柴油發電機組的外置輔助燃油供給系統
為增加運行時間和滿足特殊要求,普通底部油箱是無法達到柴油發電機組的供油條件,所以柴發機房應設立外置油箱,按照消防規定一般不大于1000m3。如需確保柴油發電機組長時間運行,而且保證油箱始終保持在所需水平,建議安裝埋地儲油罐建立標準的地下油庫。為此,發電機組應配備燃油輸送泵,儲罐的燃油供應管線應連接到發電機組的連接點。
一、日用儲油箱
1、油箱的構造
燃油箱通常由焊接的鋼板或加強的塑料制成。但決不采用電鍍的鋼板,因為在燃油和電鍍層之間會產生化學反應,造成鱗片剝落,最終堵塞供油系統c如果采用舊油箱,必須確保它是用正確的材料制造的,且在使用前徹底清潔、除銹。
吸油管和回流管必須盡可能分開,以防止熱燃油回流。燃油吸入管應在油箱最低液面下鋪設。較好的方法是在油箱的低點設一個排放閥或栓塞,以便定顚清除積水和沉淀物。或者裝一要吸管從油箱過濾頸插入油箱,必要時可吸出水和沉淀物。
主燃油儲備箱的過濾頸應設在一個容易靠近的地方。在過濾頸上應放置活動鋼絲網,面積約1/16平方英寸,以防止外來物質進入油箱。過濾頸的帽在油箱最高點,可以排氣以保持油箱大氣常壓,并且當因溫度増加引起燃油膨脹時可以釋放壓力,油箱應裝有燃油液面壓力表或外觀表或遙視電子表。
2、日油箱容量
影響日油箱最小容量主要有兩個因素。
(1)需要盡量減少因供油和燃油回流造成的渦流,以便讓夾帶的氣體能自由地從發動機回流的熱燃油中分離出來
(2)需要一定量的燃油,用于輔助燃油泵、管道或浮開關出現故障時,供發電機一個最低限度的持續運轉,日油箱容量根據發動機在額定負載下的每小時油耗的8倍確定。
(3) 儲油箱容量計算實例
假設一臺100kw發電機每日最多運轉8小時,輸送燃油假設每隔一天送一次。一個估計耗油量的經驗法則是:
用kw額定值乘以0.27得出耗油量(單位:升/小時)。因此100kw的發電機滿負載運轉將每小時耗油約30升。因為有時可能需要發動機運轉16小時補給油,所以油箱的最低儲油量應為480升。定期的檢測或試車將會用大約12升/每周。計劃每隔6-7周再加油入油箱,則84升油被用來檢測或試車。因此油箱最少要保持564升燃油,油箱容量的6%作為燃油受熱膨脹的空間或作為冷凝和沉淀物的積聚空間,這樣得出總量為597升。因此,100kw的柴油發電機須挑一個600升的油箱。
3、油箱安裝要求
為了簡化燃油供應系統,燃油箱應盡可能靠近發動機。如果建筑物規則及防火規定允許的話,儲曲箱可裝在發電機旁邊、或在發電機基座里、或臨近的房間里。康明斯發電機組300kw及以下發電機組都帶有8小時底座式日用油箱,其余發電機組的油箱由用戶根據需要自行配套,或由康明斯公司另行提供。
•為了迅速啟動發動機,油箱內最理想的燃油高度應保持和燃油輸送泵入口等同的高度,但最高油面不能比發電機組底座高出2.5米。
•送油管應為黑鐵鋼管,不能使用鍍鋅管,因有化學反應,損害發電機組。
•送油管最小直徑為25mm,500kw以上為35mm。
•回油管尺寸及材料與送油管相同,但其油路到油箱高度必須保持在2.5米以下。
•如果用戶有燒燃油的鍋爐,可以使柴油發動機與鍋爐共用一個油箱。用這種方法,不僅可以取得柴油發電機緊急使用的大量燃油,而且燃油供應在不斷更新,解決了然油長期存放的問題。
•隨著燃油的消耗,儲油箱的液面下降,當燃油直接地從儲油箱輸送到發動機時,逐漸下降的燃油液面會增加發動機燃油泵的吸力揚程,由此與在涌進止回閥及管道的流體阻力結合,致使整個阻力超過4英守汞柱。所以,就需主儲油箱和發動機之間介入一個輔助燃油供給系統。
如圖1所示,儲油箱設計模型由slh-e-a-1-fk-380浮球液位開關、3/8寸球閥、3/8寸-φ8銅管接頭、b-1100-4門合頁、把手、ywz-250液位計、不銹鋼焊接油箱等等組成;儲油箱工作原理是:油低于50低限位報警,油超過高限位自動停止注油。
圖1 儲油箱設計模型整體圖
二、儲油間設計要求
1、儲油間布置圖
