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柴油发电机组特殊现场条件下选型规范
页面更新时间:2016-02-28 09:12

      

  1.柴油发电机组的标称功率及其现场条件

    ISO8528-1:1993及GB2820.1-1997对交流发电机组的用途、定额和性能作了明确规定,该标准将交流发电机组的输出功率分为三种,即持续功率(COP)、基本功率(PRP)和限时运行功率(LTP),而该标准同时也对发电机组运行的现场条件做出规定:现场条件由用户确定,在现场条件未知且未另作规定的情况下,应采取下列额定现场条件:
  
  ——绝对大气压力:89.9kPa(或海拔高度1000m)
  ——环境温度:313K(40℃) 
  ——相对湿度:60%
  
  科泰K系列柴油发电机组铭牌标称的输出功率分为备用功率(StandbyPower)和长行功率(Primepower),其现场条件等同于GB2820.1-1997或ISO8528-1:1993。即海拔高度1000m,环境温度40℃,相对湿度60%。
  
  长行功率(Primepower)定义为在规定的维修周期之间和规定的环境条件下,每年可能运行的时数不受限制的某一可变功率序列内存在的最大功率,等同于国标和ISO标准中的基本功率(PRP)。
  
  备用功率(StandbyPower)定义为:发电机组在规定的维修周期之间和规定的环境条件下能够连续运行300h,每年最多500h工作小时的最大功率。等同于国标和ISO标准中的限时运行功率(LTP)。
  
  2.柴油发电机组标称功率的决定因素
  
  作为柴油发电机组成套商,在进行发电机组标称功率时主要考虑三方面的因素影响:即柴油发动机的ISO标准功率Pr1,发电机的额定输出功率为Sr2,发电机的效率η。
  
  柴油发动机的ISO标准功率Pr1分为基本功率(PP),连续备用功率(CSP)和最大备用功率(MSP),均是指柴油机飞轮端所输出的额定机械功率。
  
  发电机的额定功率是以额定视在功率Sr2和在额定功率因数0.8时的额定有功功率Pr2来标称的,分为基本持续定额(BR)和峰值持续定额(PR),发电机的效率是指输出功率与输入功率的比值。
  
  科泰K系列柴油发电机组的额定长行功率(PrimePower)和额定备用功率(StandbyPower)均严格按照柴油发动机的额定功率,发电机额定功率来进行科学计算,并在额定现场条件下进行测试而标定的,具有准确性和科学性。
 
  3.在非额定现场条件下柴油发电机组输出功率的修正
  
  3.1不同现场条件对机组输出功率的影响
  
  3.1.1环境温度的影响
  
  当环境温度过高时,空气密度降低,柴油发动机燃烧时氧气量减少,燃烧效率减低,因而会减低柴油机的机械输出功率;同时发电机工作时需要冷空气对绕组进行冷却,在环境温度过高时,冷却效果降低,发电机绕组内部温度升高,为保证发电机的绕组温度在允许范围内也必须降低发电机的输出功率。
  
  以科泰K系列柴油发电机组为例,各品牌柴油发动机和发电机的输出功率随环境温度的升高而修正的参数见表一。

名称 品牌 型号 修正方法
柴油发动机 John Deere 3029DF128 4039DF008 4039TF008 4045TF258 4045HF158 6068TF258 6068HF158 6081AF001 6081HF008 环境温度每升高5.5℃,输出功率下降 1.5%
6125HF070 环境温度每升高5.5℃,输出功率下降 0.5%
Volvo Penta TD520GE 环境温度每升高5℃, 输出功率下降 3%
TAD520GE TD720GE TAD720GE 环境温度每升高5℃, 输出功率下降 2%
TWD710G TWD740GE TAD740GE TAD1630GE TAD1631GE 环境温度每升高5℃, 输出功率下降 1.5%
TAD1240GE TAD1241GE TAD1242GE 无降低
Mitsubishi 各型号 环境温度每升高5℃,输出功率下降 2%
发电机 Stamford 各型号 环境温度每升高5℃,输出功率下降 3%

