Как рассчитать расход топлива дизель-генератора: практическое руководство для операторов

Каждый операционный бюджет нуждается в количестве топлива. Рассмотрим завод среднего размера с резервным генератором мощностью 500 кВА, который, как ожидается, будет обеспечивать работу производственной линии примерно двенадцать часов каждый месяц. В паспорте поставщика указан расход топлива при полной нагрузке, но агрегат редко работает с полной нагрузкой. Фактическая загрузка составляет в среднем примерно 60 процентов номинальной мощности, и менеджеру завода необходимо знать, сколько литров дизельного топлива необходимо закупить, какого размера должен быть резервуар для хранения и как будет выглядеть ежемесячный счет за топливо. Без надежного метода оценки потребления при частичной нагрузке станция либо перекупает топливо и завышает эксплуатационные расходы, либо недополняет бак и рискует прервать вспомогательный запуск. Ни один из результатов не является приемлемым, и обоих можно избежать с помощью простого подхода к расчетам.

В этом руководстве объясняется, как рассчитать расход топлива дизельного генератора, используя простую формулу, реалистичные значения удельного расхода топлива, справочные таблицы и рабочие примеры. Краткий ответ, если вам нужно только одно число, таков: умножьте фактическую нагрузку в киловаттах на удельный расход топлива двигателя в литрах на киловатт-час. Для современной дизель-генераторной установки типичное значение полной нагрузки составляет около 0,25 литра на киловатт-час, или примерно 0,066 галлона США на киловатт-час, и это значение увеличивается по мере снижения процента нагрузки. В оставшейся части статьи дается определение каждого термина, показано, как применять этот метод к реальным ситуациям, и объясняются переменные, которые отделяют плановую оценку от измеренного оперативного показателя.

Почему важны точные оценки расхода топлива

Топливо обычно представляет собой самую большую переменную стоимость эксплуатации дизельного генератора. Для установки, которая работает несколько сотен часов в год, дизельное топливо может легко превысить совокупную стоимость текущего обслуживания и мелкого ремонта. Оценка, отклоненная на десять или пятнадцать процентов, может показаться приемлемой при быстром расчете, но если ее умножить на сотни часов работы и колебания цен на топливо, финансовые последствия становятся значительными. Точные данные о потреблении превращают расплывчатые операционные расходы в статью расходов, которую можно планировать, контролировать и проверять.

Закупка топлива — еще одна практическая причина правильно рассчитать цифры. Завод, который знает свой ежемесячный расход, может заключать оптовые поставки топлива, планировать поставки по фиксированному календарю и избегать экстренных заправок по повышенным ценам. Завод, который не знает своего потребления, в конечном итоге реагирует на низкий уровень в резервуарах вместо того, чтобы управлять запасами. Разница особенно важна на удаленных объектах, в шахтерских поселках, на телекоммуникационных объектах и ​​строительных объектах, где доставка топлива сама по себе требует затрат и требует длительного времени.

Размер резервуара также зависит от того же расчета. Генератор мощностью 100 кВт при полной нагрузке сжигает примерно 25 литров в час, поэтому требование 24-часовой автономности требует наличия 600-литрового бака, прежде чем добавлять какой-либо резерв. Измените загрузку на 50 процентов и той же машине потребуется всего около 14 литров в час, что меняет и объем бака, и интервал заправки. Формула в этой статье аналогична той, которая используется для определения того, нужен ли объекту дневной резервуар на 1000 литров или бестарная установка на 10 000 литров.

Данные о потреблении также имеют значение при сравнении предложений разных поставщиков. Поставщики иногда приводят показатели потребления при полной нагрузке, измеренные при различных условиях испытаний, температурах или определениях нагрузки. Два предложения с одинаковым номинальным номиналом могут отличаться на несколько литров в час, в то время как реальная разница — это просто предположение о нагрузке, скрытое за цифрой. Приведение каждого предложения к одному и тому же профилю нагрузки позволяет оператору сравнивать машины на равных условиях и видеть, какая из единиц на самом деле будет стоить меньше в эксплуатации.

