Dieselgeneraattorin polttoaineenkulutuksen laskeminen: Käytännön opas käyttäjille

Jokainen käyttöbudjetti tarvitsee polttoainenumeron. Harkitse keskikokoista tehdasta, jossa on 500 kVA varageneraattori, jonka odotetaan kuljettavan tuotantolinjaa noin 12 tuntia kuukaudessa. Myyjän tietolomakkeessa on lueteltu täyden kuorman polttoaineenkulutus, mutta yksikkö käy harvoin täydellä kuormalla. Todellinen kuorma on keskimäärin noin 60 prosenttia nimellistehosta, ja laitoksen johtajan on tiedettävä, kuinka monta litraa dieseliä hankitaan, kuinka suuri varastosäiliö tulee olla ja miltä kuukausittainen polttoainelasku näyttää. Ilman luotettavaa menetelmää osakuormituksen kulutuksen arvioimiseksi laitos joko ostaa liikaa polttoainetta ja paisuttaa käyttökustannuksiaan tai täyttää säiliön alitäyttöä ja uhkaa tukiajon keskeytymisen. Kumpikaan tulos ei ole hyväksyttävä, ja molemmat ovat vältettävissä suoraviivaisella laskentamenetelmällä.

Tämä opas selittää, kuinka dieselgeneraattorin polttoaineenkulutus lasketaan käyttämällä yksinkertaista kaavaa, realistisia erityisiä polttoaineenkulutusarvoja, viitetaulukoita ja työstettyjä esimerkkejä. Lyhyt vastaus, jos tarvitset vain yhden numeron, on tämä: kerro todellinen kuorma kilowatteina moottorin ominaiskulutuksella litroina kilowattituntia kohden. Nykyaikaiselle dieselgeneraattorisarjalle tyypillinen täyden kuorman arvo on noin 0,25 litraa kilowattituntia kohden tai noin 0,066 US gallonaa kilowattituntia kohden, ja tämä arvo nousee kuormitusprosentin laskeessa. Tämän artikkelin loppuosassa määritellään kukin termi, esitetään menetelmän soveltaminen todellisiin tilanteisiin ja selitetään muuttujat, jotka erottavat suunnitteluarvion mitatusta operatiivisesta luvusta.

Miksi tarkat polttoaineenkulutusarviot ovat tärkeitä

Polttoaine on tyypillisesti dieselgeneraattorin suurin yksittäinen muuttuva käyttökustannus. Muutama sata tuntia vuodessa ajettavassa sarjassa dieselpolttoaine voi helposti ylittää rutiinihuollon ja pienten korjausten yhteiskustannukset. Kymmenen tai viidentoista prosentin alijäämäinen arvio saattaa tuntua nopealla laskelmalla hyväksyttävältä, mutta kun se kerrotaan sadoilla käyttötunteilla ja vaihtelevalla polttoainehinnalla, taloudellinen vaikutus on merkittävä. Tarkat kulutusluvut tekevät epämääräisestä toimintakulusta rivikohdan, joka voidaan suunnitella, hallita ja todentaa.

Polttoaineen hankinta on toinen käytännön syy saada numerot oikein. Kuukausikulutuksensa tietävä laitos voi sopia polttoainetoimituksista irtotavarana, ajoittaa toimitukset kiinteään kalenteriin ja välttää hätätankkaukset korkeaan hintaan. Tehdas, joka ei tiedä kulutustaan, päätyy reagoimaan alhaisiin säiliötasoihin sen sijaan, että hallitsisi varastoa. Ero on tärkein syrjäisillä kohteilla, kaivosleireillä, tietoliikenneasennuksilla ja rakennusprojekteilla, joissa polttoaineen toimittaminen itsessään aiheuttaa kustannuksia ja pitkän toimitusajan.

Säiliön koko riippuu myös samasta laskelmasta. 100 kW:n generaattori täydellä kuormalla polttaa noin 25 litraa tunnissa, joten 24 tunnin autonomiavaatimus vaatii 600 litran säiliön ennen kuin reserviä lisätään. Vaihda kuorma 50 prosenttiin ja sama kone tarvitsee vain noin 14 litraa tunnissa, mikä muuttaa sekä säiliön tilavuutta että tankkausväliä. Tämän artikkelin kaava on sama, jota käytetään määritettäessä, tarvitseeko työpaikka 1 000 litran päiväsäiliön vai 10 000 litran bulkkiasennuksen.

Kulutustiedoilla on merkitystä myös vertailtaessa eri toimittajien ehdotuksia. Toimittajat ilmoittavat joskus täyden kuorman kulutuslukuja, jotka on mitattu erilaisissa testiolosuhteissa, lämpötiloissa tai kuormitusmäärittelyissä. Kaksi ehdotusta samalle nimellisarvolle voi näyttää eroavan muutamalla litralla tunnissa, kun taas todellinen ero on yksinkertaisesti luvun taakse piilotettu kuormitusoletus. Kunkin tarjouksen normalisointi samaan kuormitusprofiiliin antaa käyttäjälle mahdollisuuden verrata koneita yhtäläisin ehdoin ja nähdä, minkä yksikön käyttö maksaa itse asiassa vähemmän.

