A dízelgenerátor üzemanyag-fogyasztásának kiszámítása: Gyakorlati útmutató a kezelőknek

Minden működési költségvetésnek szüksége van egy üzemanyagszámra. Vegyünk egy közepes méretű gyárat egy 500 kVA-os készenléti generátorral, amely várhatóan havonta körülbelül tizenkét órán keresztül szállít egy gyártósort. A gyártó adatlapja a teljes terhelésű üzemanyag-fogyasztást tartalmazza, de az egység ritkán működik teljes terheléssel. A tényleges terhelés átlagosan a névleges teljesítmény nagyjából 60 százaléka, és az üzemvezetőnek tudnia kell, hány liter gázolajat kell beszerezni, mekkora legyen a tárolótartály, és milyen lesz a havi üzemanyagszámla. Megbízható módszer hiányában a részterhelési fogyasztás becslésére az erőmű vagy túlvásárolja az üzemanyagot és felfújja az üzemeltetési költségeit, vagy alul tölti a tartályt, és kockáztatja, hogy a támogatási futás megszakad. Egyik eredmény sem elfogadható, és mindkettő elkerülhető egy egyszerű számítási megközelítéssel.

Ez az útmutató elmagyarázza, hogyan számítható ki a dízelgenerátor üzemanyag-fogyasztása egy egyszerű képlet, reális fajlagos üzemanyag-fogyasztási értékek, referenciatáblázatok és kidolgozott példák segítségével. A rövid válasz, ha csak egy számra van szüksége, a következő: szorozza meg a tényleges terhelést kilowattban a motor fajlagos üzemanyag-fogyasztásával, liter/kilowattóra értékkel. Egy modern dízelgenerátor esetében a tipikus teljes terhelési érték körülbelül 0,25 liter/kilowattóra, vagyis nagyjából 0,066 US gallon/kilowattóra, és ez az érték a terhelési százalék csökkenésével nő. A cikk további része meghatározza az egyes kifejezéseket, bemutatja, hogyan kell alkalmazni a módszert valós helyzetekre, és elmagyarázza azokat a változókat, amelyek elválasztják a tervezési becslést a mért operatív adattól.

Miért fontosak a pontos üzemanyag-fogyasztási becslések?

Az üzemanyag jellemzően a dízelgenerátorok legnagyobb változó működési költsége. Egy évi néhány száz órát üzemelő készletnél a dízel üzemanyag könnyen meghaladhatja a rendszeres karbantartás és a kisebb javítások együttes költségét. Egy tíz-tizenöt százalékkal elmaradó becslés egy gyors számításban elfogadhatónak tűnhet, de ha ezt megszorozzuk több száz üzemórával és ingadozó üzemanyagárral, a pénzügyi hatás jelentőssé válik. A pontos fogyasztási adatok egy homályos működési költséget tervezhető, ellenőrizhető és ellenőrizhető tételré változtatnak.

Az üzemanyag-beszerzés egy másik gyakorlati indok a számok helyes meghatározásához. Egy olyan üzem, amely ismeri a havi fogyasztását, ömlesztett üzemanyag-ellátást köthet le, a szállításokat rögzített naptár szerint ütemezheti, és elkerülheti a sürgősségi üzemanyag-feltöltéseket prémium áron. Egy üzem, amely nem ismeri a fogyasztását, a készletek kezelése helyett az alacsony tartályszintre reagál. A különbség leginkább távoli helyszíneken, bányatáborokban, távközlési létesítményekben és építési projektekben számít, ahol maga az üzemanyag-szállítás költséggel és hosszú átfutási idővel jár.

A tartály mérete szintén ugyanazon számítástól függ. Egy 100 kW-os generátor teljes terhelés mellett nagyjából 25 litert éget el óránként, így a 24 órás autonómia követelmény 600 literes tartályt tesz szükségessé, mielőtt bármilyen tartalékot hozzáadnánk. Változtassa meg a terhelést 50 százalékra, és ugyanannak a gépnek csak körülbelül 14 literre van szüksége óránként, ami megváltoztatja a tartály térfogatát és a tankolási intervallumot is. A cikkben szereplő képlet ugyanaz, mint annak meghatározására, hogy egy telephelyen 1000 literes napi tartályra vagy 10 000 literes ömlesztett telepítésre van szüksége.

A fogyasztási adatok a különböző szállítók ajánlatainak összehasonlításakor is számítanak. A szállítók néha olyan teljes terhelésű fogyasztási adatokat adnak meg, amelyeket különböző vizsgálati körülmények, hőmérsékletek vagy terhelésdefiníciók mellett mértek. Úgy tűnhet, hogy két azonos névleges besorolásra vonatkozó javaslat néhány literrel különbözik óránként, míg az igazi különbséget egyszerűen a szám mögött megbúvó terhelési feltételezés jelenti. Az egyes árajánlatok ugyanarra a terhelési profilra történő normalizálása lehetővé teszi a kezelő számára, hogy azonos feltételek mellett hasonlítsa össze a gépeket, és megtudja, melyik egység üzemeltetése kerül ténylegesen kevesebbe.