Наконец, расход топлива напрямую влияет на выбор оборудования и составление экологической отчетности. Генераторы увеличенной мощности работают при низкой нагрузке, сжигают больше топлива на произведенный киловатт-час и продлевают срок окупаемости инвестиций. Расчеты выбросов, учет выбросов углекислого газа и отчеты об устойчивом развитии объекта начинаются с одного и того же показателя потребления дизельного топлива. Таким образом, достоверная оценка расхода топлива одновременно поддерживает инженерные решения, финансовые решения и решения о соблюдении требований.

Основные термины: кВА, кВт, коэффициент мощности и нагрузка.

Генераторные установки обычно имеют номинальную мощность в кВА, поскольку выходная мощность генератора ограничена током и напряжением, а не реальной мощностью, потребляемой нагрузкой. Однако дизельный двигатель сжигает топливо в соответствии с реальной электрической мощностью, которую он должен произвести, измеряемой в киловаттах. Отношения между ними представляют собой коэффициент мощности. Для большинства трехфазных генераторных установок стандартный характеристический коэффициент мощности составляет 0,8, что означает, что полезная активная мощность в кВт равна номинальной мощности в кВА, умноженной на 0,8.

Таким образом, генераторная установка мощностью 500 кВА имеет реальную мощность 400 кВт при коэффициенте мощности 0,8. Если подключенная нагрузка потребляет меньше этого значения, машина работает с частичной нагрузкой. Установка мощностью 250 кВА имеет реальную мощность 200 кВт, а установка мощностью 1000 кВА — 800 кВт. Это преобразование является первым шагом в любом расчете топлива, поскольку потребление пропорционально фактически отдаваемым киловаттам, а не номинальной мощности в кВА, указанной на паспортной табличке.

Два дополнительных термина рейтинга встречаются почти в каждом листе данных. Номинальная мощность в режиме ожидания — это максимальная мощность, которую можно подавать в течение ограниченного количества часов в год, обычно во время сбоя в сети или планового технического обслуживания, без возможности перегрузки. Основная номинальная мощность — это мощность, которую можно непрерывно подавать на переменную нагрузку. Расход топлива всегда должен быть связан с фактической нагрузкой на машину, независимо от того, находится ли эта нагрузка в пределах режима ожидания или основного режима.

Коэффициент нагрузки представляет собой отношение фактически подаваемой активной мощности к номинальной активной мощности установки. Генератор мощностью 200 кВт мощностью 150 кВт работает с коэффициентом нагрузки 75 процентов. Генератор мощностью 400 кВт мощностью 100 кВт работает только с коэффициентом нагрузки 25 процентов. Одна и та же машина может сжигать очень разное количество топлива в зависимости от того, где она находится на кривой нагрузки, поэтому коэффициент нагрузки является вторым по важности числом после самой мощности в кВт.

Поскольку расход топлива зависит от реальной мощности, машина, работающая с 75-процентной нагрузкой, сжигает значительно меньше, чем та же машина, работающая со 100-процентной нагрузкой. Верно и обратное: генератор, размеры которого слишком велики для его работы, работает с низким коэффициентом нагрузки и сжигает больше топлива на подаваемый киловатт-час, чем машина правильного размера. Оба принципа являются центральными для следующего метода расчета.

