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技術(shù)與安全知識(shí) |
柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行期間耗油量的計(jì)算公式 |
摘要：關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組油耗問(wèn)題一直是康明斯用戶比較關(guān)注的，通常按照慣例廠家在標(biāo)注耗油量時(shí)，進(jìn)口品牌機(jī)是習(xí)慣于按"≥"計(jì)算，而國(guó)產(chǎn)品牌機(jī)是習(xí)慣于按"≤"計(jì)算，一般國(guó)產(chǎn)機(jī)耗油是全負(fù)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(jī)在全負(fù)荷使用的情況下每千瓦每小時(shí)≥201克至220克左右。用戶在選購(gòu)時(shí)可以從進(jìn)口機(jī)與國(guó)產(chǎn)機(jī)的差價(jià)結(jié)合自己實(shí)際需要的使用時(shí)間來(lái)計(jì)算公道的選購(gòu)方案，對(duì)于使用單位來(lái)說(shuō)，掌握柴油發(fā)電機(jī)的耗油量計(jì)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(hù)環(huán)境。
一、怎樣計(jì)算耗油量
1、傳統(tǒng)人工計(jì)算法
經(jīng)常有客戶向康明斯發(fā)電機(jī)公司咨詢其設(shè)備運(yùn)行期間的油耗公式和實(shí)際消耗，如：200KW柴油發(fā)電機(jī)組，八小時(shí)的耗油量是多少公升？
舉例：我公司有一臺(tái)200KW柴油發(fā)電機(jī)組。 康明斯發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力型號(hào)是6LTA83.9-G2，當(dāng)負(fù)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(jī)大約要配220KW的柴油機(jī)。柴油機(jī)的耗油一般是190--220克/千瓦/小時(shí)（視不同的機(jī)器、不同牌號(hào)的燃油）。
（1）現(xiàn)以200克/千瓦/小時(shí)計(jì)算：220（KW）*0.2（Kg）*8=352(Kg)，因?yàn)轭l率不同，耗油率也不同，其不同耗油曲線如圖1、圖2所示。
（2）中石化0號(hào)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(jī)組，八小時(shí)的耗油量大約是419公升。
2、儀器檢測(cè)法
（1）加注量法
這是一種最常用的方法，用于計(jì)算柴油機(jī)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(cè)出來(lái)，并記錄下來(lái)，接著給柴油機(jī)加滿油，并記錄下加油的數(shù)量。當(dāng)工作結(jié)束后，在再次測(cè)量柴油箱的容量，并減去之前的數(shù)據(jù)，就能得到柴油機(jī)的耗油量。但需要注意的是，這種方法計(jì)算出的數(shù)據(jù)可能會(huì)存在誤差，因?yàn)椴裼蜋C(jī)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(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和工作條件也會(huì)影響油耗。
（2）油箱計(jì)油器
油箱計(jì)油器是一種專門用于柴油機(jī)耗油量計(jì)量的計(jì)量器具，它會(huì)根據(jù)柴油機(jī)的儲(chǔ)油量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并記錄下柴油機(jī)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(shù)據(jù)精度。不過(guò)，使用油箱計(jì)油器可能需要一些專業(yè)知識(shí)和技能，同時(shí)也需要對(duì)儀器設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)進(jìn)行定期維修。
（3）用油量計(jì)
用油量計(jì)是一種另類的柴油機(jī)耗油量計(jì)量方法，其原理是通過(guò)測(cè)量柴油機(jī)的排氣量，和排放的廢氣中的油蒸氣量，計(jì)算出柴油機(jī)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(shù)據(jù)精度。但使用用油量計(jì)也需要一些技術(shù)儲(chǔ)備和專業(yè)知識(shí)，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(jī)燃油消耗率曲線（50HZ） |
圖2 6LTAA8.9-G2康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率曲線（50HZ） |
二、計(jì)算公式是如何形成的
首先我們都了解柴油機(jī)工作原理，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)把柴油燃燒所釋放出的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能（做功示例如圖3所示），交流發(fā)電機(jī)再把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。于是在每次的轉(zhuǎn)換過(guò)程中都會(huì)有一部分的能量損失掉，轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的能量永遠(yuǎn)只是燃燒放出的總能的一部分，其百分比就稱為柴油機(jī)的熱效率。柴油熱效率是對(duì)于特定熱能轉(zhuǎn)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(biāo)，一般用百分比表示，柴油機(jī)的熱效率能達(dá)到35%-45%，計(jì)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(jī)廠家大都會(huì)用g/kw.h代表其參數(shù)，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，也有經(jīng)銷商會(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(jī)做功熱效率 |
圖4 柴油機(jī)熱效率效果示意圖 |
燃油消耗率簡(jiǎn)稱耗油率或耗油量，它是柴油機(jī)工作每千瓦小時(shí)所消耗油A的克數(shù)，單位為g/(kWh)。以指示功率計(jì)的每千瓦小時(shí)的燃油消耗率稱為指示燃油消耗率，以有效功率計(jì)的每千瓦小時(shí)的燃油消耗率稱為有效燃油消耗率。前者表示柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性的指示指標(biāo)。后者表示某油機(jī)經(jīng)濟(jì)性的有效指標(biāo)。