Lopuksi polttoaineen palaminen on suora syöttö laitteiden valintaan ja ympäristöraportointiin. Ylisuuret generaattorit toimivat alhaisella kuormituksella, kuluttavat enemmän polttoainetta tuotettua kilowattituntia kohden ja pidentävät investoinnin takaisinmaksuaikaa. Päästölaskelmat, hiililaskenta ja työmaan kestävyysraportit lähtevät kaikki samasta dieselin kulutusluvusta. Uskottava polttoaineenkulutusarvio tukee näin ollen yhtä aikaa suunnittelupäätöksiä, taloudellisia päätöksiä ja vaatimustenmukaisuuspäätöksiä.

Perusehdot: kVA, kW, tehokerroin ja kuormitus

Generaattorisarjat on yleensä mitoitettu kVA:na, koska vaihtovirtageneraattorin lähtöä rajoittavat virta ja jännite eikä kuorman todellinen teho. Dieselmoottori kuitenkin polttaa polttoainetta kilowatteina mitatun todellisen sähkötehon mukaan. Näiden kahden välinen suhde on tehotekijä. Useimmissa kolmivaiheisissa generaattoreissa vakioominaistehokerroin on 0,8, mikä tarkoittaa, että käytettävissä oleva todellinen teho kW:na vastaa kVA-arvoa kerrottuna 0,8:lla.

Joten 500 kVA:n generaattorisarjan todellinen teho on 400 kW tehokertoimella 0,8. Jos kytketty kuorma kuluttaa tätä vähemmän, kone käy osakuormalla. 250 kVA sarjassa on 200 kW todellista tehoa ja 1 000 kVA sarjassa 800 kW. Tämä muunnos on ensimmäinen askel polttoainelaskelmissa, koska kulutus on verrannollinen tosiasiallisesti toimitettuihin kilowatteihin, ei tyyppikilpeen painettuihin kVA-arvoihin.

Kaksi ylimääräistä luokitustermiä esiintyy melkein jokaisessa tietolomakkeessa. Valmiustilan luokitus on suurin teho, joka voidaan syöttää rajoitetun tuntimäärän vuodessa, tyypillisesti verkkovian tai määräaikaisen huollon aikana, ilman ylikuormituskykyä. Ensisijainen luokitus on teho, joka voidaan syöttää jatkuvasti vaihtelevaan kuormaan. Polttoaineen kulutuksen tulee aina olla suhteessa koneen todelliseen kuormitukseen riippumatta siitä, onko kuorma valmiustilan vai prime-kuorman sisällä.

Kuormituskerroin on todellisuudessa toimitetun todellisen tehon suhde joukon nimelliseen todelliseen tehoon. 200 kW:n generaattori, joka tuottaa 150 kW, toimii 75 prosentin kuormituskertoimella. 400 kW:n generaattori, joka tuottaa 100 kW, toimii vain 25 prosentin kuormituksella. Sama kone voi polttaa hyvin erilaisia ​​määriä polttoainetta riippuen siitä, missä se sijaitsee kuormituskäyrällä, minkä vuoksi kuormituskerroin on toiseksi tärkein luku itse kW-luokituksen jälkeen.

Koska polttoaineenkulutus skaalautuu todellisella teholla, 75 prosentin kuormalla toimiva kone palaa huomattavasti vähemmän kuin sama kone 100 prosentin kuormituksella. Päinvastoin on myös totta: työhönsä raskaasti ylimitoitettu generaattori toimii alhaisella kuormituksella ja kuluttaa enemmän polttoainetta toimitettua kilowattituntia kohden kuin oikean kokoinen kone. Molemmat periaatteet ovat keskeisiä seuraavassa laskentamenetelmässä.

Normaali polttoaineenkulutuskaava

Useimmat käytännön polttoainelaskelmat pelkistyvät yhteen yhtälöön. Polttoaineenkulutus litroina tunnissa on todellinen teho kilowatteina kerrottuna ominaiskulutuksella litroina kilowattituntia kohti:

Polttoaineenkulutus (l/h) = todellinen teho (kW) × ominaiskulutus (l/kWh)

Polttoaineen ominaiskulutus on dieselin määrä, joka tarvitaan yhden kilowattitunnin sähköenergian tuottamiseen. Se vaihtelee moottorin rakenteen, nopeuden, turboahtimen, päästöjen kalibroinnin, kuormituksen ja kunnon mukaan. Generaattorisarjoissa käytetyt nykyaikaiset turboahdetut dieselmoottorit saavuttavat tyypillisesti noin 0,25 l/kWh täydellä kuormalla. Suuret teollisuusmoottorit, joilla on optimoitu poltto, voivat saavuttaa 0,21–0,23 l/kWh, kun taas pienemmät nopeat moottorit voivat olla välillä 0,28–0,30 l/kWh. Kun tarkkoja tietoja ei ole saatavilla, alla olevan taulukon suunnitteluarvot tarjoavat kohtuullisen lähtökohdan.