Végül, a tüzelőanyag elégetése közvetlen bemenet a berendezés kiválasztásához és a környezeti jelentésekhez. A túlméretezett generátorok alacsony terhelésen működnek, több üzemanyagot égetnek el egy megtermelt kilowattóránként, és meghosszabbítják a beruházás megtérülési idejét. A kibocsátási számítások, a szén-dioxid-elszámolás és a telephely fenntarthatósági jelentései mind ugyanabból a dízelfogyasztási adatból indulnak ki. A hiteles üzemanyag-fogyasztási becslés ezért egyszerre támogatja a mérnöki, a pénzügyi és a megfelelőségi döntéseket.

Az alapvető feltételek: kVA, kW, teljesítménytényező és terhelés

A generátorkészleteket általában kVA-ban adják meg, mivel a generátor kimenetét az áram és a feszültség korlátozza, nem pedig a terhelés által felvett valós teljesítmény. A dízelmotor azonban az általa termelt, kilowattban mért valós elektromos teljesítménynek megfelelően égeti el az üzemanyagot. A kettő kapcsolata a teljesítménytényező. A legtöbb háromfázisú generátorkészlet esetében a szabványos jellemző teljesítménytényező 0,8, ami azt jelenti, hogy a felhasználható valós teljesítmény kW-ban megegyezik a kVA-érték szorozva 0,8-cal.

Tehát egy 500 kVA-s generátorkészlet valós teljesítménye 400 kW 0,8-as teljesítménytényező mellett. Ha a csatlakoztatott terhelés ennél kevesebbet vesz fel, a gép részterheléssel működik. Egy 250 kVA-s készlet 200 kW-os, az 1000 kVA-s pedig 800 kW-os valós teljesítményű. Ez az átalakítás minden tüzelőanyag-számítás első lépése, mivel a fogyasztás a ténylegesen leszállított kilowatttal arányos, nem pedig az adattáblán feltüntetett kVA-értékkel.

Szinte minden adatlapon két további minősítési kifejezés szerepel. A készenléti névleges teljesítmény az a maximális teljesítmény, amely évente korlátozott számú órán keresztül biztosítható, jellemzően közüzemi hiba vagy ütemezett karbantartás során, túlterhelési képesség nélkül. Az elsődleges névleges teljesítmény az a teljesítmény, amely folyamatosan biztosítható változó terheléshez. Az üzemanyag-fogyasztást mindig a gép tényleges terheléséhez kell viszonyítani, függetlenül attól, hogy a terhelés a készenléti vagy az elsődleges terhelésen belül van.

A terhelési tényező a ténylegesen leadott valós teljesítmény és a készlet névleges valós teljesítményének aránya. Egy 200 kW-os, 150 kW-os generátor 75 százalékos terhelési tényezővel működik. Egy 400 kW-os, 100 kW-os generátor mindössze 25 százalékos terhelés mellett működik. Ugyanaz a gép nagyon különböző mennyiségű tüzelőanyagot égethet el attól függően, hogy hol helyezkedik el a terhelési görbéjén, ezért a terhelési tényező maga a kW-érték után a második legfontosabb szám.

Mivel az üzemanyag-fogyasztás a valós teljesítmény mellett skálázódik, egy 75 százalékos terheléssel működő gép lényegesen kevesebbet ég, mint a 100 százalékos terheléssel működő gép. Ennek a fordítottja is igaz: a feladatához képest erősen túlméretezett generátor alacsony terhelési tényezővel működik, és szállított kilowattóránként több üzemanyagot éget el, mint egy megfelelő méretű gép. Mindkét elv központi szerepet játszik a következő számítási módszerben.

A szabványos üzemanyag-fogyasztási képlet

A legtöbb gyakorlati üzemanyag-számítás egyetlen egyenletre redukálódik. Az üzemanyag-fogyasztás liter/óra mértéke a kilowattban kifejezett valós teljesítmény szorozva a liter/kilowattóra fajlagos üzemanyag-fogyasztással:

Üzemanyag-fogyasztás (L/h) = Valós teljesítmény (kW) × Fajlagos üzemanyag-fogyasztás (L/kWh)

A fajlagos üzemanyag-fogyasztás egy kilowattóra elektromos energia előállításához szükséges gázolaj mennyisége. A motor felépítésétől, fordulatszámától, turbófeltöltésétől, károsanyag-kibocsátási kalibrációjától, terhelésétől és állapotától függően változik. A generátorkészletekben használt modern turbófeltöltős dízelmotorok jellemzően körülbelül 0,25 l/kWh teljesítményt érnek el teljes terhelés mellett. Az optimalizált égésű nagy ipari motorok elérhetik a 0,21-0,23 l/kWh-t, míg a kisebb, nagy sebességű motorok 0,28-0,30 l/kWh-t. Ha nem állnak rendelkezésre konkrét adatok, az alábbi táblázatban szereplő tervezési értékek ésszerű kiindulási alapot adnak.