在柴油機(jī)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(cè)出轉(zhuǎn)矩Me和轉(zhuǎn)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(jī)的耗油量大約在0.2升/千瓦/小時(shí)左右。耗油的指標(biāo)由以下幾個(gè)因素決定：各種品牌的柴油發(fā)電機(jī)組，其消耗油量不同；用電負(fù)載的大小有關(guān)。所以要參照發(fā)電機(jī)組的廠家說(shuō)明書。
三、油箱容量核算
柴油發(fā)電機(jī)房是為了在緊急情況下提供電力供應(yīng)，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(jī)房的重要組成部分之一，油箱的大小的計(jì)算則顯得尤為重要。
（1）油箱的大小需要根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率和運(yùn)行時(shí)間來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)的功率越大，所需的油箱容量也會(huì)相應(yīng)增加。而運(yùn)行時(shí)間則需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，一般可以按照24小時(shí)來(lái)計(jì)算。
（2）為了確保柴油發(fā)電機(jī)在緊急情況下能夠持續(xù)供電，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定所需的儲(chǔ)油時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，用柴油發(fā)電機(jī)房需要至少能夠保證24小時(shí)的連續(xù)運(yùn)行，以應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。
（3）在確定了運(yùn)行時(shí)間后，我們可以根據(jù)發(fā)電機(jī)的燃油消耗率來(lái)計(jì)算油箱的大小。發(fā)電機(jī)的燃油消耗率通常以升/小時(shí)為單位。假設(shè)某發(fā)電機(jī)的燃油消耗率為10升/小時(shí)，運(yùn)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(jī)的功率和運(yùn)行時(shí)間外，還需要考慮柴油發(fā)電機(jī)房的可用空間。油箱的大小應(yīng)該根據(jù)可用空間來(lái)合理確定，以確保油箱能夠順利安放在機(jī)房?jī)?nèi)，并且方便進(jìn)行加油和維護(hù)。
（5）還需要考慮柴油的保存期限和質(zhì)量問(wèn)題。柴油在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)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(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存而導(dǎo)致柴油的浪費(fèi)和質(zhì)量下降。
四、影響柴發(fā)油耗的因素
1、柴油機(jī)工作質(zhì)量
柴油機(jī)工作質(zhì)量對(duì)燃油消耗影響是很大的，穩(wěn)定的柴油機(jī)工作質(zhì)量是降低柴油機(jī)油耗的基礎(chǔ)，柴油機(jī)工作質(zhì)量不穩(wěn)定，降低柴油發(fā)電機(jī)組的油耗就無(wú)從談起，柴油機(jī)良好的燃燒熱力狀態(tài)是降低油耗的保證。柴油機(jī)增壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)各部件良好的質(zhì)量狀態(tài)，是保證柴油機(jī)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(duì)柴油機(jī)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(duì)于柴油機(jī)的耗油關(guān)系十分密切。中冷器對(duì)于柴油機(jī)節(jié)油也很重要。有關(guān)試驗(yàn)表明，增壓空氣溫度每降低10℃,柴油機(jī)功率可提高2%-3%;如果柴油機(jī)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(dǎo)致空氣的流通阻力加大，柴油機(jī)空氣進(jìn)氣量不足，冷卻效果等主要指標(biāo)降低，影響柴油機(jī)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(xiàn)節(jié)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(fèi)。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(fèi)。
2、柴油機(jī)冬季低溫使用
為了防止柴油發(fā)電機(jī)組凍害事故的發(fā)生，康明斯運(yùn)用條件規(guī)定：柴油機(jī)的油、水溫度低于20℃時(shí)不得起機(jī)，在寒冷的冬季柴油發(fā)電機(jī)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(jī)組冬季使用時(shí)，由于主要柴油機(jī)處于低溫狀態(tài)或運(yùn)行中低負(fù)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(jī)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(jié)：
綜上所述，掌握柴油機(jī)耗油量計(jì)量方法對(duì)于用戶來(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(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇最適合自己的計(jì)量方法，從而提高數(shù)據(jù)精度和使用效益。此外，耗油量可以根據(jù)發(fā)電機(jī)廠家給出的數(shù)字來(lái)核算最終數(shù)值，但是，柴油發(fā)電機(jī)房油箱大小的計(jì)算是一個(gè)綜合考慮多個(gè)因素的過(guò)程。除了發(fā)電機(jī)的功率和運(yùn)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(jī)在緊急情況下能夠持續(xù)供電，保障生產(chǎn)工廠的安全和生活需求。
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