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柴油发电机出租的主要动态性能指标

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:

 柴油发电机出租的主要动态性能指标

与稳态性能指标相似 , 在我国军标中对机组动态性能指标是用转速来描绘的 , 而在 ISO 及 D IN 标准中则是用频率来描绘的。

ISO 8528 - 5中定义 : 随某一突变载荷出现的调速过程中 , 瞬时下冲 (或上冲 ) 频率 fd,m in (或 fd,max )与初始频率 farb之间的差相对于额定频率 fr (见图 1)的百分比称为瞬态频率差 ( Transient fre quency difference) , 即

δ fd- = (fd,min - farb ) ×100及δ fd+ = (fd,max - farb ) ×100 (4) fr fr

图 1所示情况 , 在突加载荷时 farb = fi , 而在突卸载荷时 farb = fr。


瞬态频率偏差 (Transient frequency deviation) , 即
该标准同时还定义 : 随某一突变载荷出现的调速过程中瞬时下冲 (或上冲 )频率 fd,min (或 fd,max )与额定频率 fr 之间的差相对于额定频率的 fr 百分比称为

δ fd-yn (fd,min - fr ) ×100及δ fd+yn (fd,max - fr ) ×100 fr fr

(5)可以看出两个指标的定义仅一字之差。当稳态频率降变化时 , 图 1所示的机组工作曲线会发生纵向的平移 , 但值 ( fd,min - fi )是基本不变的。因此 , 频率下冲的 ‘瞬态频率差’基本上是不会随稳态指标整定值变化而变化的。而后一指标 ‘瞬态频率偏差’则不同 , 当稳态整定值变化时 , fd,min和 fd,max数值发生了变化 , fr 保持不变 , 从而使得这一指标发生了变化。

D IN 6280 (1983 - 1986)采用的表述与此相类似 , ‘瞬态频率差’称为 ‘动态 (瞬态 )频率变化’, 而 ‘瞬态频率偏差’则称为 ‘动态 (瞬态 )频率偏差。

在我国军标中仅有与瞬态频率偏差相当的指标 , 但它用转速来表述 , 并定义突卸载荷时 , 比值

δ d+ (% ) = (nmax - nr ) ×100, 及突加载荷时 , 比 nr

值δ d- (% ) = (nmin - nr ) ×100为机组的瞬态调表 2 几种标准对柴油发电机组主要瞬态性能指标的定义

ISO 8528 - 1993 GJB 1988 - 94

D IN 6280 (1983 - 1986)

GB /T 2820 - 1997 GJB 4000 - 2000

动态频率偏差 瞬态调速率

瞬态频率偏差

( δ f = f f - f ) ×100 δ f = (f f- f ) ×100 δ = (n n- n ) ×100

f 注 : 原标准中用 n 表示 n 电 r

动态频率变化瞬态频率差 (f - f )(指 δ f = f - f ) ×100 δ f = f ×100速r 注 : 原标准中用 f 表示 fr

  除了这一指标外 , 恢复时间 (军标称稳定时 荷变化时 , 从机组频率超越稳定频率的正常波动范间 )也是一个描绘动态性能的重要指标 , 是指当载 围开始至载荷变动结束后重新落入允许的波动范围率。由于这一指标(nr)随着稳态指标整定值变化 , 所以在实践中 , 当这指标与规定值稍有偏离时 , 可以通过稳态指标整定值在允差范围内的调整来进行补偿。表 2为几种标准对柴油发电机组主要瞬态性能指标的定义。

稳态运行的一段时间 , 即图 1所示的间隔 tR 。

机组的这些动态性能主要取决于以下几方面因素。

柴油机的结构型式。也即 , 是自然吸气式柴油机还是涡轮增压柴油机 ; 同时还取决于涡轮增压器、调速器和喷油泵的具体结构。对于自然吸气式柴油机 , 易于获得高的动态性能指标 ; 对涡轮增压柴油机 , 则由于增压过程无法瞬间完成过渡 , 载荷变化时需要的加速 (或减速 )时间要长得多 , 动态性能较差。某些品牌的柴油机增压器叶轮采用了轻质、耐高温的材料制造 , 运转惯性大大减小 , 其动态性能会有所改善。就调速器而言 , 电子调速器

