Как выбрать правильный размер дизельного генератора, не перегружая или не загружая его

Правильное размещение дизельного генератора - это разница между годами надежного резервного питания и дорогой, подверженной отказу установкой.сжигает избыточное топливо при легкой нагрузке, и развивает влажное стекание, в то время как недостаточный блок падает напряжение и частоту в момент старта большого двигателя.и номинальной непрерывной мощности в соответствии с реальным профилем нагрузки объектаУсловия на месте, такие как высота, температура окружающей среды и рабочий цикл, также уменьшают полезную мощность и входят в расчет.Исследования нагрузки, которые смотрят только на сумму таблички, обычно пропускают потоки перенапряжения, которые на самом деле определяют спецификацию. Метод ниже написан для менеджеров по закупкам, инженеров заводов и консультантов, которые должны защитить свой выбор размера.почему точность защищает как надежность, так и операционный бюджет, и как проработать исследование нагрузки шаг за шагом, чтобы указать набор дизельных генераторов, который запускает каждую нагрузку, работает эффективно и обслуживает площадку в течение десятилетий.

Что такое дизельный генератор?

Diesel generator set sizing is the engineering process of determining the kW and kVA output a generating set must provide so that it can start and continuously supply every connected load without exceeding its design limitsДизельный генератор на самом деле состоит из двух машин, соединенных на одной базовой раме:дизельный двигатель, вырабатывающий механическую мощность в киловаттах, и генератор, преобразующий ее в электрическую мощность в киловатт-амперах при заявленном коэффициенте мощностиДвигатель должен обеспечивать достаточную реальную мощность для всех рабочих нагрузок, а генератор должен нести видимую мощность.включая большое реактивное потребление электродвигателей во время запуска.

Рейтинги определены в ISO 8528-1. Сила ожидания, часто сокращаемая ESP, является максимальной выходной мощностью, доступной для переменной нагрузки во время отключения электроснабжения,без допускаемой перегрузки и, как правило, с ограниченным количеством рабочих часов в годОсновная мощность, или PRP, охватывает переменную нагрузку, которая может работать в течение неограниченного количества часов и позволяет 10% перегрузки в течение 1 часа в 12.для постоянной нагрузки без ограничения часов без перегрузкиПоскольку показатель ожидания набора обычно примерно на 10% выше, чем его простейший показатель,устройство, выбранное только по режиму ожидания, может быть выведено за пределы своей непрерывной способности, когда отключение становится событием в течение всего дня..

Размеры должны также отражать поведение нагрузок.и компрессоры черпают от шести до восьми раз их полный ток загрузки в течение первых секунд прямого запуска на линииЭлектронное оборудование, такое как приводы с переменной частотой, бесперебойные источники питания и нагрузки на ИТ, добавляют гармоники и высокие факторы креста.Потому что самый большой двигатель часто диктует размер генератора, набор, выбранный только из общего объема в kW, часто недооценен в кВА.

Наконец, в расчете учитываются коэффициент нагрузки, коэффициент спроса и дерейтинг сайта.Таким образом, применение реалистичных факторов спроса предотвращает перераспределениеНапротив, высота выше 1000 метров и температура окружающей среды выше 40 °C уменьшают плотность воздуха, что означает, что двигатель дает меньше мощности, и генератор также должен быть снижен.Профессиональное исследование нагрузки объединяет все эти элементы для фиксации размера таблички, корпус и класс рейтинга до покупки.

Почему важно корректировать размеры

Слишком большие и слишком малые устройства выглядят как противоположные ошибки, но оба заканчиваются в одном и том же месте: растраченные деньги и ненадежная мощность.и неэффективный на топливном бакеДизельные двигатели достигают наилучшего потребления топлива в пределах от 60 до 80 процентов от номинальной нагрузки; ниже около 30 процентов нагрузки камера сгорания охлаждается, топливо сжигается не полностью,и несожженный углерод собирает на инжекторахЭто состояние известно как влажное складирование: масло разбавляется, стены цилиндров глазурируют, турбокомпрессоры сбиваются, и интервалы ремонта резко сокращаются.Недостаточный комплект терпит неудачу по-другому, но так же болезненно., потому что когда самый большой двигатель запускается, напряжение может опуститься достаточно далеко, чтобы сбросить контакторы, перезагрузить приводы с переменной частотой или заставить автоматический переключатель передачи отказаться от передачи, покидая больницу,центр обработки данных, или линии производства темно в то же самое время запасной энергии был обещан.