Polttoaineen ominaiskulutus ei ole vakio koko kuormitusalueella. Dieselmoottorit saavuttavat parhaan lämpötehokkuutensa noin 70–90 prosentilla nimelliskuormituksesta. Pienemmillä kuormituksilla hyötysuhde laskee ja kilowattituntia kohden kulutetut polttoainelitrat kasvavat. Vaikutus on vaatimaton 50-100 prosentin kuormituksella, mutta se tulee voimakkaammin alle 30 prosentin kuormituksen, jolloin moottori tulee myös alttiimmaksi hiilen kertymiselle ja märkäpinoamiselle.

Pohjois-Amerikassa hyvin tunnettu peukalosääntö on, että dieselgeneraattori polttaa noin 0,1 US gallonaa polttoainetta kilowattituntia kohden täydellä kuormalla. Metrinen mukaan se on noin 0,38 l/kWh. Tämä sääntö on tarkoituksella konservatiivinen. Se on hyödyllinen uuden sovelluksen nopeaan seulomiseen, koska se ei aliarvioi polttoainelaskua, mutta se tyypillisesti yliarvioi nykyaikaisen turboahdettu generaattorisarjan todellisen kulutuksen, joka tuottaa usein 0,066-0,08 gal/kWh täydellä kuormalla. Vanhemmille moottoreille, mekaanisesti ohjatuille yksiköille tai huonokuntoisille koneille korkeampi luku voi olla realistinen. Käsittele 0,1 gal/kWh ylärajan suunnittelulukuna ja tarkenna sitä, kun sinulla on valmistajan tiedot tai mitatut arvot.

Metrijärjestelmässä yllä olevan taulukon suunnitteluarvot ovat hyvin hyväksyttyjä nykyaikaisille turboahdetuille koneille. Luonnollisesti hengittävä tai vanhempi malli käy korkeammalle, joten ikääntyviä laitteita käyttävän kohteen pitäisi lisätä arvioon viidestä kymmeneen prosenttia. Kaikissa kriittisissä projekteissa valmistajien julkaiseman kulutuskäyrän tulee korvata nämä yleiset arvot.

Dieselgeneraattorin polttoaineenkulutuksen viitetaulukko kuorman mukaan

Käyttämällä edellisen osan suunnitteluarvoja voidaan rakentaa viitetaulukko mille tahansa generaattorin arvolle. Alla olevassa taulukossa on pyöristetyt kulutusluvut litroina tunnissa tavallisille generaattoreille, jotka toimivat 25, 50, 75 ja 100 prosentin kuormituksella. Näissä luvuissa oletetaan nykyaikaista turboahdettua dieselmoottoria normaaleissa ympäristöolosuhteissa, lähellä merenpintaa, hyvällä polttoaineella ja asianmukaisesti huolletulla yksiköllä.

Muuntaa litroja tunnissa Yhdysvaltain gallonoiksi tunnissa jakamalla 3,785:llä. Muuntaaksesi keisarillisiksi gallonoiksi, jaa 4,546:lla. Esimerkiksi 400 kW:n generaattori täydellä kuormalla polttaa noin 100 l/h, mikä on noin 26,4 US gallonaa tunnissa tai 22 gallonaa tunnissa. Sama kone puolella kuormalla polttaa 56 l/h eli noin 14,8 gallonaa tunnissa. Molempien yksiköiden pitäminen mielessä auttaa vertailtaessa eri tiimien tai toimittajien laatimia työmaaraportteja.

Vaiheittainen menetelmä kulutuksen laskentaan

Laskenta on riittävän yksinkertainen kannettavalla tietokoneella suoritettavaksi, mutta se ansaitsee kurinalaisen järjestyksen, jotta mikään tärkeä oletus ei jää ohi. Noudata näitä ohjeita aina, kun polttoaineenkulutusarvio tarvitaan.

1. Muunna generaattorin arvo kVA:sta kW:ksi kertomalla tehokertoimella, tyypillisesti 0,8.
2. Määritä odotettu kuormitusprofiili: liitetyn laitteen todellinen kulutettu kW ilmaistuna prosentteina nimelliskapasiteetista.
3. Valitse polttoaineen kulutus kyseiselle kuormitusprosentille yllä olevasta taulukosta tai tarkan mallin valmistajan tiedoista.
4. Kerro todellinen teho kW:na ominaiskulutuksella saadaksesi kulutuksen litroina tunnissa.
5. Kerro nopeus suunnitelluilla käyttötunteilla ja toista jokaiselle eri kuormitussegmentille, jos käyttöjakso vaihtelee.