(1)出油口應高于柴油機的高壓油泵,應使漏油不至于流出儲油間。
(2)日用油箱的儲油量為供油3-8小時。
主燃油儲備箱(油罐)的容量是根據預計額定油耗和運作時間來計算的。
在設計油箱的容量時,以保證連續運作的最低燃油供應作為標準,不要設計得過大,那樣會増加不必要的開支,不僅僅是制造油箱和燃油的費用,還有在一段時間內更換燃油的費用。
實際上,最好的辦法是留少量的油在檢測或試車開機時用完它,而經常加油以保持油的新鮮。但某些情況下,經常需要運作數小時、數天乃至數星期,一個在邊遠地區的大樓可能沒有及時燃油供應。颶風、龍卷風、地震不但會切斷輸電也會使燃油好幾天不能運達。如果存在上述情況,則應設計一個大容量的足以供好多天運作的儲油箱。
柴發機房儲油罐布置圖
2、輔助燃油供給系統
輔助燃油系統由日用油箱、輔助燃油泵、燃油粗濾器及需要用的管子組成。燃油粗濾器安裝在輔助油泵入口的一側,日用油箱的大小則根據發動機額定負載和速度按每小時耗油量的8倍計算確定。更重要的是,油箱應足夠大,以保證燃油溫度低于其蒸發點,日用油箱應盡可能接近發動機,其主要作用是為了使發動機燃油輸送泵保持最小輸入阻力。輔助燃油泵從儲油箱向日用油箱供油,發動機輸油泵則從日用油箱把油輸送到發電機噴油系統,并把多出的油回流到日用油箱,500kw以上的發電機組必須有1000升以上的日用油箱。
在電動馬達驅動的輔助燃油系統中,該泵間歇性開動,在大多數情況下,從一個儲油箱向日油箱供油。有一個浮開關隨著預先設下的燃油液面高度的變化而打開或停止泵的工作。如圖2所示,電動馬達泵通常可以安置在日油箱附件,在某些情況下,電動泵可以和日油箱分開,并設置在較靠近儲油箱的地方,這取決于泵的吸力揚程和當地大氣壓力的情況。
圖2 帶抽油泵的輔助燃油系統布置圖
3、 燃油的要求
柴油發動機可用的燃油類型很多,從高度揮發的噴氣機燃油、煤油到較重的燃油,柴油發動機都可采用。在中國的南方地區0#輕柴油,而北方地區使用-10#、-25#,視乎存放發電機組及儲油缸的環境溫度來確定燃油牌號。
輕柴油產品目前執行的標準為gb 252-2000 《輕柴油》標準,柴油的牌號劃分依據是柴油的凝固點。客戶應按工作地點的氣溫選用合適的柴油牌號(見表1)。
表1 中國柴油牌號與使用環境
環境最低溫度(℃)
輕柴油牌號
環境最低溫度(℃)
輕柴油牌號
﹥4
0號
-14~-29
-35號
﹥-5
-10號
-29~-44
-50號
-5~-14
-20號
三、注意事項
在某些地區,當地天然氣是便宜的,發電機可長期使用天然氣,然而對于用作后備電源的柴油發電機,建議不要使用天然氣。天然氣的供給和規定制度不僅使安裝的復雜性大大增加,更重要的是,它使應急動力減少了可靠性。因為采用天然氣的發動機不如柴油機可靠性,而且當有風暴或事故切斷了正常電力供應時,同時會切斷天然氣的供給。因此天然氣發動機就往往在最需要的時候變得無能為力。而柴油機則不存在問題,因為附近的油箱已有自己的燃油,是一個獨立系統而無依靠外界服務。
1、油箱安裝注意事項
(1)建議用戶在供油管路上加裝油水分離器。
(2)在油箱的管路連接時,嚴禁使用普通生料帶來密封,防止因溶解而進入柴油機,造成管路的堵塞。
(3)油箱的安裝位置應避開熱源和振動,因為振動會導致沉淀物泛起;而加熱則引起功率下降。
(4)考慮消防要求1000l以上的油箱建議單獨放置,與發電機組隔離。
(5)燃油溫度是關系到柴油機良好運行的一個重要因素。高于60℃的油溫會導致體積膨脹,明顯地減少燃油單位體積的熱容量,使柴油機輸出功率降低,應避免外部熱源對油溫的影響。
(6)建議用戶安裝時,油箱的安裝位置應使最高吸油揚程不超過2米。輸出泵的吸油揚程應從油箱的底部開始計算。
(7)油箱應避免曝曬,油箱放置位置應該遠離火源,在油箱附近不準吸煙,不準產生火花或火焰,揮發的燃油會引起爆炸。且油箱附近應有相應的消防
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