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租赁用柴油发电机的技术指标和标准

文章出处:深圳发电机出租公司    信息来源:https://www.szfdjcz.cn   人气:   发表时间:2020-02-04

导读:许多用户在面对选择柴油发电机组的供应商,因为前期租赁经验不足导致难以抉择,是选择价格便宜的还是选择规模大实力强的租赁公司呢?用户确实难以判断最有利于自己应急供电企业是哪个好?其实用户的真实目的我相信不仅要节省月租金,更重要的是省油和保持电力稳定性,因为这才是运行成本的主要方向!

在此,深圳康明斯公司可以分享一些发电机出租前后需要的技术基础知识、注意事项和案例经验等,供于客户参考,希望你们从中得到你想要的答案或者说更肯定自己正确的选择:

近年来 , 柴油机发电机组在出租上的应用越来越多。除了作为常规的提供船电的机组外 , 还越来越广泛地用于电力推进。由于其独特的优点 , 采用全或半电力推进已成为数千吨以上的出租 , 特别是军用用于出租推进系统的发展趋势。因此了解租赁用柴油机发电机组的各项技术指标、正确评定柴油机发电机组的技术性能 , 对于机组的成套和相关的设计人员至关重要。

在国际上 , ISO 8528是专用于内燃机发电机组的技术标准。与许多国家一样 , 我国也等效采用了这一标准作为国家标准 , 即 GB /T 2820。在军用用于出租领域 , 与民品相比 , 往往有着更高的要求 , 因此需要自己的标准。我国军标 GJB1988 - 94和 GJB 4000 - 2000就是这方面的技术标准 , 对用于出租柴油发电机组的各项指标和要求作出了规定。尽管军民品要求不同 , 但他们毕竟属于同类产品 , 在技术指标的种类、评价方法等方面还是存在共性的。因此与国际标准进行比较 , 取长补短 , 这是一项重要而有益的工作。

另一方面 , 随着我国改革开放的发展 , 无论在民用或国防领域 , 与国外的技术交流和引进越来越多 , 在租赁用发电机组方面也是如此。因此 , 在搞清柴油机发电机组主要技术指标的确切含义的同时 , 了解中外标准的异同能够促进这种交流与引进。

本文对柴油机发电机组的主要指标进行了讨论 , 对若干概念进行了澄清。在对中外标准进行比较的同时 , 指出了存在的若干问题 , 希望对于我国相应标准的进一步完善能有所帮助。定律是相对的 , 总是带有一定的转速波动。当负荷增加时 , 转速下降 , 首先会引起转速的振荡 , 然后会达到新的、较低的、在一定范围内波动的 ‘稳定转速’。如果负荷变化是平缓的 , 转速的振荡就较小 ; 如果负荷变化是大幅度突发的 , 振荡就大。图示为一种突加和突减 100%负荷的极端情况。图的左面是一个载荷突加过程 , 这时转速振荡达到最低值 nmin , 然后呈现阻尼振荡的形式 , 经过一段时间 , 幅值达到容许的转速波动范围 , 这时就获得了新的稳定转速 nf。图的右半部则是一个相反的过程 , 即在满负荷稳定运行状态突然卸去全部载荷 , 于是转速向上振荡 , 首先达到最高转速 nmax , 然后振荡衰减 , 最后达到新的稳定转速 ni。机组运行的载荷在空载和满负荷间变动时 , 其稳定转速总是在 ni 与 nf 之间 , 也即 , 差值Δ = ni - nf 就确定了机组稳定运行频率的变动范围。在许多情况下把满负荷转速设定为额定转速 nr , 即 nf = nr。

柴油机发电机组的工作情况

一台发电机组的几种工作情况。空载时机组在 ni 转速下稳定运行。事实上这种 ‘稳机组的主要稳态性能指标比值δ st (% ) = ni - nr ×100 (1) nr

在我国军标中被称为机组的稳态调速率 , nr 采用的代号是 nN 。这是一项主要的机组稳态性能指标 [1、2] 。由于机组的转速和频率成简单的正比关系 , 所以可以把图 1中的纵座标由转速改为频率 f。这时δ fst = fi - fr与δ st (% )是相等的。式中 fi、fr 分别为fr与 ni、nr 相对应的频率。在关于内燃机驱动的发电机组的国际标准 ISO 8528 - 5中将此比值定义为机组的频率降 ( Frequency droop) [ 3、4 ] 。与我国军标的 ‘稳态调速率 ’相比 , 两者名称不同 , 数值和含意则是相同的。

我国军标和 ISO 8528最大的不同首先在于军标仅对机组指标作出了规定 , 而后者则分别对柴油机和机组规定了指标和要求。对柴油机的规定为 ISO 8528 2, 对机组的规定为 ISO 8528 - 5。这样可以在形成机组前 , 根据柴油机的指标值 , 基本选定适用的柴油机。在用于机组柴油机的 ISO 8528 - 2中比值δ nst =ni - nr×100被称为柴油机的转速降 (Speed droop)。德国关于柴油发电机组的标准是 D IN 6280, 现在也等效采用了 ISO 8528。但一直沿用到上世纪 90年代的 D IN 6280则是其自己制定的标准 , 有其自己的规定。因此有些老的名称、术语仍会经常在文献和企业运作中出现。特别是对 ‘转速降 ’常会st习惯地称[ 5为] P - 系s数t (sPt roportionalitaet2Grad, 即st 比例系数 ) 。表 1给出了几种标准关于此类指标的定义情况。