Esimerkki 1: toimipaikka omistaa 250 kVA:n generaattorisarjan, jonka teho on 200 kW ja tehokerroin 0,8. Kuorma on 150 kW, mikä on 75 prosenttia nimellisarvosta. Kun polttoaineen ominaiskulutus on 0,26 l/kWh 75 prosentin kuormituksella, kulutus on 150 × 0,26 = 39 l/h. 10 tunnin tuotantovuorossa yksikkö polttaa noin 390 litraa dieseliä. Tämän luokan koneet ovat yleisiä koko teollisuudessa; 100-300 kVA dieselgeneraattoreita käytetään usein tehdasvarastoon, rakennusvoimaan ja pieniin kaupallisiin sovelluksiin, ja niiden kulutusluvut sopivat samaan laskentamalliin.

Esimerkki 2: 500 kVA:n varageneraattori, jonka teho on 400 kW, palvelee tehdasta 240 kW:n keskikuormalla. Se on 60 prosenttia arvosanasta. Interpoloimalla 50 prosentin ja 75 prosentin arvojen välillä saadaan likimääräinen ominaiskulutus 0,27 l/kWh. Kulutusnopeus on 240 × 0,27 = 64,8 l/h. Jos yksikkö käy 12 tuntia kuukaudessa verkkohäiriöiden aikana, kuukausittainen polttoainetarve on noin 778 litraa. Kokonaisen vuoden aikana, samalla kuviolla, vuosikulutus on noin 9 340 litraa.

Esimerkki 3: palvelinkeskus asentaa 2 000 kW:n varageneraattorin, joka toimii testi- ja osittaisen UPS-tuen alaisena noin 200 tuntia vuodessa 40 prosentin keskimääräisellä kuormituksella. Todellinen teho on 800 kW. 40 prosentin kuormituksella polttoaineen ominaiskulutus on noin 0,30 l/kWh. Kulutus on 800 × 0,30 = 240 l/h. Yli 200 tunnin vuotuinen polttoaineenkulutus on 48 000 litraa eli noin 12 700 gallonaa. Tämä luku muodostaa perustan polttoaineen toimitussopimukselle, varastosäiliön tilavuudelle ja laitoksen ympäristöraportoinnille.

Kun työmaalla on useita erillisiä kuormitussegmenttejä, kuten neljä tuntia täydellä kuormalla ja kuusi tuntia puolikuormalla, laske kukin segmentti erikseen ja lisää tulokset. Kuormitusprosentin keskiarvo ajassa ilman tuntien painottamista voi aliarvioida kulutuksen, koska polttoaineen ominaiskulutus on suurempi kevyillä kuormilla.

Kuinka laskea generaattorin polttoainekustannukset tunnissa

Polttoainekustannuslaskenta on kulutuskaavan suora jatke. Tuntikohtainen polttoainekustannus on kulutussuhde litroina tunnissa kerrottuna toimitetulla litrahinnalla. Vuosittainen polttoainekustannus on vuotuinen kokonaiskulutus litroina kerrottuna samalla hinnalla.

Edellisen osan 500 kVA esimerkkiä käyttäen kuukausittainen 778 litran ajo dieselin toimitushinnalla 1,10 dollaria litralta maksaa noin 856 dollaria ajoa kohden. Kahdentoista kuukauden aikana vuotuiset polttoainekustannukset ovat noin 10 270 dollaria. Se on se luku, jonka pitäisi näkyä käyttöbudjetissa, ei tietolomakkeen täyskuorman kulutus kerrottuna tunneilla, koska täyskuormitusluku yliarvioisi kustannukset noin 30 prosenttia koneelle, joka saavuttaa vain 60 prosentin keskimääräisen kuormituksen.

Syrjäisillä kohteilla dieselin toimitettu hinta voi olla huomattavasti korkeampi kuin bulkkiterminaalin hinta. Tieliikenteestä riippuvaisen kaivosalueen tai teletornin tulee sisältää toimitusmaksu ja polttoainevarastoinnin hävikkikustannukset. Tällaisissa tapauksissa laskettuun tilavuuteen on järkevää lisätä viidestä kymmeneen prosentin marginaali, ei kulutusarvion lisäämiseksi, vaan kattaa haihtumisen, läikkymisen, säiliön puhdistuksen ja polttoaineen hajoamisen pitkien varastointijaksojen aikana.