A fajlagos üzemanyag-fogyasztás nem állandó a terhelési tartományban. A dízelmotorok a legjobb termikus hatásfokukat nagyjából a névleges terhelés 70-90 százalékánál érik el. Kisebb terhelésnél csökken a hatásfok, és nő a kilowattóránként elfogyasztott üzemanyag literek mennyisége. A hatás 50 és 100 százalékos terhelés között szerény, de 30 százalék alatti terhelés alatt erősödik, ahol a motor hajlamosabbá válik a szén-dioxid-lerakódásra és a nedves halmozódásra.

Észak-Amerikában jól ismert ökölszabály, hogy egy dízelgenerátor körülbelül 0,1 gallon üzemanyagot éget el kilowattóránként teljes terhelés mellett. Metrikus értelemben ez nagyjából 0,38 l/kWh. Ez a szabály szándékosan konzervatív. Hasznos új alkalmazások gyors átvizsgálásához, mert nem becsüli alá az üzemanyagszámlát, de jellemzően túlbecsüli egy modern turbófeltöltős generátorkészlet tényleges fogyasztását, amely gyakran 0,066 és 0,08 gal/kWh között teljesít teljes terhelés mellett. Régebbi motorok, mechanikus vezérlésű egységek vagy rossz állapotú gépek esetében a magasabb érték reális lehet. Kezelje a 0,1 gal/kWh-t felső korlátos tervezési számként, és finomítsa, miután megvan a gyártó adatai vagy mért értékei.

A metrikus gyakorlatban a fenti táblázatban szereplő tervezési értékek jól elfogadottak a modern turbófeltöltős egységeknél. A szívó vagy régebbi kivitel magasabban fut, ezért az elöregedett berendezéseket üzemeltető telephelynek öt-tíz százalékot kell hozzáadnia a becsléshez. Minden kritikus projekt esetében a gyártó által közzétett fogyasztási görbének fel kell váltania ezeket az általános értékeket.

Dízelgenerátor üzemanyag-fogyasztási referencia táblázat terhelés szerint

Az előző szakasz tervezési értékeinek felhasználásával bármely generátor névleges értékéhez referencia táblázat készíthető. Az alábbi táblázat a 25, 50, 75 és 100 százalékos terhelés mellett működő általános generátorméretek kerekített fogyasztási adatait tartalmazza liter/órában. Ezek a számok egy modern turbófeltöltős dízelmotort feltételeznek normál környezeti feltételek mellett, közel a tengerszinthez, jó üzemanyaggal és megfelelően karbantartott egységgel.

Az óránkénti liter amerikai gallonra konvertálásához ossza el 3,785-tel. A birodalmi gallonra való átváltáshoz ossza el 4,546-tal. Például egy 400 kW-os generátor teljes terhelés mellett körülbelül 100 l/h-t éget el, ami körülbelül 26,4 US gallon/óra vagy 22 birodalmi gallon/óra. Ugyanez a gép félterhelés mellett 56 l/óra, azaz körülbelül 14,8 US gallont éget el óránként. Mindkét egység szem előtt tartása segít a különböző csapatok vagy beszállítók által készített helyszíni jelentések összehasonlításakor.

Lépésről lépésre a fogyasztás kiszámításának módszere

A számítás elég egyszerű ahhoz, hogy egy notebookon elvégezhető legyen, de megérdemel egy fegyelmezett sorrendet, hogy egyetlen fontos feltevést se hagyjunk ki. Kövesse ezeket a lépéseket, amikor üzemanyag-fogyasztási becslésre van szükség.

1. Átalakítsa a generátor névleges értékét kVA-ról kW-ra úgy, hogy megszorozza a teljesítménytényezővel, amely általában 0,8.
2. Állítsa be a várható terhelési profilt: a csatlakoztatott berendezés által felvett tényleges kW-ot a névleges teljesítmény százalékában kifejezve.
3. Válassza ki az adott terhelési százalékhoz tartozó fajlagos üzemanyag-fogyasztást a fenti táblázatból, vagy a pontos modellhez a gyártó adatlapjáról.
4. Megszorozzuk a kW-ban megadott tényleges teljesítményt a fajlagos üzemanyag-fogyasztással, hogy megkapjuk a liter/óra fogyasztási arányt.
5. Szorozza meg a sebességet a tervezett üzemórákkal, és ismételje meg minden egyes terhelési szegmensre, ha a munkaciklus változik.

