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技術與安全知識 |
柴油發電機組運行期間耗油量的計算公式 |
摘要：關于柴油發電機組油耗問題一直是康明斯用戶比較關注的，通常按照慣例廠家在標注耗油量時，進口品牌機是習慣于按"≥"計算，而國產品牌機是習慣于按"≤"計算，一般國產機耗油是全負荷使用的情況下每千瓦每小時≤209克至230克左右，而進口機在全負荷使用的情況下每千瓦每小時≥201克至220克左右。用戶在選購時可以從進口機與國產機的差價結合自己實際需要的使用時間來計算公道的選購方案，對于使用單位來說，掌握柴油發電機的耗油量計量方法，不僅有利于減少油耗和降低成本，還能提高效率和保護環境。
一、怎樣計算耗油量
1、傳統人工計算法
經常有客戶向康明斯發電機公司咨詢其設備運行期間的油耗公式和實際消耗，如：200KW柴油發電機組，八小時的耗油量是多少公升？
舉例：我公司有一臺200KW柴油發電機組。 康明斯發電機組的動力型號是6LTA83.9-G2，當負荷為百分之八十時，它八小時的耗柴油是多少公升？
答： 200KW發電機大約要配220KW的柴油機。柴油機的耗油一般是190--220克/千瓦/小時（視不同的機器、不同牌號的燃油）。
（1）現以200克/千瓦/小時計算：220（KW）*0.2（Kg）*8=352(Kg)，因為頻率不同，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號柴油的密度約0.84（Kg/L）。320/0.84=419（L）
（3）即你的200KW柴油發電機組，八小時的耗油量大約是419公升。
2、儀器檢測法
（1）加注量法
這是一種最常用的方法，用于計算柴油機在工作過程中的耗油量。具體而言，就是在加油前將柴油箱的容量量測出來，并記錄下來，接著給柴油機加滿油，并記錄下加油的數量。當工作結束后，在再次測量柴油箱的容量，并減去之前的數據，就能得到柴油機的耗油量。但需要注意的是，這種方法計算出的數據可能會存在誤差，因為柴油機的油管和油路在使用時也會有一些殘留量。此外，柴油機的運行狀態和工作條件也會影響油耗。
（2）油箱計油器
油箱計油器是一種專門用于柴油機耗油量計量的計量器具，它會根據柴油機的儲油量等參數進行測量，并記錄下柴油機的耗油量。它可以很好地避免由于加注量法等方法的誤差，從而提高數據精度。不過，使用油箱計油器可能需要一些專業知識和技能，同時也需要對儀器設備的維護和保養進行定期維修。
（3）用油量計
用油量計是一種另類的柴油機耗油量計量方法，其原理是通過測量柴油機的排氣量，和排放的廢氣中的油蒸氣量，計算出柴油機的耗油量。這種方法有效地避免了其他方法可能存在的誤差問題，從而提高了數據精度。但使用用油量計也需要一些技術儲備和專業知識，要保證精度還需要進行一些其他額外的操作。
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圖1 6LTAA8.9-G2康明斯發動機燃油消耗率曲線（50HZ） |
圖2 6LTAA8.9-G2康明斯發動機燃油消耗率曲線（50HZ） |
二、計算公式是如何形成的
首先我們都了解柴油機工作原理，柴油發動機機把柴油燃燒所釋放出的熱能轉換為動能（做功示例如圖3所示），交流發電機再把動能轉換為電能。于是在每次的轉換過程中都會有一部分的能量損失掉，轉換過來的能量永遠只是燃燒放出的總能的一部分，其百分比就稱為柴油機的熱效率。柴油熱效率是對于特定熱能轉換裝置，其有效輸出的能量與輸入的能量之比，是無量綱指標，一般用百分比表示，柴油機的熱效率能達到35%-45%，計算公式和示意圖如圖4所示。
為了實用地描述熱效率，柴油發電機廠家大都會用g/kw.h代表其參數，其意思是指每千瓦在一小時耗多少克油，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花了多少錢，也有經銷商會直接告訴您小時的總耗油量即L/H，那就是一小時耗油多少升的意思。
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圖3 柴油機做功熱效率 |
圖4 柴油機熱效率效果示意圖 |