  3.1.2海拔高度的影响
  
  当海拔高度升高时空气密度也会降低,同样影响柴油发动机和发电机的输出功率。以科泰K系列柴油发电机组为例,各品牌柴油发动机和发电机的输出功率随海拔高度的升高而修正的参数,见表二。

名称 品牌 型号 修正方法  
John Deere 3029DF128 4039DF008 海拔每升高300m,输出功率下降 3%  
4039TF008 4045TF258 4045HF158 6068TF258 6068HF158 2500m以下无需修正,2500m以上海拔每升高300m输出功率下降2.5%  
6081AF001 6081HF008 2300m以下无需修正,2300m以上海拔每升高300m输出功率下降4%  
6125HF070 2745 m以下无需修正,2745m以上海拔每升高300m输出功率下降5%  
Volvo Penta TD520GE TAD520GE TD720GE TAD720GE TWD710G TWD740GE TAD740GE TAD1630GE TAD1631GE 海拔每升500m输出功率下降4%
TAD1240GE TAD1241GE TAD1242GE 4400m以下无需修正,4400m以上输出功率下降 10%
Mitsubishi 各型号 海拔每升高300m,输出功率下降2.5%
发电机 Stamford 各型号 海拔4000m以下,每升高500m.输出功率下降3%, 海拔4000m以上,每升高500m.输出功率下降4%

 
  3.1.3电子喷油柴油发动机的优越性
  
  从表一、表二中可以看出,JOHNDEERE6125HF070电子喷油柴油机和VOLVOPENTATAD1240GE、TAD1241GE、TAD1242GE电子喷油柴油机,在高海拔地区和高环境温度条件下使用时,输出功率下降量极少。以VolvoPentaTAD1240GE与TWD1211G(被替代机型)为例进行对比,见表三。

机型 TWD1211G TAD1240GE
额定功率 282kW 283kW
环境温度修正 40℃以上每升高5℃,输出功率下降1.5%。 60℃环境温度时,输出功率265kW 无需修正, 60℃环境温度时输出功率283kW
海拔高度修正 3000m以下时,每升高500m,输出功率下降4%,3000m以上时, 每升高500m,输出功率下降6%. 4000m海拔高度时, 输出功率282(1-16%-12%)=259kW 5000m海拔高度时, 输出功率282×(1-16%-24%)=169.2kW 4400m以下时无需修正,4400m以上时,输出功率下降10%. 4000m海拔高度输出功率283kW, 5000m海拔高度时, 输出功率283×(1-10%)=254.7kW

  电子喷油柴油机采用了电子喷油控制技术,通过对安装在发动机上一系列的传感器检测到的柴油机各种数据来精确地控制每个喷油器的喷油正时和喷油量,可以有效地降低排放,使排放指标符合欧洲二号排放标准,可以降低燃油消耗率.由于电子控制单元通过对进气岐管的进气压力、燃油温度的精密测量,并以此来控制喷油正时和喷油量,使得电子喷油柴油机在高海拔地区和高温度环境下有更低的功率下降。
  
  3.1.4科泰K系列柴油发电机组高海拔地区输出功率速查表
  
  根据柴油发动机在不同海拔条件下输出功率的修正方法,并综合考虑科泰K系列柴油发电机组组装条件,特制定科泰K系列柴油发电机组高海拔地区输出功率速查表见表四:
  表四