1. példa: egy telephely egy 250 kVA-s generátorkészlettel rendelkezik, 200 kW névleges teljesítményű, 0,8-as teljesítménytényezővel. A terhelés 150 kW, ami a névleges érték 75 százaléka. 0,26 l/kWh fajlagos üzemanyag-fogyasztást használva 75 százalékos terhelés mellett, a fogyasztás 150 × 0,26 = 39 l/h. Egy 10 órás termelési műszak alatt az egység körülbelül 390 liter gázolajat éget el. Az ebbe az osztályba tartozó gépek az iparban általánosak; A 100-300 kVA-s dízel generátorkészleteket gyakran használják gyári tartalékoláshoz, építőipari áramellátáshoz és kisméretű kereskedelmi alkalmazásokhoz, és fogyasztási adataik is megegyeznek a számítási mintával.

2. példa: egy 500 kVA-s készenléti generátor, 400 kW névleges teljesítménnyel, egy gyárat 240 kW átlagos terheléssel szolgál ki. Ez az értékelés 60 százaléka. Az 50 és 75 százalékos értékek közötti interpoláció 0,27 l/kWh hozzávetőleges fajlagos üzemanyag-fogyasztást eredményez. A fogyasztás mértéke 240 × 0,27 = 64,8 l/h. Ha a berendezés havi 12 órát üzemel hálózati zavarok esetén, a havi üzemanyag-szükséglet körülbelül 778 liter. Egy teljes év alatt, ugyanazzal a mintával, az éves fogyasztás nagyjából 9340 liter.

3. példa: egy adatközpont egy 2000 kW-os tartalék generátort telepít, amely teszt- és részleges UPS-támogatással üzemel évente körülbelül 200 órán keresztül, átlagosan 40 százalékos terhelés mellett. A valós teljesítmény 800 kW. 40 százalékos terhelésnél a fajlagos üzemanyag-fogyasztás körülbelül 0,30 l/kWh. Fogyasztás 800 × 0,30 = 240 l/h. 200 óra felett az éves üzemanyag-fogyasztás 48 000 liter, azaz körülbelül 12 700 gallon. Ez az adat lesz az alapja az üzemanyag-szállítási szerződésnek, a tárolótartály kapacitásának és a létesítmény környezetvédelmi jelentésének.

Ha egy webhely több különálló terhelési szegmensből áll, például négy óra teljes terhelés mellett hat óra félterhelés mellett, akkor számítsa ki az egyes szegmenseket külön, és adja hozzá az eredményeket. A terhelési százalék időbeli átlagolása órákonkénti súlyozás nélkül alulbecsülheti a fogyasztást, mivel a fajlagos üzemanyag-fogyasztás kisebb terhelésnél magasabb.

Hogyan számítsuk ki a generátor üzemanyagköltségét óránként

Az üzemanyagköltség számítás a fogyasztási képlet közvetlen kiterjesztése. Az óránkénti üzemanyagköltség a liter/óra fogyasztási arány szorozva a leszállított literenkénti árral. Az éves üzemanyagköltség a literben kifejezett teljes éves fogyasztás szorozva ugyanazzal az árral.

Az előző rész 500 kVA-s példájával a 778 literes havi futás 1,10 dolláros literenkénti gázolajár mellett körülbelül 856 dollárba kerül. Tizenkét hónap alatt az éves üzemanyagköltség eléri a 10 270 dollárt. Ez a szám kell, hogy megjelenjen az üzemeltetési költségvetésben, nem pedig az adatlapon szereplő teljes terhelésű fogyasztás szorozva az órákkal, mert a teljes terhelés nagyjából 30 százalékkal túlszárnyalná a költségeket egy csak 60 százalékos átlagos terhelést elérő gépnél.

Távoli telephelyeken a gázolaj leszállított ára lényegesen magasabb lehet, mint az ömlesztett terminál ára. A közúti szállítástól függő bányatelepnek vagy távközlési toronynak tartalmaznia kell a szállítási díjat és az üzemanyagtárolási veszteségek költségét. Ilyen esetekben célszerű öt-tíz százalékos árrést hozzáadni a számított mennyiséghez, nem a fogyasztási becslés növelése érdekében, hanem fedezni kell a párolgást, a kiömlést, a tartálytisztítást, a hosszú tárolási időszakok során bekövetkező üzemanyag-lebomlást.