Взгляните только на счет за топливо, современные турбогенераторы потребляют порядка 200 г/кВт/ч при номинальной мощности,но потребление на полезный киловатт-час резко растет при легкой нагрузке, потому что трение и вспомогательные системы продолжают черпать энергию, в то время как полезная работа падаетНабор с высокой мощностью, работающий на четверть нагрузки в течение многих лет, сжигает гораздо больше топлива на единицу полезного производства, чем машина правильного размера, и ему нужно быстрее сменить масло и обслуживать инжектор.В течение многолетнего срока действия актива, эти два эффекта часто стоят больше, чем первоначальная разница в цене между двумя машинами.

Выделяются четыре преимущества дизельного генератора правильного размера:

• Снижение общей стоимости собственности.Правильный набор сжигает меньше топлива на полезный кВт·ч, дешевле покупать, транспортировать и устанавливать, и избегает преждевременных ремонтов, вызванных длительным легким грузом.
• Надежное начало и напряжение.Альтернатор достаточно большой, чтобы поглощать стартовые кВА двигателя, поддерживая временные понижения в классе, в то время как регулирование напряжения в равновесном состоянии остается близким к ± 1 проценту, защищая чувствительную электронику.
• Соответствие и аудитоспособность.Устройства, регулируемые NFPA 110, больничные коды или требования страхования должны доказать, что аварийный источник питания соответствует подключенной нагрузке, и документированное исследование размеров является доказательством, которое просят инспекторы.
• Честное пространство для роста.Умышленная маржа от 10 до 25 процентов поглощает новое оборудование без наказания, связанного со слепым переразмещением, и второй блок может быть создан параллельно позже, если спрос удвоится.

Установка ожидания, которая находится в холодном режиме при 20% загрузки в течение нескольких дней между отключениями может быть неправильной машиной, даже если арифметика выглядит правильно,потому что двигатель никогда не достигает рабочей температурыДля работы на заводах, в шахтах и строительных лагерях средняя нагрузка должна находиться в пределах эффективного диапазона двигателя и позволять классу рейтинга и маржи поглощать пики.

Как размерить дизельный генератор в пяти шагах

Если исследование кажется сложным, квалифицированная инженерная группа поставщика может выполнить его за вас.но понимание логики позволяет контролировать спецификацию.

Шаг 1: Проведите инвентаризацию каждого груза

Перечислите каждое оборудование с данными на его табличке: мощность в kW или kVA, напряжение, фаза и коэффициент мощности, и работает ли оно непрерывно, с перерывами или только во время технического обслуживания.Отметьте амперы полного нагрузки каждого двигателя и метод запуска, будь то прямая на линии, звездная дельта, мягкий стартер или приводы с переменной частотой, потому что это определяет начальный всплеск.и помните вспомогательные нагрузки, такие как зарядные устройства для батарей, обогреватели помещений, и сама система передачи топлива.

Шаг 2: Расчет начального и пикового спроса

Двигатели - обычные виновники недостаточного размера наборов.Фактор мощности 9 работает около 83 кВА, но может потребовать примерно от 500 до 600 кВА в течение первых секунд. Решите, какие двигатели запускаются вместе; если самый большой двигатель запускается после того, как другие уже работают, его прилив добавляется к существующей нагрузке.Мягкие стартеры и приводы с переменной частотой сокращают всплеск до примерно в два-три раза превышающего полный ток, что может резко уменьшить размер требуемой рамы генератора. Комплект также должен поддерживать переходный спад напряжения в выбранном классе производительности ISO 8528-5,обычно от 15 до 20 процентов для класса G2, и восстановиться примерно через одну секунду.

Шаг 3: Применение факторов спроса и разнообразия

Не каждая нагрузка работает на полную мощность, и лишь немногие из них работают одновременно.Затем применяют разнообразие по всему объекту так что общий дизайн отражает фактическое поведение, а не сумму наихудшего случая табличек. рассчитывать как рабочий кВт, так и рабочий кВт при коэффициенте мощности 0,8, поскольку набор может быть адекватным в кВт, но ограниченным в кВт.Определяется как средний кВт, разделенный на номинальные кВт, и убедитесь, что нормальное бегство находится между примерно 60 и 80 процентами от рейтинга, который вы собираетесь выбрать.