型号 柴油机 发电机 额定现场条件输出功率(kVA) 高海拔条件输出功率(kVA)
2000m 3000m 4000m 5000m
KJ31/KJ35E 3029DF128 BCI184G 31/35 28/30 25/27 22/24 19/20
KJ40/KJ44E 4039DF008 UCI224C 40/44 40/44 38/42 35/38 32/35
KJ63/KJ70E 4039TF008 UCI224F 63/70 63/70 60/66 55/60 50/55
KJ80/KJ90E 4045TF258 UCI224G 80/90 80/90 76/84 70/77 64/70
KJ100/KJ110E 4039HF158 UCI274C 100/110 100/110 95/105 88/96 80/88
KJ115/KJ125E 6068TF258 UCI274D 115/125 115/125 110/120 100/110 92/100
KJ150/KJ165E 6068HF158 UCI274F 150/165 150/165 142/157 131/144 120/132
KJ190/KJ205E 6081AF001(A) UCI274H 190/205 190/205 180/198 146/160 121/134
KJ230/KJ250E 6081AF001(B) UCD274J 230/250 230/250 218/240 177/195 147/162
KJ275/KJ300E 6081HF001(B) HCI444D 275/300 275/300 261/287 212/233 176/194
KJ300/KJ330E 6125HF070(A) HCI444D 300/330 300/330 294/323 240/264 186/205
KJ350/KJ380E 6125HF070(B) HCI444F 350/380 350/380 343/377 280/308 217/236
KJ380/KJ425E 6125HF070(C) HCI444F 380/425 380/425 372/410 304/334 236/260
KV80/KV90E TD520GE UCI224G 80/90 74/81 67/74 61/67 54/60
KV100/KV110E TAD520GE UCI274C 100/110 92/101 84/92 76/84 68/75
KV125/KV140E TD720GE UCI274E 125/140 115/127 105/116 95/105 85/94
KV150/KV165E TAD720GE UCI274F 150/165 138/152 126/139 114/125 102/112
KV190/KV205E TWD710G UCI274H 190/205 175/187 160/172 144/156 129/140
KV200/KV220E TWD740GE UCI274H 200/220 184/202 168/185 152/167 136/150
KV250/KV275E TAD740GE UCI444C 250/275 230/253 210/231 190/209 170/187
KV325/KV358E TAD1240GE HCI444E 325/358 306/336 286/315 267/293 240/265
KV375/KV410E TAD1241GE HCI444F 375/410 357/393 334/368 312/343 281/309
KV410/KV450E TAD1242GE HCI544C 410/450 410/450 396/436 369/406 333/366
KV450/KV500E TAD1630GE HCI544C 450/500 414/460 378/420 342/380 306/340
KV500/KV550E TAD1631GE HCI544D 500/550 460/506 420/462 380/418 340/374
KM600/KM660E S6R-PTA HCI544E 600/660 552/607 504/554 450/495 402/442

  注:1.额定现场条件等同于GB2820.1-1997或ISO8528-1:1993,即海拔高度1000m,环境温度40℃,相对湿度60%。
  2.电子喷油控制柴油发电机组。为在高海拔条件下获得更大的输出功率和具有更好的经济性,可以选用科泰高海拔条件特殊配置机组,请参考表五。

机组型号 柴油机 发电机 额定现场条件输出功率(kVA) 高海拔条件输出功率(kVA)
2000m 3000m 4000m 5000m
KV325/KV358E TAD1240GE HCI444F 325/358 325/358 325/358 312/343 281/309  
KV325/KV358E TAD1240GE HCI544C 325/358 325/358 325/358 325/358 293/358  
KV375/KV410E TAD1241GE HCI544C 375/410 375/410 375/410 375/410 333/366
KV410/KV450E TAD1242GE HCI544D 410/450 410/450 410/450 410/450 370/407


  3.1.5科泰K系列柴油发电机组高环境温度条件下输出功率速查表
  根据柴油发动机和发电机在不同环境温度条件下输出功率和输出功率的修正方法,并综合考虑科泰K系列柴油发电机组组装条件,特制定科泰K系列柴油发电机组高环境温度下输出功率速查表见表六:

机组型号 柴油机 发电机 额定现场条件输出功率(kVA) 高环境温度下输出功率(kVA)
45℃ 50℃ 55℃ 60℃
KJ31/KJ35E 3029DF128 BCI184G 31/35 30.5/34.5 30/34 29.6/33.4 29/33
KJ40/KJ44E 4039DF008 UCI224C 40/44 39.4/43.3 38.8/42.7 38.2/42 37.6/41.4
KJ63/KJ70E 4039TF008 UCI224F 63/70 62/69 61/68 60/67 59/66
KJ80/KJ90E 4045TF258 UCI224G 80/90 79/89 78/87 76.4/86 75/85
KJ100
KJ110E
4039HF158 UCI274C 100/110 98.5/108 97/107 96/105 94/103
KJ115
KJ125E
6068TF258 UCI274D 115/125 113/123 112/121 110/119 108/118
KJ150
KJ165E
6068HF158 UCI274F 150/165 148/163 146/160 143/158 141/155
KJ190
KJ205E
6081AF001(A) UCI274H 190/205 187/202 184/199 181/196 179/193
KJ230
KJ250E
6081AF001(B) UCD274J 230/250 227/246 223/243 220/239 216/235
KJ275
KJ300E
6081HF001(B) HCI444D 275/300 271/296 267/291 263/287 259/282
KJ300
KJ330E
6125HF070(A) HCI444D 300/330 291/320 282/310 273/300 264/290
KJ350
KJ380E
6125HF070(B) HCI444F 350/380 346/381 343/377 340/374 334/368
KJ380
KJ425E
6125HF070(C) HCI444F 380/425 368/405 357/393 346/380 334/368
KV80
KV90E
TD520GE UCI224G 80/90 78/85 75/83 73/80 70/77
KV100
KV110E
TAD520GE UCI274C 100/110 98/108 96/106 94/103 92/101
KV125
KV140E
TD720GE UCI274E 125/140 123/135 120/132 118/129 92/101
KV150
KV165E
TAD720GE UCI274F 150/165 147/162 144/158 141/155 115/127
KV190
KV205E
TWD710G UCI274H 190/205 186/205 182/200 178/196 138/152
KV200
KV220E
TWD740GE UCI274H 200/220 196/216 192/211 188/207 175/192
KV250
KV275E
TAD740GE UCI444C 250/275 245/270 240/264 235/259 230/253
KV325
KV358E
TAD1240GE HCI444E 325/358 315/347 305/336 296/325 286/315
KV375
KV410E
TAD1241GE HCI444F 375/410 369/405 357/393 346/380 334/368
KV410
KV450E
TAD1242GE HCI544C 410/450 410/450 410/450 410/450 396/436
KV450
KV500E
TAD1630GE HCI544C 450/500 443/488 436/480 430/473 423/465
KV500
KV550E
TAD1631GE HCI544D 500/550 492/542 485/553 477/525 470/517
KM600
KM660E
S6R-PTA HCI544E 600/660 582/640 564/620 546/600 528/580
KM650
KM750E
S6R2-PTA HCI544F 650/750 630/728 611/705 592/682 572/660
KM750
KM825E
S6R2-PTAA LV614B 750/825 728/800 705/776 682/750 660/726
KM1050
KM1160E
S12H-PTA LV614F 1050/1160 1018/1125 987/1090 956/1055 924/1020
KM1275
KM1425E
S12R-PTA LV614G 1275/1425 1237/1382 1198/1438 1160/1297 1122/1254
KM1375
KM1530E
S12R-PTA2 HCI734E 1375/1530 1334/1481 1292/1438 1251/1392 1210/1346
KM1735
KM1900E
S16R-PTA HCI734E 1735/1900 1683/1843 1630/1786 1579/1729 1526/1672
KM1900
KM2100E
S16R-PTA2 HCI734H 1900/2100 1843/2027 1786/1964 1729/1902 1672/1839
KM2000
KM2250E
S16R-PTAA2 HCI734H 2000/2250 1940/2182 188-/2115 1820/2047 1760/1980
 

 

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