Végül tegyen különbséget az áramszünet és a rutinvizsgálat során elfogyasztott üzemanyag között. Sok készenléti rendszer heti vagy havi tesztet végez 30-50 százalékos terhelés mellett, hogy a motort szárazon és az akkumulátorokat feltöltve tartsák. Ezek a próbaüzemek valódi üzemanyagot égetnek el, és be kell számítani az éves költségbe. Egy telephely, amely havonta egy órán keresztül tesztel 50 százalékos terhelés mellett egy 400 kW-os gépen, nagyjából 12 hónap × 56 l/h × 1 óra = 672 literrel növeli az éves üzemanyag-fogyasztást, ami mind a költségvetés, mind a tartálytervezés szempontjából jelentős összeg.

A dízelgenerátor üzemanyag-fogyasztását befolyásoló tényezők

A referenciatáblázatban szereplő tervezési értékek mérsékelt környezeti hőmérsékletet, tengerszint feletti magasságot, tiszta üzemanyagot és jól karbantartott motort feltételeznek. A valós működési eredmények több okból is eltérhetnek. E tényezők megértése segít a kezelőnek eldönteni, hogy a tényleges fogyasztás a normál tartományon belül van-e, vagy szükség van-e vizsgálatra.

Terhelési szint és működési pont

A terhelési szint a domináns tényező. A fogyasztás arányos a ténylegesen megtermelt teljesítménnyel, de az arányossági tényező alacsony terhelésnél romlik. Egy 25 százalékos terheléssel működő generátor több üzemanyagot fogyaszt kilowattóránként, mint egy 75 százalékos terheléssel működő generátor. A hosszan tartó, 30 százalékos terhelés alatti üzemelés nemcsak nem hatékony; nedves halmozódást is okozhat, ahol az el nem égett üzemanyag és szén felhalmozódik a kipufogórendszerben, és tovább rontja a hatékonyságot.

Motorplatform és hatékonyság

A nagynyomású üzemanyag-befecskendezéssel rendelkező modern elektronikus közös nyomócsöves motorok jobb égésszabályozást és alacsonyabb fajlagos üzemanyag-fogyasztást tesznek lehetővé, mint a régebbi, mechanikus vezérlésű motorok. A turbófeltöltés és az utóhűtés javítja a levegő sűrűségét és az égési hatékonyságot nagyobb terhelés mellett. Még ugyanazon a kW-besoroláson belül is két különböző motorplatform 5-10 százalékkal eltérhet az üzemanyag-fogyasztásban ugyanazon a terhelési ponton. Éppen ezért a gyártó-specifikus adatoknak mindig elsőbbséget kell élvezniük az általános táblázatokkal szemben a beszerzési döntéseknél.

A generátor megfelelő méretezése

Az alkalmazásához túlméretezett generátor alacsony terhelési tényezővel működik, és kilowattóránként több üzemanyagot éget el. Ez is több motorórát halmoz fel egységnyi hasznos munka után. Általános ajánlás, hogy olyan méretű generátort válasszunk, hogy a várható terhelés a készenléti névleges érték 60 és 80 százaléka közé essen. Ez a motort a leghatékonyabb működési ablakban tartja, miközben megtartja a tartalékot az átmeneti túlterhelésekre.

Karbantartási állapot

Az eltömődött légszűrők korlátozzák az égési levegőt, a kopott befecskendezők megzavarják az üzemanyag-permetezést, és a rossz szelephézag megváltoztatja az égés időzítését. A hibás termosztátból eredő alacsony hűtőfolyadék-hőmérséklet arra kényszeríti a motort, hogy kevésbé hatékony üzemmódban működjön. Egy elhanyagolt motor öt-tizenöt százalékkal több üzemanyagot fogyaszthat, mint egy azonos modell megfelelően karbantartott egysége. Az üzemanyagszűrők, a levegőszűrők és a kenőolaj rendszeres ellenőrzése ezért közvetlen üzemanyag-megtakarítást jelent.

Környezeti hőmérséklet és magasság

A magas környezeti hőmérséklet és a nagy magasság csökkenti a levegő sűrűségét, ami korlátozza a dízelmotor teljesítményét. A generátor vezérlője korlátozhatja a terhelést, vagy lecsökkentheti a motort a helyszíni körülményekhez képest. Ha az alkalmazás nagy magasságban ugyanazt az elektromos terhelést igényli, akkor nagyobb gépet kell választani, amely normál körülmények között alacsonyabb terhelési ponton fog működni, fajlagos üzemanyag-fogyasztással együtt. A referenciatáblázatok 25-30 Celsius-fok közötti környezeti hőmérsékletű, tengerszintközeli helyszínekre érvényesek.

