dòng)能（做功示例如圖3所示），交流發(fā)電機再把動(dòng)能轉換為電能。于是在每次的轉換過(guò)程中都會(huì )有一部分的能量損失掉，轉換過(guò)來(lái)的能量永遠只是燃燒放出的總能的一部分，其百分比就稱(chēng)為柴油機的熱效率。柴油熱效率是對于特定熱能轉換裝置，其有效輸出的能量與輸入的能量之比，是無(wú)量綱指標，一般用百分比表示，柴油機的熱效率能達到35%-45%，計算公式和示意圖如圖4所示。
為了實(shí)用地描述熱效率，柴油發(fā)電機廠(chǎng)家大都會(huì )用g/kw.h代表其參數，其意思是指每千瓦在一小時(shí)耗多少克油，再把這單位換成多少升就馬上能知道你耗了多少升的燃油，從而也能很清楚你一小時(shí)花了多少錢(qián)，也有經(jīng)銷(xiāo)商會(huì )直接告訴您小時(shí)的總耗油量即L/H，那就是一小時(shí)耗油多少升的意思。
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圖3 柴油機做功熱效率 |
圖4 柴油機熱效率效果示意圖 |
燃油消耗率簡(jiǎn)稱(chēng)耗油率或耗油量，它是柴油機工作每千瓦小時(shí)所消耗油A的克數，單位為g/(kWh)。以指示功率計的每千瓦小時(shí)的燃油消耗率稱(chēng)為指示燃油消耗率，以有效功率計的每千瓦小時(shí)的燃油消耗率稱(chēng)為有效燃油消耗率。前者表示柴油機經(jīng)濟性的指示指標。后者表示某油機經(jīng)濟性的有效指標。
在柴油機產(chǎn)品說(shuō)明中所指的燃油消耗率都是指有效燃油消耗率。測出轉矩Me和轉速n，以及每小時(shí)燃油消耗tGt(kg/h)和有效功率Pe后，用下式求出有效燃油消耗率ge，即
ge=Gt/Pe*10^3[g/(kW.h)]
一般的說(shuō)柴油發(fā)電機的耗油量大約在0.2升/千瓦/小時(shí)左右。耗油的指標由以下幾個(gè)因素決定：各種品牌的柴油發(fā)電機組，其消耗油量不同；用電負載的大小有關(guān)。所以要參照發(fā)電機組的廠(chǎng)家說(shuō)明書(shū)。
三、油箱容量核算
柴油發(fā)電機房是為了在緊急情況下提供電力供應，保障人們的生命安全和基本生活需求。而作為柴油發(fā)電機房的重要組成部分之一，油箱的大小的計算則顯得尤為重要。
（1）油箱的大小需要根據發(fā)電機的功率和運行時(shí)間來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電機的功率越大，所需的油箱容量也會(huì )相應增加。而運行時(shí)間則需要根據實(shí)際情況來(lái)確定，一般可以按照24小時(shí)來(lái)計算。
（2）為了確保柴油發(fā)電機在緊急情況下能夠持續供電，需要根據實(shí)際情況來(lái)確定所需的儲油時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，用柴油發(fā)電機房需要至少能夠保證24小時(shí)的連續運行，以應對各種突發(fā)情況。
（3）在確定了運行時(shí)間后，我們可以根據發(fā)電機的燃油消耗率來(lái)計算油箱的大小。發(fā)電機的燃油消耗率通常以升/小時(shí)為單位。假設某發(fā)電機的燃油消耗率為10升/小時(shí)，運行時(shí)間為24小時(shí)，那么所需的油箱容量就為10升/小時(shí)乘以24小時(shí)，即240升。
（4）除了考慮發(fā)電機的功率和運行時(shí)間外，還需要考慮柴油發(fā)電機房的可用空間。油箱的大小應該根據可用空間來(lái)合理確定，以確保油箱能夠順利安放在機房?jì)?，并且方便進(jìn)行加油和維護。
（5）還需要考慮柴油的保存期限和質(zhì)量問(wèn)題。柴油在長(cháng)時(shí)間儲存后可能會(huì )發(fā)生變質(zhì)，影響其燃燒效果。因此，在確定油箱大小時(shí)，還需要考慮柴油的使用周期，避免長(cháng)時(shí)間儲存而導致柴油的浪費和質(zhì)量下降。
四、影響柴發(fā)油耗的因素
1、柴油機工作質(zhì)量
柴油機工作質(zhì)量對燃油消耗影響是很大的，穩定的柴油機工作質(zhì)量是降低柴油機油耗的基礎，柴油機工作質(zhì)量不穩定，降低柴油發(fā)電機組的油耗就無(wú)從談起，柴油機良好的燃燒熱力狀態(tài)是降低油耗的保證。柴油機增壓系統、冷卻系統、進(jìn)排氣系統、燃油系統各部件良好的質(zhì)量狀態(tài)，是保證柴油機良好的燃燒熱力狀態(tài)的根本。增壓器工作的狀態(tài)好壞，對柴油機的工作質(zhì)量影響較大。增壓器增壓壓力能否保證在高的壓力水平，對于柴油機的耗油關(guān)系十分密切。中冷器對于柴油機節油也很重要。有關(guān)試驗表明，增壓空氣溫度每降低10℃,柴油機功率可提高2%-3%;如果柴油機功率不變，可使燃油消耗率降低1.5%。中冷器堵塞、葉片傾倒等因素會(huì )導致空氣的流通阻力加大，柴油機空氣進(jìn)氣量不足，冷卻效果等主要指標降低，影響柴油機正常燃燒，造成冒黑煙、功率下降、排氣總管紅等一系列故障。這些故障發(fā)生的同時(shí)，都會(huì )使燃油的消耗增大。如果減小中冷器的流通阻力、提高其換熱能力，就能實(shí)現節油?？諝鉃V清器堵塞，會(huì )大大減少空氣進(jìn)氣量，也會(huì )產(chǎn)生燃油的浪費。噴油器檢修不好或檢修不及時(shí)，也會(huì )產(chǎn)生大量的燃油浪費。
2、柴油機冬季低溫使用
為了防止柴油發(fā)電機組凍害事故的發(fā)生，康明斯運用條件規定：柴油機的油、水溫度低于20℃時(shí)不得起機，在寒冷的冬季柴油發(fā)電機組在處于備用狀態(tài)時(shí)必須加裝水套加熱器。柴油發(fā)電機組冬季使用時(shí)，由于主要柴油機處于低溫狀態(tài)或運行中低負荷工況，噴油壓力較低，燃油霧化不良，造成燃燒狀態(tài)不良，機油稀釋等不良后果，同時(shí)排出大量有害氣體污染環(huán)境。
總結：
綜上所述，掌握柴油機耗油量計量方法對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)是非常重要的，可以幫助他們更好地控制油耗和降低成本。在實(shí)際應用中，應根據實(shí)際情況選擇最適合自己的計量方法，從而提高數據精度和使用效益。此外，耗油量可以根據發(fā)電機廠(chǎng)家給出的數字來(lái)核算最終數值，但是，柴油發(fā)電機房油箱大小的計算是一個(gè)綜合考慮多個(gè)因素的過(guò)程。除了發(fā)電機的功率和運行時(shí)間外，還需要考慮可用空間、柴油的保存期限和質(zhì)量等因素。只有合理確定油箱大小，才能確保柴油發(fā)電機在緊急情況下能夠持續供電，保障生產(chǎn)工廠(chǎng)的安全和生活需求。
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