Стандартная формула расхода топлива

Большинство практических расчетов топлива сводятся к одному уравнению. Норма расхода топлива в литрах в час представляет собой реальную выходную мощность в киловаттах, умноженную на удельный расход топлива в литрах на киловатт-час:

Расход топлива (л/ч) = Реальная выходная мощность (кВт) × Удельный расход топлива (л/кВтч)

Удельный расход топлива – это количество дизельного топлива, необходимое для производства одного киловатт-часа электрической энергии. Это зависит от конструкции двигателя, скорости, турбонаддува, калибровки выбросов, нагрузки и состояния. Современные дизельные двигатели с турбонаддувом, используемые в генераторных установках, обычно достигают около 0,25 л/кВтч при полной нагрузке. Большие промышленные двигатели с оптимизированным сгоранием могут достигать уровня от 0,21 до 0,23 л/кВтч, тогда как более мелкие высокоскоростные двигатели могут составлять от 0,28 до 0,30 л/кВтч. При отсутствии конкретных данных разумной отправной точкой могут служить плановые значения, приведенные в таблице ниже.

Удельный расход топлива не является постоянным во всем диапазоне нагрузок. Дизельные двигатели достигают наилучшего теплового КПД примерно при 70–90 процентах номинальной нагрузки. При более низких нагрузках КПД падает, а количество литров топлива, потребляемого на киловатт-час, увеличивается. Эффект скромен при нагрузке от 50 до 100 процентов, но становится заметным при нагрузке ниже 30 процентов, когда двигатель также становится более склонным к накоплению углерода и мокрому укладыванию.

Хорошо известное эмпирическое правило в Северной Америке гласит, что дизельный генератор сжигает около 0,1 галлона США топлива на киловатт-час при полной нагрузке. В метрических единицах это примерно 0,38 л/кВтч. Это правило намеренно консервативно. Это полезно для быстрой проверки нового приложения, поскольку оно не приводит к занижению расходов на топливо, но обычно завышает фактическое потребление современной генераторной установки с турбонаддувом, которая часто выдает от 0,066 до 0,08 галлонов/кВтч при полной нагрузке. Для старых двигателей, агрегатов с механическим управлением или машин в плохом состоянии более высокая цифра может быть реалистичной. Считайте 0,1 галлона/кВтч верхней границей планового показателя и уточните его, как только у вас появятся данные производителя или измеренные значения.

В метрической практике плановые значения, приведенные в таблице выше, вполне приемлемы для современных агрегатов с турбонаддувом. Безнаддувная или более старая конструкция будет работать дороже, поэтому объект, на котором работает устаревшее оборудование, должен добавить к оценке от пяти до десяти процентов. Для любого критического проекта опубликованная производителем кривая потребления должна заменить эти общие значения.

Справочная таблица расхода топлива дизельного генератора по нагрузке

Используя плановые значения из предыдущего раздела, можно построить справочную таблицу для генератора любой мощности. В таблице ниже приведены округленные значения расхода в литрах в час для генераторов стандартных размеров, работающих при нагрузке 25, 50, 75 и 100 процентов. Эти цифры предполагают использование современного дизельного двигателя с турбонаддувом при стандартных условиях окружающей среды, вблизи уровня моря, с хорошим топливом и при правильном обслуживании агрегата.

Чтобы перевести литры в час в галлоны США в час, разделите число на 3,785. Чтобы перевести в британские галлоны, разделите на 4,546. Например, генератор мощностью 400 кВт при полной нагрузке сжигает около 100 л/ч, что составляет примерно 26,4 галлона США в час или 22 британских галлона в час. Та же машина при половинной загрузке сжигает 56 л/ч, или около 14,8 галлонов США в час. Учет обоих подразделений помогает при сравнении отчетов о объектах, подготовленных разными командами или поставщиками.

Пошаговый метод расчета потребления

Расчет достаточно прост, чтобы его можно было выполнить в блокноте, но он требует четкой последовательности, чтобы не было упущено ни одного важного предположения. Выполняйте следующие действия всякий раз, когда требуется оценка расхода топлива.

1. Преобразуйте мощность генератора из кВА в кВт, умножив ее на коэффициент мощности, обычно 0,8.
2. Установите ожидаемый профиль нагрузки: фактическая мощность, потребляемая подключенным оборудованием, выраженная в процентах от номинальной мощности.
3. Выберите удельный расход топлива для данного процента нагрузки из таблицы выше или из паспорта производителя конкретной модели.
4. Умножьте фактическую мощность в кВт на удельный расход топлива, чтобы получить расход в литрах в час.
5. Умножьте показатель на запланированные часы работы и повторите для каждого отдельного сегмента нагрузки, если рабочий цикл меняется.