Üzemanyag minőség és szezonális minőség

A rossz cetánszámú, nagy sűrűségű vagy magas víztartalmú dízel kevésbé hatékonyan ég, és növeli a szűrőcsere gyakoriságát. A téli üzemanyag nagyobb illékonyságú, ami enyhén csökkentheti a literenkénti energiatartalmat, míg a nyári üzemanyag hideg időben zavarosodhat vagy megzsírosodhat, ha nem megfelelő minőségűt használnak. Hosszú távú tárolás esetén a tüzelőanyag lebomlása és a mikrobiális növekedés szintén megváltoztathatja az égési jellemzőket. A megfelelő szezonális besorolás és a megfelelő tanktakarítás gyakorlása közel tartja a motort a közzétett teljesítménygörbéhez.

Gyártói adatok és specifikációs lapok használata

Az általános ökölszabályok elegendőek a megvalósíthatósági tanulmányokhoz és az előzetes költségvetésekhez, de a végső üzemanyagtervnek a vizsgált generátormodell pontos fogyasztási adatain kell alapulnia. A legtöbb gyártó 25, 50, 75 és 100 százalékos terhelési adatokat közöl a műszaki adatlapján. Néhányan közzéteszik a teljes fogyasztási görbét, valamint az értékek mérésének körülményeit, például a környezeti hőmérsékletet, a légköri nyomást és az üzemanyag alacsonyabb fűtési értékét.

Ugyanaz a névleges érték a motor platformjától és a károsanyag-kibocsátási kalibrációtól függően eltérő fogyasztási adatokat eredményezhet. A nagy hatásfokú motorral és prémium generátorral összeállított generátor általában alacsonyabb liter/óra értéket mutat teljes terhelés mellett, mint egy régebbi motorcsalád köré épített generátor. A gépek összehasonlításának egyetlen megbízható módja az adott modell teljes terhelési görbéjének lekérdezése. Az a javaslat, amely csak a teljes terhelésre vonatkozó adatot idézi, kevésbé hatékony részterhelési viselkedést rejthet, ami akkor számít, ha az egység főként 75 százalékos terhelés alatt működik.

A vásárlás értékelésekor érdemes több lehetőséget egymás mellett, egyenlő feltételek mellett összehasonlítani: ugyanazok a teljesítmények kW-ban, azonos terhelési százalékpontok, azonos üzemanyag-specifikáció és azonos helyszíni feltételek. Valamely gyártó közzétett számai, mint például a dízelgenerátor-készletek teljes választéka, hasznos kiindulópontot adnak az ilyen összehasonlításokhoz. Ha az alkalmazás várhatóan szokatlan terhelési ponton vagy szélsőséges környezeti feltételek mellett fog működni, a gyártónak az adott körülményekre korrigált üzemanyagadatokat kell megadnia a szabványos táblázat egyszerű másolata helyett.

A szokatlan terhelési profilokkal rendelkező projekteknél előfordulhat, hogy a szabványos katalógusgép nem a leghatékonyabb választás. Az egyedi generátorkészlet kialakítása a motor platformját, a radiátor méretét, a vezérlési beállításokat és a teljesítményt a tényleges munkaciklushoz tudja igazítani, ami csökkentheti az üzemanyag-fogyasztást és a tőkeköltséget a telepítés teljes élettartama során. A fajlagos üzemanyag-fogyasztás több ezer üzemórán keresztüli szerény javulása is mérhető üzemanyag-költés- és károsanyag-kibocsátás-csökkenést jelent.

Üzemanyagtartály méretezése és üzemidő tervezése

Ha az óránkénti fogyasztási ráta ismert, a tartály méretezése egyszerű szorzássá válik. A szükséges hasznosítható tartálykapacitás a liter/óra-ban kifejezett várható fogyasztás szorozva az órákban kifejezett szükséges autonómiával, plusz egy tartalék tartalék. Jellemző tartalék tartalék 10-20 százalék, ami a tartály kiömlőnyílása alatti használhatatlan térfogatot, a próbaüzemek során elfogyasztott üzemanyagot, valamint azt, hogy a generátor sokszor a tervezettnél valamivel nagyobb terheléssel jár.

Például egy 200 kW-os generátor teljes terhelés mellett körülbelül 50 l/h-t fogyaszt. A 24 órás folyamatos működéshez 1200 liter hasznos űrtartalom szükséges. 15 százalékos tartalék hozzáadásával körülbelül 1380 literre nő a specifikáció, így a szabványos 1500 literes tartály ésszerű választás. Ha ugyanaz a gép 50 százalékos terheléssel működik helyette, a fogyasztás 28 l/órára csökken, és egy 1000 literes tartály több mint 35 órányi autonómiát biztosít. A két szám közötti különbség az, hogy a terhelési tényezőt a tartály megadása előtt rögzíteni kell.