燃油消耗率簡稱耗油率或耗油量，它是柴油機工作每千瓦小時所消耗油A的克數，單位為g/(kWh)。以指示功率計的每千瓦小時的燃油消耗率稱為指示燃油消耗率，以有效功率計的每千瓦小時的燃油消耗率稱為有效燃油消耗率。前者表示柴油機經濟性的指示指標。后者表示某油機經濟性的有效指標。
在柴油機產品說明中所指的燃油消耗率都是指有效燃油消耗率。測出轉矩Me和轉速n，以及每小時燃油消耗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)]
一般的說柴油發電機的耗油量大約在0.2升/千瓦/小時左右。耗油的指標由以下幾個因素決定：各種品牌的柴油發電機組，其消耗油量不同；用電負載的大小有關。所以要參照發電機組的廠家說明書。
三、油箱容量核算
柴油發電機房是為了在緊急情況下提供電力供應，保障人們的生命安全和基本生活需求。而作為柴油發電機房的重要組成部分之一，油箱的大小的計算則顯得尤為重要。
（1）油箱的大小需要根據發電機的功率和運行時間來確定。一般來說，發電機的功率越大，所需的油箱容量也會相應增加。而運行時間則需要根據實際情況來確定，一般可以按照24小時來計算。
（2）為了確保柴油發電機在緊急情況下能夠持續供電，需要根據實際情況來確定所需的儲油時間。一般來說，用柴油發電機房需要至少能夠保證24小時的連續運行，以應對各種突發情況。
（3）在確定了運行時間后，我們可以根據發電機的燃油消耗率來計算油箱的大小。發電機的燃油消耗率通常以升/小時為單位。假設某發電機的燃油消耗率為10升/小時，運行時間為24小時，那么所需的油箱容量就為10升/小時乘以24小時，即240升。
（4）除了考慮發電機的功率和運行時間外，還需要考慮柴油發電機房的可用空間。油箱的大小應該根據可用空間來合理確定，以確保油箱能夠順利安放在機房內，并且方便進行加油和維護。
（5）還需要考慮柴油的保存期限和質量問題。柴油在長時間儲存后可能會發生變質，影響其燃燒效果。因此，在確定油箱大小時，還需要考慮柴油的使用周期，避免長時間儲存而導致柴油的浪費和質量下降。
四、影響柴發油耗的因素
1、柴油機工作質量
柴油機工作質量對燃油消耗影響是很大的，穩定的柴油機工作質量是降低柴油機油耗的基礎，柴油機工作質量不穩定，降低柴油發電機組的油耗就無從談起，柴油機良好的燃燒熱力狀態是降低油耗的保證。柴油機增壓系統、冷卻系統、進排氣系統、燃油系統各部件良好的質量狀態，是保證柴油機良好的燃燒熱力狀態的根本。增壓器工作的狀態好壞，對柴油機的工作質量影響較大。增壓器增壓壓力能否保證在高的壓力水平，對于柴油機的耗油關系十分密切。中冷器對于柴油機節油也很重要。有關試驗表明，增壓空氣溫度每降低10℃,柴油機功率可提高2%-3%;如果柴油機功率不變，可使燃油消耗率降低1.5%。中冷器堵塞、葉片傾倒等因素會導致空氣的流通阻力加大，柴油機空氣進氣量不足，冷卻效果等主要指標降低，影響柴油機正常燃燒，造成冒黑煙、功率下降、排氣總管紅等一系列故障。這些故障發生的同時，都會使燃油的消耗增大。如果減小中冷器的流通阻力、提高其換熱能力，就能實現節油。空氣濾清器堵塞，會大大減少空氣進氣量，也會產生燃油的浪費。噴油器檢修不好或檢修不及時，也會產生大量的燃油浪費。
2、柴油機冬季低溫使用
為了防止柴油發電機組凍害事故的發生，康明斯運用條件規定：柴油機的油、水溫度低于20℃時不得起機，在寒冷的冬季柴油發電機組在處于備用狀態時必須加裝水套加熱器。柴油發電機組冬季使用時，由于主要柴油機處于低溫狀態或運行中低負荷工況，噴油壓力較低，燃油霧化不良，造成燃燒狀態不良，機油稀釋等不良后果，同時排出大量有害氣體污染環境。
總結：
綜上所述，掌握柴油機耗油量計量方法對于用戶來說是非常重要的，可以幫助他們更好地控制油耗和降低成本。在實際應用中，應根據實際情況選擇最適合自己的計量方法，從而提高數據精度和使用效益。此外，耗油量可以根據發電機廠家給出的數字來核算最終數值，但是，柴油發電機房油箱大小的計算是一個綜合考慮多個因素的過程。除了發電機的功率和運行時間外，還需要考慮可用空間、柴油的保存期限和質量等因素。只有合理確定油箱大小，才能確保柴油發電機在緊急情況下能夠持續供電，保障生產工廠的安全和生活需求。
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