Lopuksi erota sähkökatkon aikana kulutettu polttoaine ja rutiinitestauksen aikana kulutettu polttoaine. Monet valmiusasennukset testaavat viikoittain tai kuukausittain 30–50 prosentin kuormituksella, jotta moottori pysyy kuivana ja akut ladattuna. Näissä koeajoissa käytetään oikeaa polttoainetta, ja ne tulisi sisällyttää vuosikustannuksiin. Kuukausittain tunnin ajan 50 prosentin kuormituksella 400 kW:n koneella testaava työmaa lisää vuosittaiseen polttoaineenkulutukseensa noin 12 kuukautta × 56 l/h × 1 tunti = 672 litraa, mikä on merkittävä summa sekä budjetin että säiliösuunnittelun kannalta.

Dieselgeneraattorin polttoaineenkulutukseen vaikuttavat tekijät

Viitetaulukon suunnitteluarvot edellyttävät kohtuullista ympäristön lämpötilaa, merenpinnan korkeutta, puhdasta polttoainetta ja hyvin huollettua moottoria. Todelliset toimintatulokset voivat vaihdella useista syistä. Näiden tekijöiden ymmärtäminen auttaa käyttäjää arvioimaan, onko todellinen kulutus normaalin rajoissa vai tarvitaanko tutkimusta.

Kuormitustaso ja toimintapiste

Kuormitusaste on hallitseva tekijä. Kulutus on verrannollinen todelliseen tuotettuun tehoon, mutta suhteellisuuskerroin huononee alhaisella kuormituksella. 25 prosentin kuormituksella toimiva generaattori kuluttaa enemmän polttoainetta kilowattituntia kohden kuin 75 prosentin kuormituksella toimiva generaattori. Pitkäaikainen käyttö alle 30 prosentin kuormituksella ei ole pelkästään tehotonta; Se voi myös aiheuttaa märkää pinoamista, jolloin palamaton polttoaine ja hiili kerääntyvät pakojärjestelmään ja heikentävät tehokkuutta entisestään.

Moottorin alusta ja tehokkuus

Nykyaikaiset elektroniset yhteispaineruiskutusmoottorit, joissa on korkeapaineinen polttoaineen ruiskutus, saavuttavat paremman palamisen ja pienemmän ominaiskulutuksen kuin vanhemmat mekaanisesti ohjatut moottorit. Turboahdin ja jälkijäähdytys parantavat ilman tiheyttä ja palamistehokkuutta suuremmilla kuormilla. Jopa saman kW-luokituksen sisällä kaksi eri moottorialustaa voivat erota polttoaineenkulutuksesta 5-10 prosenttia samassa kuormituspisteessä. Tästä syystä valmistajakohtaisten tietojen tulee aina olla hankintapäätösten yleisten taulukoiden edelle.

Oikea generaattorin koko

Käyttötarkoitukseensa ylimitoitettu generaattori toimii alhaisella kuormituksella ja kuluttaa enemmän polttoainetta kilowattituntia kohden. Se kerää myös enemmän moottoritunteja hyödyllisen työn yksikköä kohden. Yleinen suositus on valita generaattori, jonka koko on niin, että odotettu kuormitus on 60–80 prosenttia valmiustilan nimellisarvosta. Tämä pitää moottorin tehokkaimmassa toimintaikkunassa ja säilyttää marginaalin tilapäisille ylikuormituksille.

Huolto kunto

Tukkeutuneet ilmansuodattimet rajoittavat palamisilmaa, kuluneet suuttimet häiritsevät polttoaineen ruiskutuskuviota ja huono venttiilivälys muuttaa palamisen ajoitusta. Alhainen jäähdytysnesteen lämpötila viallisesta termostaatista pakottaa moottorin käymään vähemmän tehokkaassa tilassa. Laiminlyöty moottori voi kuluttaa viidestä viiteentoista prosenttia enemmän polttoainetta kuin saman mallin asianmukaisesti huollettu yksikkö. Polttoainesuodattimien, ilmansuodattimien ja voiteluöljyn säännöllinen tarkastus on siksi suora polttoaineen säästötoimenpide.

Ympäristön lämpötila ja korkeus

Korkea ympäristön lämpötila ja korkea korkeus vähentävät ilman tiheyttä, mikä rajoittaa dieselmoottorin tehoa. Generaattorin ohjain voi rajoittaa kuormitusta tai moottoria voidaan alentaa työpaikan olosuhteiden mukaan. Jos sovellus vaatii samaa sähkökuormitusta korkealla työmaalla, on valittava suurempi kone, joka toimii normaaliolosuhteissa pienemmällä kuormituspisteellä ja vastaavalla polttoaineenkulutuksella. Vertailutaulukot pätevät merenpinnan lähellä oleville kohteille, joiden ympäristön lämpötila on 25-30 celsiusastetta.