Sok telepítés kétszintű tárolórendszert használ. Egy kis nappali tartály, 8-12 órás üzemidőre méretezve, közvetlenül gravitációval vagy kis emelőszivattyúval táplálja a generátort. Egy nagyobb ömlesztett tárolótartály tölti fel a nappali tartályt egy átemelő szivattyún keresztül, szintszabályozott ciklusban. Ez az elrendezés hosszú ideig érintetlenül tartja a főtartályban lévő üzemanyagot készenléti alkalmazásokban, csökkentve a víz felhalmozódásának és a mikrobiális növekedés kockázatát, miközben biztonságosabbá és könnyebben kezelhetővé teszi a tankolási műveletet.

A kritikus létesítmények gyakran követik a közzétett kódokat és szabványokat. A vészhelyzeti és készenléti áramellátási rendszerekre vonatkozó NFPA 110 szabvány például általában előírja, hogy az 1. szintű rendszereket 96 órányi teljes terhelésű működéshez elegendő üzemanyaggal kell ellátni, kivéve, ha nagyobb tápra van szükség a maximális tervezési kiesés kielégítéséhez. A pontos követelmény az alkalmazástól és az illetékes hatóságtól függ, így minden tartálytervezés első lépése a helyi kódkövetelmény megerősítése, majd a fogyasztási számítás alkalmazása az órák literre konvertálásához.

A tüzelőanyag-tárolás kezelése teszi teljessé a képet. A dízel hosszú távú tárolása időszakos tesztelést, vízleválasztást és gyakran üzemanyag-polírozási programot igényel a részecskék és a biológiai szennyeződések eltávolítása érdekében. A pontos fogyasztásbecslés alapján méretezett tartály ésszerű üzemanyag-forgalmi sebességgel rendelkezik, ami csökkenti az elhasználódott üzemanyag kockázatát, és készen tartja a rendszert a vészindításra.

Üzemanyag-fogyasztás párhuzamos generátorrendszerekben

Ha több generátor működik párhuzamosan, az üzemanyag-számításnak figyelembe kell vennie a terhelés megosztását a gépek között. A rendszer teljes üzemanyag-fogyasztása az egyes online gépek egyéni fogyasztásának összege, és a rendszer hatékonysága attól függ, hogy az egyes gépek hol foglalnak helyet a fajlagos üzemanyag-fogyasztási görbéjén.

Vegyünk egy telephelyet két 400 kW-os generátorral, amelynek összterhelése 300 kW. Ha mindkét gép online állapotban van, akkor mindegyik 150 kW-ot hordoz, ami a névleges értékének körülbelül 37 százaléka. Ennél a terhelésnél a fajlagos üzemanyag-fogyasztás nagyjából 0,31 l/kWh, tehát minden gép körülbelül 46,5 l/h-t éget el, a rendszer pedig körülbelül 93 l/h-t. Ha ehelyett csak egy gép működik és viszi a teljes 300 kW-ot, ami a névleges érték 75 százaléka, akkor a fogyasztása 300 × 0,26 = 78 l/h. Az egygépes konfiguráció körülbelül 15 l/h-t takarít meg, és felére csökkenti a flottán felhalmozódó motorórákat. Pontosan ez az a fajta döntés, amelyet egy párhuzamos generátorrendszerben telepített dedikált vezérlő automatizálhat az egységek indításával és leállításával a terhelési igény alapján.

A párhuzamosítás előnyei nyilvánvalóvá válnak, ha a terhelés idővel változik. Nappal egy gyárnak 600 kW-ra, éjszaka pedig csak 200 kW-ra lehet szüksége. Két vagy három közepes méretű egységgel párhuzamosan a vezérlő az optimális számú gépen tudja tartani a terhelést ahelyett, hogy egy nagy egységet alacsony terhelésen üzemeltetne. A 300-1000 kVA tartományba eső telepítéseknél ez a működési rugalmasság az egyik fő oka annak, hogy a projektcsapatok párhuzamos konfigurációt választanak egyetlen nagy gép helyett. A megfelelő terhelési ponton történő üzemelésből származó üzemanyag-megtakarítás, valamint az N 1 redundancia megbízhatósága gyakran indokolja a kiegészítő kapcsolóberendezések és vezérlők költségeit.

Fogyasztási becslés ellenőrzése valós adatokkal

Egyetlen számítás sem fejeződik be mindaddig, amíg nem ellenőrizték a valósággal. A becslés ellenőrzésének legmegbízhatóbb módja a generátor tényleges fogyasztásának rögzítése egy ismert működési időszak alatt. A mért érték olyan módon rögzíti a motor valós állapotát, a valós terhelési mintát és a valódi üzemanyag-minőséget, ahogy azt egyetlen táblázat vagy képlet sem képes.