Пример 1: на объекте имеется генераторная установка мощностью 250 кВА мощностью 200 кВт с коэффициентом мощности 0,8. Нагрузка составляет 150 кВт, что составляет 75 процентов от номинальной. При удельном расходе топлива 0,26 л/кВтч при нагрузке 75 процентов расход составит 150 × 0,26 = 39 л/ч. За 10-часовую производственную смену установка сжигает около 390 литров дизельного топлива. Машины этого класса распространены во всей отрасли; Дизель-генераторные установки мощностью 100–300 кВА часто используются для резервного питания на заводах, в строительстве и в небольших коммерческих целях, и их показатели потребления соответствуют одной и той же схеме расчета.

Пример 2: резервный генератор мощностью 500 кВА и мощностью 400 кВт обслуживает завод со средней нагрузкой 240 кВт. Это 60 процентов рейтинга. Интерполяция между значениями 50 и 75 процентов дает приблизительный удельный расход топлива 0,27 л/кВтч. Скорость потребления составляет 240 × 0,27 = 64,8 л/ч. Если агрегат работает 12 часов в месяц при нарушениях в сети, ежемесячная потребность в топливе составит около 778 литров. За полный год при той же схеме годовой расход составляет примерно 9340 литров.

Пример 3: в дата-центре устанавливается резервный генератор мощностью 2000 кВт, который работает в режиме тестирования и с частичной поддержкой ИБП в течение примерно 200 часов в год при средней нагрузке 40 процентов. Реальная мощность составляет 800 кВт. При 40-процентной нагрузке удельный расход топлива составляет примерно 0,30 л/кВтч. Расход 800 × 0,30 = 240 л/ч. Годовой расход топлива за 200 часов составляет 48 000 литров, или около 12 700 галлонов США. Эта цифра становится основой для контракта на поставку топлива, емкости резервуаров для хранения и экологической отчетности объекта.

Если на сайте есть несколько отдельных сегментов нагрузки, например четыре часа при полной нагрузке и шесть часов при половинной нагрузке, рассчитайте каждый сегмент отдельно и сложите результаты. Усреднение процента нагрузки по времени без взвешивания по часам может привести к занижению расхода, поскольку удельный расход топлива выше при небольших нагрузках.

Как рассчитать стоимость топлива генератора в час

Расчет стоимости топлива является прямым продолжением формулы расхода. Почасовая стоимость топлива представляет собой норму расхода в литрах в час, умноженную на цену доставки за литр. Годовая стоимость топлива равна общему годовому расходу в литрах, умноженному на ту же цену.

Используя пример мощностью 500 кВА из предыдущего раздела, ежемесячный пробег объемом 778 литров при цене поставляемого дизельного топлива 1,10 доллара США за литр обходится примерно в 856 долларов США за пробег. За двенадцать месяцев годовая стоимость топлива достигает около 10 270 долларов США. Это число, которое должно фигурировать в эксплуатационном бюджете, а не потребление при полной нагрузке из таблицы данных, умноженное на часы, поскольку цифра при полной нагрузке завысит стоимость примерно на 30 процентов для машины, средняя нагрузка которой достигает только 60 процентов.

Для удаленных объектов цена доставки дизельного топлива может быть значительно выше, чем цена оптового терминала. Шахта или телекоммуникационная вышка, зависящая от автомобильного транспорта, должна включать стоимость доставки и стоимость потерь топлива при хранении. В таких случаях разумно добавить запас от пяти до десяти процентов к расчетному объему не для увеличения оценки расхода, а для учета испарения, разлива, очистки бака и ухудшения качества топлива в течение длительных периодов хранения.