对此有着重大影响。因此在柴油机发电机组2的国际要优于机械式调速器 , 例如 , 采用 Barber Colman 电子调速器 , 这一动态指标可比机械调速器提高一个等级。

整个机组中包括柴油机、飞轮、联轴器、发电机转子等旋转质量的转动惯量。大的转动惯量可以降低载荷变化时转速波动的幅值 , 从而减小瞬态频率偏差。而对于恢复时间则可能有正反两方面的影响 , 需要具体分析。因此调整惯量值时 , 必需要考虑到这两个指标的折衷。通常可以通过选择不同尺寸的飞轮 , 或不同型号的联轴器来调节转动惯量。

柴油机的功率裕度。保证机组额定电功率所需的柴油机功率与该柴油机能发出的最大持续功率的比值就表示了该柴油机配机的功率裕度。此比值越小 , 表示柴油机配机的功率裕度越大 , 机组的动态性能要求就越易达到。

对机组的加载比例。对自然吸气式柴油机 , 突加、突卸 100%负荷都是可以办到的。而对涡轮增压柴油机由于增压器的工作无法实现瞬间过渡 , 突加 100%负荷通常无法做到。因此需要按一定比例分级加载。柴油机的平均有效压力取决于柴油机的许多结构因素和燃烧过程的组织 , 柴油机的增压程度

标准 ISO 8528 - 5和老的德国标准 D IN6280中都推荐了根据平均有效压力值确定加载等级和载荷比例的做法 , 具体如图 3所示。而在较早的 ISO3046 - 1978 中却规定了不同形式的加载等级 - 比例曲线 [7 ] (图 4)。这种变化主要是由于柴油机增压技术的发展 , 增压度越来越高 , 陈旧的经验已经不再适用 , 而人们的认识也在技术发展的过程中不断提高 , 根据新的经验作出了这种改变。经验证明 , 高载荷段对瞬态指标的影响要比低载荷段大得多。因此高载荷段的比例间隔要比低载荷段小得多。这是图 3和图 4中除了载荷级数外的另一差别。

图中所给出的分级比例也仅是作为参考的指导值。在实际运用中还必需考虑用电设备的工作要求 , 然后通过对系统配置的调整确定加载等级和比例。因此无论 ISO 或 D IN 标准都特别强调了用户和制造商进行协商的必要性。这样可能会出现以下情况 : 相同配置的机组由于用电设施不同 , 加载的比例不同 , 达到的机组精度等级会不同。由此表明 , 机组的精度等级具有相对性 , 它对负载有很大的依从性。

图 3 取决于平均有效压力 pe的发电机组最大可能加载分级指导值 ( ISO 8528 - 1993, ISO 3046 - 1995 推荐 )

图 4 取决于平均有效压力 pe的发电机组最大可能加载分级指导值 ( ISO 3046 - 1977推荐 )

在计算机技术高度发达的今天 , 可以通过模拟计算来预测机组系统可能达到的性能水平 , 这对于正确选定柴油机 , 预先确定系统配套状态是极有帮助的。

图 5为德国 DEUTZ MWM 公司在上世纪八十年代为我国某 400kW 船用发电机组提供柴油机时 , 为满足机组的稳态、动态性能 , 预先对系统进行模拟计算的部分结果 [ 8 ] 。计算系统采用了 WOOD WARD PSG液压调速器 , 分 0~62 5%和 62 5% ~ 100%两级加载。在稳态速度降设定为 4%的情况下 , 第一级加载得到的动态频率偏差为 8%左右, 即图示情况 ; 而第二级加载尽管只有 375%的载荷增值 , 动态频率偏差却达到了 10%。恢复时间均接近 3 s。该机组要求动态偏差不大于 7% , 恢复时间不大于 3 s。由于动态偏差过大 , 这种配置不能符合要求。后来改用 BARBER—COLMAN 电子调速器 , 才达到了要求。

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