Számos módszer áll rendelkezésre. A legegyszerűbb a tartály mérőpálca futás előtti és utáni leolvasása, kombinálva egy óra mérőállással. Pontosabb megközelítés a motor tápvezetékébe szerelt üzemanyag-áramlásmérő. Sok modern generátorvezérlő a motorvezérlő modulból számított fogyasztási adatokat is megjeleníti, ami valós idejű liter/óra adatot ad. Az üzemanyag-kezelő szoftver képes összesíteni ezeket az értékeket több helyen, és elkészítheti a költségvetés felülvizsgálatához szükséges havi jelentéseket.

A fogyasztás több héten át történő nyomon követése különösen értékes, mert kisimítja az egyes futások közötti eltéréseket. Ha a mért fogyasztás folyamatosan több mint tíz százalékkal meghaladja a számított becslést, akkor előfordulhat, hogy a motor karbantartásra szorul, az üzemanyag szennyezett lehet, vagy a terhelési profil eltérhet a feltételezetttől. Ha a mért érték lényegesen alacsonyabb, akkor a számításnál használt teljesítménytényező vagy terhelési százalék hibás lehet. Az adatgyűjtés mindkét esetben megtette a dolgát: olyan eltérésre derült fény, amely még azelőtt korrigálható, hogy költségvetési túllépést vagy tankhiányt okozna.

Gyakorlati tippek a dízel üzemanyag-fogyasztás csökkentésére

A fogyasztás csökkentése ritkán jelenti az üzemanyag cseréjét; a működési feltételek és a berendezésválasztás megváltoztatásáról szól. A következő gyakorlatok a legmegbízhatóbb megtakarításokat eredményezik az alkalmazások széles körében.

• Méretezze a generátort a tényleges terhelésre ésszerű tartalékkal, normál működés közben általában 60-80 százalékos terhelésre törekedve.
• Kerülje a 30 százalékos terhelés alatti folyamatos működést, ahol a fajlagos üzemanyag-fogyasztás meredeken emelkedik, és a nedves halmozódás károsítja a motort.
• Kövesse a gyártó karbantartási ütemtervét, beleértve a levegő-, üzemanyag- és olajszűrőket, az injektorok ellenőrzését és a szelephézag beállítását.
• Használjon tiszta, jó minőségű, szezonális minőségű gázolajat, és tartsa távol a vizet és a mikrobiális növekedést a tárolótartályból.
• A több egységből álló telephelyeken úgy állítsa be a gépeket, hogy a futó egységek száma megfeleljen a terhelésnek, és minden online egységet a leghatékonyabb betöltési pont közelében tartson.
• Rendszeresen tekintse át a fogyasztási adatokat, és vizsgáljon meg minden olyan trendet, amely egyértelmű ok nélkül felfelé mozdul el, mivel az üzemanyag-kúszás gyakran a motorproblémák kialakulásának első jele.

Az ilyen gyakorlatokat alkalmazó webhelyek szinte mindig azt látják, hogy a mért fogyasztás a várt tartomány alsó határára mozdul el. Az üzemanyag-megtakarítás megismételhető, és a továbbfejlesztett karbantartási fegyelem meghosszabbítja a generátor élettartamát és csökkenti a nem tervezett leállások kockázatát.

Utolsó gondolatok a dízelgenerátor üzemanyag-fogyasztásának kiszámításához

A módszer egyszerű: határozza meg a valós teljesítményt kilowattban, válassza ki a terhelési pontnak megfelelő fajlagos üzemanyag-fogyasztást, szorozza meg a kettőt, és szorozza meg az üzemórákkal. Az egyedüli megítélés a terhelési profil, amelynek a tényleges helyszíni körülményekből kell származnia, és a fajlagos üzemanyag-fogyasztás, amelynek a gyártótól kell származnia, amikor csak lehetséges. Minden más aritmetika.

A gyors tervezéshez használja a normál 0,25 L/kWh teljes terhelésnél és 0,1 US gallon/kWh konzervatív felső határértéket. A költségvetéshez, a beszerzéshez és a tartály méretéhez használja a gyártó adatlapját, és ellenőrizze a helyszínen mért fogyasztást. Az üzemanyag-fogyasztás számítása nem egyszeri feladat; ezt minden alkalommal meg kell ismételni, amikor a terhelés megváltozik, más gépet telepítenek, vagy az üzemi ütemtervet felülvizsgálják. Azok az üzemeltetők, akik betartják ezt a fegyelmet, azt tapasztalják, hogy üzemanyagköltségeik kiszámíthatóak, tartályaik megfelelően vannak méretezve, és generátoraik a motorgyártó által tervezett hatásfok közelében működnek.