Наконец, различайте топливо, потребляемое во время отключения электроэнергии, и топливо, потребляемое во время плановых испытаний. Многие резервные установки еженедельно или ежемесячно проводят испытания при нагрузке от 30 до 50 процентов, чтобы двигатель оставался сухим, а аккумуляторы - заряженными. Эти испытательные запуски сжигают реальное топливо и должны быть включены в ежегодные расходы. Участок, который ежемесячно проводит испытания в течение одного часа при 50-процентной нагрузке на машине мощностью 400 кВт, добавляет примерно 12 месяцев × 56 л/ч × 1 час = 672 литра к годовому расходу топлива, что является значимой суммой как для бюджета, так и для планирования резервуаров.

Факторы, влияющие на расход топлива дизельного генератора

Плановые значения в справочной таблице предполагают умеренную температуру окружающей среды, высоту над уровнем моря, чистое топливо и исправный двигатель. Реальные операционные результаты могут отличаться по ряду причин. Понимание этих факторов помогает оператору оценить, находится ли фактическое потребление в пределах нормы или необходимо провести расследование.

Уровень нагрузки и рабочая точка

Уровень нагрузки является доминирующим фактором. Потребление пропорционально вырабатываемой реальной мощности, но коэффициент пропорциональности ухудшается при низкой нагрузке. Генератор, работающий при нагрузке 25 процентов, потребляет больше топлива на киловатт-час, чем генератор, работающий при нагрузке 75 процентов. Длительная работа при нагрузке ниже 30 процентов не только неэффективна; это также может вызвать мокрое штабелирование, при котором несгоревшее топливо и углерод накапливаются в выхлопной системе и еще больше снижают эффективность.

Платформа двигателя и эффективность

Современные двигатели с электронной системой Common Rail и впрыском топлива под высоким давлением обеспечивают лучший контроль сгорания и более низкий удельный расход топлива, чем старые двигатели с механическим управлением. Турбонаддув и дополнительное охлаждение улучшают плотность воздуха и эффективность сгорания при более высоких нагрузках. Даже в пределах одной и той же мощности две разные платформы двигателей могут различаться на пять-десять процентов по расходу топлива в одной и той же точке нагрузки. Вот почему данные, специфичные для производителя, всегда должны иметь приоритет над общими таблицами при принятии решений о закупках.

Правильный размер генератора

Генератор, размер которого слишком велик для его применения, работает с низким коэффициентом нагрузки и сжигает больше топлива на киловатт-час. Он также накапливает больше моточасов на единицу полезной работы. Распространенной рекомендацией является выбор генератора такой мощности, чтобы ожидаемая нагрузка составляла от 60 до 80 процентов номинальной мощности в режиме ожидания. Это позволяет двигателю работать в наиболее эффективном режиме, сохраняя при этом запас на временные перегрузки.

Условия обслуживания

Засоренные воздушные фильтры ограничивают доступ воздуха для горения, изношенные форсунки нарушают форму распыления топлива, а плохой зазор клапанов изменяет момент сгорания. Низкая температура охлаждающей жидкости из-за неисправного термостата заставляет двигатель работать в менее эффективном режиме. Запущенный двигатель может потреблять на пять-пятнадцать процентов больше топлива, чем правильно обслуживаемый агрегат той же модели. Таким образом, регулярная проверка топливных и воздушных фильтров и смазочного масла является прямой мерой по экономии топлива.

Температура окружающей среды и высота над уровнем моря

Высокая температура окружающей среды и большая высота над уровнем моря снижают плотность воздуха, что ограничивает выходную мощность дизельного двигателя. Контроллер генератора может ограничить нагрузку или мощность двигателя может быть снижена в зависимости от условий площадки. Если приложение требует такой же электрической нагрузки на высокогорной площадке, необходимо выбрать более крупную машину, и эта машина будет работать при более низкой точке нагрузки в нормальных условиях с соответствующим снижением удельного расхода топлива. Справочные таблицы действительны для участков, расположенных вблизи уровня моря, с температурой окружающей среды от 25 до 30 градусов Цельсия.