Polttoaineen laatu ja kausitaso

Dieselpolttoaine, jolla on huono setaaniluku, korkea tiheys tai korkea vesipitoisuus, palaa vähemmän tehokkaasti ja lisää suodattimen vaihtotiheyttä. Talvipolttoaineen haihtuvuus voi hieman alentaa litran energiapitoisuutta, kun taas kesäpolttoaineen polttoaine voi sameaa tai geeliytyä kylmällä säällä, jos käytetään väärää laatua. Pitkäaikaisessa varastoinnissa polttoaineen hajoaminen ja mikrobien kasvu voivat myös muuttaa palamisominaisuuksia. Oikean kausitason käyttäminen ja hyvän säiliön siivouksen harjoittaminen pitää moottorin lähellä julkaistua suorituskykykäyrää.

Valmistajan tieto- ja tekniset tiedot

Yleiset nyrkkisäännöt riittävät toteutettavuustutkimuksiin ja alustaviin budjetteihin, mutta lopullisen polttoainesuunnitelman tulee perustua tarkasteltavana olevan generaattorimallin julkaistuihin kulutustietoihin. Useimmat valmistajat julkaisevat teknisissä tiedoissaan polttoaineenkulutusluvut 25, 50, 75 ja 100 prosentin kuormituksella. Jotkut julkaisevat täydellisen kulutuskäyrän sekä olosuhteet, joissa arvot mitattiin, kuten ympäristön lämpötila, ilmanpaine ja polttoaineen alempi lämmitysarvo.

Sama nimellisarvo voi tuottaa erilaisia ​​kulutuslukuja riippuen moottorin alustasta ja päästöjen kalibroinnista. Tehokkaan moottorin ja laadukkaan vaihtovirtageneraattorin kanssa koottu generaattori näyttää tyypillisesti pienemmän litraa tunnissa täydellä kuormituksella kuin vanhan moottoriperheen ympärille rakennettu generaattori. Täyskuormituskäyrän kysyminen tietylle mallille on ainoa luotettava tapa vertailla koneita. Ehdotus, jossa esitetään vain täyskuormitusluku, voi piilottaa vähemmän tehokkaan osakuormituksen, jolla on merkitystä, kun yksikkö toimii pääasiassa alle 75 prosentin kuormalla.

Ostoa arvioitaessa kannattaa verrata useita vaihtoehtoja rinnakkain yhtäläisin ehdoin: samat tehot kW, samat kuormitusprosenttipisteet, samat polttoainetiedot ja samat työmaaolosuhteet. Valmistajan julkaisemat luvut, kuten täydellinen valikoima dieselgeneraattorisarjoja, antavat hyödyllisen lähtökohdan tällaisille vertailuille. Jos sovelluksen odotetaan toimivan epätavallisessa kuormituspisteessä tai äärimmäisissä ympäristöolosuhteissa, valmistajan on toimitettava säädetyt polttoainetiedot kyseisiä olosuhteita varten yksinkertaisen kopion vakiotaulukon sijaan.

Projekteissa, joissa on epätavalliset kuormitusprofiilit, vakioluettelokone ei ehkä ole tehokkain valinta. Mukautettu generaattorisarja voi sovittaa moottorin alustan, jäähdyttimen koon, ohjausasetukset ja tehon todelliseen käyttöjaksoon, mikä voi vähentää sekä polttoaineen kulutusta että pääomakustannuksia asennuksen käyttöiän aikana. Pienikin parannus polttoaineen ominaiskulutuksessa tuhansien käyttötuntien aikana merkitsee mitattavissa olevaa polttoainekulutuksen ja päästöjen vähenemistä.

Polttoainesäiliön mitoitus ja käyttöajan suunnittelu

Kun tuntikulutus on tiedossa, säiliön mitoituksesta tulee yksinkertainen kertolasku. Vaadittu käyttökelpoinen säiliön tilavuus on odotettu kulutus litroina tunnissa kerrottuna vaaditulla autonomialla tunneissa plus varamarginaali. Tyypillinen reservimarginaali on 10-20 prosenttia, mikä selittää säiliön ulostulon alapuolella olevan käyttökelvottomuuden, koeajojen kulutuksen sekä sen, että generaattori käy usein hieman suunniteltua suuremmalla kuormituksella.

Esimerkiksi 200 kW:n generaattori täydellä kuormalla kuluttaa noin 50 l/h. 24 tunnin jatkuvassa käytössä tarvittava käyttötilavuus on 1200 litraa. 15 prosentin reservin lisääminen nostaa vaatimukset noin 1 380 litraan, joten tavallinen 1 500 litran säiliö on järkevä valinta. Jos sama kone käy sen sijaan 50 prosentin kuormituksella, kulutus putoaa 28 litraan tunnissa ja 1 000 litran säiliö tarjoaa yli 35 tuntia autonomiaa. Näiden kahden luvun välinen ero johtuu siitä, että kuormituskerroin on vahvistettava ennen säiliön määrittämistä.