对用于机组的柴油机指标与对机组的指标在概念上是完全不同的。前者反映的是柴油机本身所固有的性能 , 它可以在柴油机台架试验时获得 , 与机组成套情况无关。而机组指标则是对柴油机和发电机系统的配置状态已经确定的具体机组而言的 , 应该在机组试验时获得。 ISO、D IN 等标准中对表征柴油机性能的指标δ n 、δ , 在表达式中采用了相关的转速进行计算 ; 而对表征机组性能的指标δ f 、 δ A, 则采用频率进行计算。显见 , 前者表示的是柴油机的一种运转品质 , 而后者表示的则是机组的供电品质。但这两个指标均仅取决于柴油机调速器的结构和调整 , 在数值上相等 , 而在概念上则不能混淆。我国军标对机组采用了术语 ‘稳态调速率’, 从名称上反映不出是供电品质的表述。因此 , 作者认为 , 对此采取与 ISO相同的做法 , 即采用稳态频率降 (或偏差 )的名称和定义是较为恰当的。  这种机组稳态性能指标的允许值是由载荷要求决定的。例如 , 对于灯光等照明设备或加热设施 , 频率的稳定并不是很重要的 ; 而对于某些控制电源, 则要求有小的频率偏差 , 偏差的大小取决于控制设备所要求的精度 , 不必要地片面追求小的频率降将会使成本大大提高。有时为了使对额定频率的偏差降低 , 可将额定频率设置得恰好为 fi 与 f100的中点 , 如图 1中纵座标 B 所示 [ 6 ] 。另外 , 频率降对于并联运行有重要的影响 , 将在文中第 5节讨论。

柴油机从空载到满负荷变化时 , 由于调速器的作用 , 稳定转速从 ni 到 nf 的变化情况 , 这一曲线称为柴油机的调速特性或转速 - 功率特性。图中所示把满负荷时的转速设定为额定转速 , 即nf = nr 的情况。在国际标准 ISO 8528 - 5中 , 总是用频率来表示机组的特性 , 因此 , 当把纵座标改为频率后 , 此曲线就成为机组的频率 - 转速特性。

柴油机的调速特性或机组的频率 - 功率特性曲线完全取决于柴油机调速器的结构与调整。对于机械式调速器或带液压或电伺服的调速器 , 在空载和满载状态一定会有一个转速差 , 其极限值受制于调速器的结构和精度。因此此特性曲线总是成一斜线 ,而稳态转速 (频率 )降的大小 , 就确定了它的斜率。对于电子调速器 , 载荷的变化通过电信号获得相应的供油量的支持。特别 , 对于现代电控喷射的柴油机 , 更是简单地直接由程序设定了转速 - 供油量关系 , 因此可以轻易地实现转速 (频率 )降为零的特性。

前已提及 , 当机组在固定载荷下运行时 , 其转速乃至频率实际上是在一定范围内波动的。我国军标中对机组的 ‘转速波动率 ’作出了规定 , 这是反映供电品质的另一重要指标 , 它定义为机组在某一固定负载下运行时 , 在某一定间隔时间内测得的最高或最低转速 n与其平均值 nm 之差与平均值 nm 的百分比 , 即

υ( % ) = ( n - nm ) ×100(2)nm

该指标确定了机组稳定工作时的频率波动程度。虽然它涉及的是频率的波动 , 但它是在负载固定也即机组稳定工作的情况下测定的 , 因此也是机组的一项稳态性能指标。但在 ISO标准中并没有与此相同的指标。在 ISO 8528 - 5中有一 ‘稳态频率带’ (Steadystate frequency band)指标与此相类似。其定义为机组在固定功率下运行时 , 其频率变动的带宽与其额定频率之比 , 以百分比表示 , 即

Δfβ f =×100 (3) fr

式中Δf为频率变动的带宽 , 而 fr 则为机组的额定频率。在此即使把频率转换成转速 , 式 (3) 也是与式 (2)不同的 , 因为Δ f是与 2 ( n - nm )相对应的 , 并且fr 应转换成 nr , 而不是 nm 。因此 , 对于同一机组, 我国军标中的 ‘转速波动率 ’和 ISO ‘稳态频率带 ’指标数值上是不等的。同时还可看出 , 对于相同的转速波动范围 , ‘转速波动率’会随平均转速的不同而不同。但 ‘稳态频率带’则不会随平均转速变化 , 它取决于机组的额定转速。

在关于发电机组用柴油机的 ISO 8528 - 2标准中没有这一类表征转速波动的指标。这是因为这种指标是与机组的配置有关的。单机状态反映的转速波动是与机组不同的 , 因此不能作为评判机组性能的指标。由此可以看出 , 用于柴油机的指标与用于机组的指标是不可混淆的 , 下文对动态指标的讨论更能说明这一问题。

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