Качество топлива и сезонный сорт

Дизельное топливо с низким цетановым числом, высокой плотностью или высоким содержанием воды сгорает менее эффективно и увеличивает частоту замены фильтров. Топливо зимнего сорта имеет более высокую летучесть, что может немного снизить энергосодержание на литр, тогда как топливо летнего сорта может помутнеть или загустеть в холодную погоду, если используется неправильный сорт. При длительном хранении деградация топлива и рост микробов также могут изменить характеристики сгорания. Использование правильного сезонного класса и хорошее обслуживание бака позволяют двигателю сохранять производительность, близкую к опубликованной кривой производительности.

Использование данных производителя и спецификаций

Общих практических правил достаточно для технико-экономического обоснования и предварительного бюджета, но окончательный план топлива должен основываться на опубликованных данных о потреблении конкретной рассматриваемой модели генератора. Большинство производителей публикуют в своих технических паспортах данные о расходе топлива при 25, 50, 75 и 100-процентной нагрузке. Некоторые публикуют полную кривую расхода плюс условия, при которых были измерены значения, такие как температура окружающей среды, барометрическое давление и низшая теплота сгорания топлива.

Один и тот же номинальный номинал может давать разные показатели расхода в зависимости от платформы двигателя и калибровки выбросов. Генератор, собранный с высокоэффективным двигателем и генератором переменного тока премиум-класса, обычно показывает меньший показатель расхода литров в час при полной нагрузке, чем генератор, построенный на базе двигателей более старого семейства. Запросить кривую полной нагрузки для конкретной модели — единственный надежный способ сравнить машины. Предложение, в котором указаны только значения полной нагрузки, может скрыть менее эффективное поведение при частичной нагрузке, что имеет значение, когда агрегат работает в основном с нагрузкой ниже 75 процентов.

При оценке покупки стоит сравнить несколько вариантов на равных условиях: одинаковая мощность в кВт, одинаковые процентные значения нагрузки, одинаковые характеристики топлива и одинаковые условия эксплуатации. Опубликованные данные таких производителей, как полный ассортимент дизель-генераторных установок, дают полезную основу для таких сравнений. Если предполагается, что приложение будет работать в необычной точке нагрузки или в экстремальных условиях окружающей среды, производитель должен предоставить скорректированные данные о топливе для этих условий, а не просто копию стандартной таблицы.

Для проектов с необычным профилем нагрузки стандартная машина из каталога может оказаться не самым эффективным выбором. Специальная конструкция генераторной установки позволяет подобрать платформу двигателя, размер радиатора, настройки управления и выходную мощность в соответствии с фактическим рабочим циклом, что может снизить как расход топлива, так и капитальные затраты на протяжении всего срока службы установки. Даже скромное улучшение удельного расхода топлива за тысячи часов работы приводит к измеримому снижению расхода топлива и выбросов.

Определение размеров топливного бака и планирование времени работы

Как только почасовая норма потребления известна, определение размера резервуара становится простым умножением. Требуемая полезная емкость бака — это ожидаемый расход в литрах в час, умноженный на требуемую автономность в часах плюс резервный запас. Типичный резервный запас составляет от 10 до 20 процентов, что учитывает неиспользуемый объем ниже выпускного отверстия бака, топливо, израсходованное во время тестовых запусков, а также тот факт, что генератор часто работает с несколько большей нагрузкой, чем запланировано.

Например, генератор мощностью 200 кВт при полной нагрузке потребляет около 50 л/ч. Для 24 часов непрерывной работы необходимая полезная емкость составляет 1200 литров. Добавление 15-процентного запаса увеличивает объем примерно до 1380 литров, поэтому стандартный бак емкостью 1500 литров является разумным выбором. Если вместо этого та же машина работает с 50-процентной нагрузкой, расход снижается до 28 л/ч, а бак емкостью 1000 литров обеспечивает более 35 часов автономной работы. Разница между этими двумя числами заключается в том, почему коэффициент загрузки должен быть установлен до того, как будет указан резервуар.