Monet asennukset käyttävät kaksitasoista tallennusjärjestelmää. Pieni päiväsäiliö, joka on mitoitettu 8-12 käyttötunnille, syöttää generaattoria suoraan painovoimalla tai pienellä nostopumpulla. Suurempi bulkkisäiliö täyttää päiväsäiliön siirtopumpun kautta tasoohjatussa syklissä. Tämä järjestely pitää pääsäiliön polttoaineen koskemattomana pitkiä aikoja valmiussovelluksissa, mikä vähentää veden kertymisen ja mikrobien kasvun riskiä samalla, kun tankkaus on turvallisempaa ja helpompi hallita.

Kriittiset tilat noudattavat usein julkaistuja koodeja ja standardeja. Esimerkiksi NFPA 110 -standardi hätä- ja valmiussähköjärjestelmille edellyttää yleensä, että tason 1 järjestelmillä on riittävästi polttoainetta 96 tunnin täyskuormitukseen, ellei suurempaa syöttöä tarvita suunnittelun suurimman käyttökatkon tyydyttämiseksi. Tarkka vaatimus riippuu sovelluksesta ja toimivaltaisesta viranomaisesta, joten ensimmäinen vaihe säiliön suunnittelussa on vahvistaa paikallisen koodin vaatimus ja sitten käyttää kulutuslaskelmaa tuntien litroiksi muuntamiseksi.

Polttoainevaraston hallinta täydentää kuvan. Dieselin pitkäaikainen varastointi vaatii säännöllistä testausta, veden erotusta ja usein polttoaineen kiillotusohjelmaa hiukkasten ja biologisen saastumisen poistamiseksi. Tarkalla kulutusarviolla mitoitetulla säiliöllä on kohtuullinen polttoaineen kiertonopeus, mikä vähentää polttoaineen vanhenemisen riskiä ja pitää järjestelmän valmiina hätäkäynnistystä varten.

Polttoaineen kulutus rinnakkaisgeneraattorijärjestelmissä

Kun useita generaattoreita toimii rinnakkain, polttoainelaskelmassa on otettava huomioon, miten kuorma jakautuu koneiden kesken. Järjestelmän polttoaineen kokonaiskulutus on kunkin online-koneen yksittäisen kulutuksen summa, ja järjestelmän tehokkuus riippuu siitä, missä kukin kone sijaitsee tietyllä polttoaineenkulutuskäyrällä.

Harkitse paikkaa, jossa on kaksi 400 kW generaattoria, joka tarvitsee kokonaiskuorman 300 kW. Jos molemmat koneet ovat online-tilassa, kummankin teho on 150 kW eli noin 37 prosenttia nimellisarvostaan. Tällä kuormituksella ominaiskulutus on noin 0,31 l/kWh, joten jokainen kone palaa noin 46,5 l/h ja järjestelmä kuluttaa noin 93 l/h. Jos sen sijaan vain yksi kone käy ja kantaa täydet 300 kW, mikä on 75 prosenttia nimellisarvosta, sen kulutus on 300 × 0,26 = 78 l/h. Yhden koneen konfiguraatio säästää noin 15 l/h ja puolittaa myös kalustoon kertyvät moottoritunnit. Tämä on juuri sellainen päätös, jonka rinnakkaisten generaattorijärjestelmien asennuksessa oleva oma ohjain voi automatisoida käynnistämällä ja pysäyttämällä yksiköitä kuormituksen tarpeen mukaan.

Rinnakkaisuuden edut käyvät ilmi, kun kuormitus vaihtelee ajan myötä. Päivällä tehdas saattaa tarvita 600 kW ja yöllä vain 200 kW. Kun kaksi tai kolme keskikokoista yksikköä rinnakkain, säädin voi pitää kuormituksen optimaalisessa määrässä koneita sen sijaan, että käyttäisi yhtä suurta yksikköä pienellä kuormalla. 300-1000 kVA:n asennuksissa tämä toimintajoustavuus on yksi tärkeimmistä syistä, miksi projektiryhmät valitsevat rinnakkaiskokoonpanon yhden suuren koneen sijaan. Oikealla kuormituspisteellä toimimisesta johtuvat polttoainesäästöt yhdistettynä N 1 -redundanssin luotettavuuteen oikeuttavat usein lisäkojeisto- ja ohjauskustannukset.

Vahvista kulutusarviosi oikeilla tiedoilla

Mikään laskelma ei ole valmis, ennen kuin se on tarkistettu todellisuutta vastaan. Luotettavin tapa tarkistaa arvio on kirjata generaattorin todellinen kulutus tunnetun käyttöjakson aikana. Mitattu arvo kuvaa moottorin todellisen kunnon, todellisen kuormituskuvion ja todellisen polttoaineen laadun tavalla, jota mikään taulukko tai kaava ei pysty.