Шаг 4: Выберите класс рейтинга, маржу и снижение рейтинга сайта

Сопоставьте задачу с ISO 8528-1: рейтинг готовности для аварийной резервной службы, рейтинг преимущества для переменной продолжительности службы и рейтинг непрерывности для постоянной базовой нагрузки.Добавьте от 10 до 25 процентов для увеличения нагрузки и неопределенности измерения, но не больше, потому что маржа не является лицензией на перераспределение.обычно около 1 процента на 100 метров дополнительной высоты и на дополнительные 5-6 °C в зависимости от двигателяНаконец, убедитесь, что генератор kVA, а не только двигатель kW, удовлетворяет исходному исследованию на этапе 2.

Шаг 5: Проверка с помощью испытания на базе нагрузки

Укажите тест с резистивной нагрузкой, прошедшей через 25, 50, 75 и 100 процентов рейтинга, пока вы записываете частоту, напряжение и стабильность,плюс отдельное испытание запуска двигателя, если это практичноСравните расход топлива с данными, подтвердите регулирование напряжения в пределах ±0,5 до 1 процента и регистрируйте температуру выхлопных газов и охлаждающей жидкости.Отчет о испытаниях становится базовым для планового обслуживания и будущего увеличения нагрузки, и защищает как покупателя, так и поставщика, если впоследствии возникнут вопросы.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между режимами ожидания, преимущественного и непрерывного питания?

Подготовка (ESP) охватывает переменную нагрузку во время отключения электроэнергии, обычно ограниченную несколькими сотнями часов в год без перегрузки.с 10% перегрузкой в течение 1 часа в 12. непрерывный (COP) поставляет постоянную нагрузку без перегрузки.

Откуда мне знать, что мой генератор слишком большой?

Классические знаки - легкая нагрузка и влажная загрузка.и углерод строится на инжекторах и кольцах. Стоимость топлива на полезный кВтч растет, а интервалы обслуживания сокращаются.

Что будет, если мой генератор будет слишком маленьким?

Когда самый большой двигатель запускается, напряжение может упасть достаточно, чтобы сбросить контакторы, запустить приводы или остановить автоматический переключатель передачи, оставив защищенные грузы без питания.Альтернатор может перегреться при длительной перегрузкеНачальное исследование измеряет генератор для перенапряжения, а не только для работающих киловатт.

Почему запуск двигателя так важен?

Двигатель прямого запуска в течение первых секунд запуска потребляет от шести до восьми раз больший ток, чем при полной загрузке.Альтернатор должен подавать эту кратковременную кВА, в то время как падение напряжения остается в выбранном классе производительности ISO 8528-5.Поэтому часто неправильно определять размеры от одного только kW.

Сколько дерейтинга необходимо для высоты и температуры?

Выше примерно 1000 метров высоты и 40 ° C окружающей среды плотность воздуха падает, и как двигатель, так и генератор теряют мощность.с дополнительными потерями по мере повышения температурыПопросите производителя о данных о снижении и примените оба фактора.

Надо ли менять размер набора для будущих загрузок?

Маржа от 10 до 25 процентов для планируемого роста разумна, но слепое переоценка приглашает мокрое складирование, более высокие счета за топливо, и растраченный капитал.документировать исследование нагрузки, и планируют добавить второй комплект параллельно, если спрос впоследствии вырастет выше возможностей первого блока.

Заключение

Правильное размещение дизельных генераторов сбалансирует три вещи: реальный профиль нагрузки, начальное поведение двигателей и физические условия на месте.Слишком большие объемы расходуют капитал и топливо и предлагают влажное складированиеРаботать через документированное исследование нагрузки, выбрать правильный класс рейтинга ISO 8528, применить честные факторы спроса и сайт дерейтинга,Эта дисциплина контролирует первоначальные затраты, делает интервалы обслуживания предсказуемыми, и поддерживает резервную энергию, доступную, когда это самое важное.Если вы планируете новую установку или сомневаетесь в существующей спецификации, свяжитесь с нашей инженерной командой с вашим списком грузов и деталями сайта для бесплатного обзора размеров и предложения, соответствующего вашей реальной обязанности.