Во многих установках используется двухуровневая система хранения. Небольшой расходный резервуар, рассчитанный на 8–12 часов работы, питает генератор непосредственно самотеком или с помощью небольшого подъемного насоса. Резервуар большего размера наполняет расходный резервуар через перекачивающий насос в цикле с контролируемым уровнем. Такое расположение сохраняет топливо в основном баке нетронутым в течение длительного времени в режиме ожидания, снижая риск скопления воды и роста микробов, а также делая операцию заправки более безопасной и простой в управлении.

Критически важные объекты часто следуют опубликованным нормам и стандартам. Например, стандарт NFPA 110 для систем аварийного и резервного электропитания обычно требует, чтобы системы уровня 1 были обеспечены достаточным количеством топлива для 96 часов работы с полной нагрузкой, если только для удовлетворения максимального проектного отключения не требуется больший запас. Точные требования зависят от применения и компетентного органа, поэтому первым шагом при проектировании любого резервуара является подтверждение требований местных норм, а затем применение расчета потребления для перевода часов в литры.

Управление хранением топлива дополняет картину. Длительное хранение дизельного топлива требует периодических испытаний, отделения воды и часто программы очистки топлива для удаления твердых частиц и биологического загрязнения. Бак, размер которого выбран с учетом точной оценки расхода, будет иметь разумную скорость оборота топлива, что снижает риск несвежего топлива и поддерживает готовность системы к аварийному запуску.

Расход топлива в параллельных генераторных системах

Когда несколько генераторов работают параллельно, при расчете топлива необходимо учитывать способ распределения нагрузки между машинами. Общий расход топлива системы представляет собой сумму индивидуального потребления каждой подключенной машины, а эффективность системы зависит от того, где каждая машина находится на своей конкретной кривой расхода топлива.

Рассмотрим объект с двумя генераторами мощностью 400 кВт, общая нагрузка которого составляет 300 кВт. Если обе машины подключены к сети, каждая потребляет 150 кВт, или около 37 процентов от ее номинальной мощности. При такой нагрузке удельный расход топлива составляет примерно 0,31 л/кВтч, поэтому каждая машина сжигает около 46,5 л/ч, а система потребляет около 93 л/ч. Если вместо этого работает только одна машина и выдает полную мощность 300 кВт, что составляет 75 процентов от номинальной мощности, ее потребление составит 300 × 0,26 = 78 л/ч. Конфигурация с одной машиной экономит около 15 л/ч, а также вдвое сокращает время работы двигателя в парке. Это именно тот тип решения, который может автоматизировать специальный контроллер в параллельной генераторной системе, запуская и останавливая агрегаты в зависимости от нагрузки.

Преимущества параллельного подключения становятся очевидными, когда нагрузка меняется со временем. Днем заводу может потребоваться 600 кВт, а ночью только 200 кВт. При параллельном подключении двух или трех агрегатов среднего размера контроллер может поддерживать нагрузку на оптимальном количестве машин вместо запуска одного большого агрегата с низкой нагрузкой. Для установок мощностью 300–1000 кВА такая эксплуатационная гибкость является одной из основных причин, по которой проектные группы выбирают параллельную конфигурацию вместо одной большой машины. Экономия топлива за счет работы в правильной точке нагрузки в сочетании с надежностью резервирования N 1 часто оправдывает затраты на дополнительное распределительное устройство и средства управления.

Проверка оценки потребления на реальных данных

Ни один расчет не будет завершенным, пока он не будет сверен с реальностью. Самый надежный способ проверить оценку — это записать фактическое потребление генератора за известный период работы. Измеренное значение отражает истинное состояние двигателя, истинную картину нагрузки и истинное качество топлива так, как это не может сделать ни одна таблица или формула.