Käytettävissä on useita menetelmiä. Yksinkertaisin on säiliön mittatikun lukema ennen ja jälkeen ajon yhdistettynä tuntimittarin lukemaan. Tarkempi lähestymistapa on polttoaineen virtausmittari, joka on asennettu moottorin syöttölinjaan. Monet nykyaikaiset generaattorisäätimet näyttävät myös moottorin ohjausmoduulista lasketut kulutustiedot, jotka antavat reaaliaikaisen litraa tunnissa. Polttoaineenhallintaohjelmisto voi koota nämä lukemat useilta eri sivustoilta ja tuottaa kuukausiraportteja, joita tarvitaan budjettitarkastuksia varten.

Kulutuksen seuraaminen useiden viikkojen ajan on erityisen arvokasta, koska se tasoittaa yksittäisten ajojen välisiä vaihteluita. Jos mitattu kulutus ylittää jatkuvasti lasketun arvion yli kymmenellä prosentilla, moottori saattaa tarvita huoltoa, polttoaine voi olla likaantunut tai kuormitusprofiili voi poiketa oletusta. Jos mitattu arvo on merkittävästi pienempi, laskennassa käytetty tehokerroin tai kuormitusprosentti voi olla virheellinen. Molemmissa tapauksissa tiedonkeruu on tehnyt tehtävänsä: esiin on tullut poikkeama, joka voidaan korjata ennen kuin se aiheuttaa budjetin ylityksen tai tankkivajeen.

Käytännön vinkkejä dieselpolttoaineen kulutuksen vähentämiseen

Kulutuksen vähentäminen tarkoittaa harvoin polttoaineen vaihtoa; kyse on käyttöolosuhteiden ja laitevalintojen muuttamisesta. Seuraavat käytännöt tuottavat luotettavimmat säästöt useissa eri sovelluksissa.

• Mitoita generaattori todellista kuormitusta vastaavaksi kohtuullisella marginaalilla, yleensä 60-80 prosentin kuormituksella normaalikäytössä.
• Vältä jatkuvaa käyttöä alle 30 prosentin kuormituksella, jolloin ominaiskulutus nousee jyrkästi ja märkäpinoaminen vahingoittaa moottoria.
• Noudata valmistajan huoltoaikataulua, mukaan lukien ilman-, polttoaine- ja öljysuodattimet, suuttimen tarkastukset ja venttiilivälyksen säädöt.
• Käytä puhdasta, korkealaatuista, oikean vuodenajan dieseliä ja pidä vesi ja mikrobikasvu poissa varastosäiliöstä.
• Järjestä koneet usean yksikön toimipisteissä siten, että käynnissä olevien yksiköiden määrä vastaa kuormaa, jolloin jokainen online-yksikkö pysyy lähellä tehokkainta latauspistettään.
• Tarkista kulutustiedot säännöllisesti ja tutki kaikki trendit, jotka liikkuvat ylöspäin ilman selvää syytä, koska polttoaineen ryömintä on usein ensimmäinen merkki kehittyvästä moottoriongelmasta.

Sivusto, joka ottaa käyttöön näitä käytäntöjä, näkee lähes aina mitatun kulutuksen siirtyvän odotetun alueen alimmalle tasolle. Polttoainesäästöt ovat toistettavissa, ja parannettu huoltokuri pidentää myös generaattorin käyttöikää ja vähentää odottamattomien käyttökatkojen riskiä.

Viimeisiä ajatuksia dieselgeneraattorin polttoaineenkulutuksen laskemisesta

Menetelmä on yksinkertainen: määritä todellinen teho kilowatteina, valitse kuormituspistettä vastaava ominaiskulutus, kerro nämä kaksi ja kerro käyttötunteilla. Ainoat arviointiperusteet ovat kuormitusprofiili, jonka pitäisi perustua todellisiin työmaan olosuhteisiin, ja polttoaineen ominaiskulutus, jonka pitäisi tulla valmistajalta aina kun mahdollista. Kaikki muu on aritmeettista.

Käytä nopeaa suunnittelua varten vakioarvoja 0,25 L/kWh täydellä kuormalla ja 0,1 US gallonaa kWh:a kohti konservatiivisena ylärajana. Käytä budjetteja, hankintoja ja säiliön mittoja varten valmistajan tietolehteä ja varmista paikan päällä mitattu kulutus. Polttoaineen kulutuksen laskeminen ei ole kertaluonteinen harjoitus; se tulee toistaa aina, kun kuormitus muuttuu, eri kone asennetaan tai käyttöaikataulua tarkistetaan. Kuljettajat, jotka noudattavat tätä kurinalaisuutta, huomaavat, että heidän polttoainekustannukset ovat ennakoitavissa, säiliöt on mitoitettu oikein ja generaattorit toimivat lähellä moottorinvalmistajan tarkoittamaa hyötysuhdetta.