Доступно несколько методов. Самый простой — это показания щупа бака до и после пробега в сочетании с показаниями счетчика моточасов. Более точный подход – расходомер топлива, установленный в линии подачи к двигателю. Многие современные контроллеры генераторов также отображают данные о расходе, рассчитанные из модуля управления двигателем, что дает показатель в литрах в час в режиме реального времени. Программное обеспечение для управления топливом может объединять эти показания с нескольких сайтов и создавать ежемесячные отчеты, необходимые для анализа бюджета.

Отслеживание потребления в течение нескольких недель особенно ценно, поскольку оно сглаживает различия между отдельными сеансами. Если измеренный расход стабильно превышает расчетную оценку более чем на десять процентов, возможно, двигатель нуждается в техническом обслуживании, топливо может быть загрязнено или профиль нагрузки может отличаться от предполагаемого. Если измеренное значение значительно ниже, коэффициент мощности или процент нагрузки, использованные в расчете, могут быть неправильными. В обоих случаях сбор данных сделал свое дело: выявил несоответствие, которое можно исправить до того, как оно приведет к перерасходу бюджета или нехватке резервуаров.

Практические советы по снижению расхода дизельного топлива

Снижение расхода редко связано с заменой топлива; речь идет об изменении условий эксплуатации и выборе оборудования. Следующие методы обеспечивают наиболее надежную экономию в широком спектре приложений.

• Подберите генератор для фактической нагрузки с разумным запасом, обычно стремясь к нагрузке от 60 до 80 процентов во время нормальной работы.
• Избегайте продолжительной работы с нагрузкой ниже 30 процентов, когда удельный расход топлива резко возрастает, а мокрое штабелирование приводит к повреждению двигателя.
• Следуйте графику технического обслуживания производителя, включая воздушные, топливные и масляные фильтры, проверку форсунок и регулировку клапанного зазора.
• Используйте чистое высококачественное дизельное топливо соответствующего сезонного сорта и не допускайте попадания воды и микробов в резервуар для хранения.
• На объектах с несколькими устройствами устанавливайте последовательность машин так, чтобы количество работающих устройств соответствовало нагрузке, сохраняя при этом каждую онлайн-единицу вблизи наиболее эффективной точки нагрузки.
• Регулярно проверяйте данные о расходе и исследуйте любую тенденцию, которая повышается без явной причины, поскольку ползучесть топлива часто является первым признаком развивающейся проблемы с двигателем.

На объекте, который применяет эти методы, почти всегда будет наблюдаться перемещение измеренного потребления к нижней границе ожидаемого диапазона. Экономия топлива повторяется, а улучшенная дисциплина технического обслуживания также продлевает срок службы генератора и снижает риск незапланированного отключения электроэнергии.

Заключительные мысли по расчету расхода топлива дизельного генератора

Метод прост: определите реальную выходную мощность в киловаттах, выберите удельный расход топлива, соответствующий точке нагрузки, умножьте два значения и умножьте на часы работы. Единственными необходимыми суждениями являются профиль нагрузки, который должен основываться на реальных условиях на объекте, и удельный расход топлива, который, по возможности, должен быть получен от производителя. Все остальное — арифметика.

Для быстрого планирования используйте стандартные значения 0,25 л/кВтч при полной нагрузке и 0,1 галлона США на кВтч в качестве консервативной верхней границы. Для определения бюджета, закупок и размеров резервуара используйте лист данных производителя и сверяйте его с измеренным потреблением на месте. Расчет расхода топлива – это не разовое мероприятие; его следует повторять всякий раз, когда изменяется нагрузка, устанавливается другая машина или изменяется график работы. Операторы, соблюдающие эту дисциплину, обнаруживают, что их расходы на топливо предсказуемы, их баки имеют правильный размер, а их генераторы работают близко к уровню эффективности, задуманному производителем двигателя.