光熱電站項目柴油發(fā)電機容量選擇計算方法探討

1、光熱電站項目柴油發(fā)電機容量選擇計算方法探討摘要：針對目前國內日漸興起的光熱項目.如何正確選擇柴油發(fā)電機組容量，將 直接影響項目前期設備選型和造價，并進一步影響運行階段電廠能否安全啟停.本 文依據(jù)相關國內規(guī)范，并與國外某設計院的計算方法進行了比較，為在光熱項目 中柴油機容量選擇計算提供了更多比較。關鍵詞：柴油發(fā)電機組安全停機負荷清單計算方法1引言進入21世紀以來，能源和環(huán)境問題日益突出。預計未來20年，穩(wěn)定、經(jīng)濟 的太陽能光熱發(fā)電技術將日趨成熟。隨著國內發(fā)電設計行業(yè)逐步走向國際市場， 光熱電站項目的發(fā)展將不可小覷。針對目前國內外項目的要求，其光熱電站由于 運行方式不同于傳統(tǒng)發(fā)電廠運行模式，機組啟

2、停比較頻繁，所以，光熱電站項目 中設置保安柴油發(fā)電機機組必不可少。如何正確選擇柴油發(fā)電機組的容量，在容 量選擇過程中，計算方法將直接決定最終的容量選擇。本文將根據(jù)國內規(guī)程規(guī)定 的計算方法，并進一步與國外設計院的方法進行比較，最終得出更接近實際的柴 油機容量值。2論文正文為了適當降低柴油發(fā)電機組的容量，減少設備投資，在設計中就需要對柴油 發(fā)電機的容量做出一個正確合理的選擇，用以保證啟動/停機設備的在應急模式下 的安全運行?；鹆Πl(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定DL/T5153-2014附錄D對柴油機容量選 擇計算做出了規(guī)定。同時，根據(jù)工程實踐，國外設計院也給出了相應計算方法。 本文通過對兩種不同的計算方法

3、進行分析研究，給出推薦意見。首先給出國外某光熱項目的安全停機負荷清單如下：2.1兩種柴油發(fā)電機組容量計算方法介紹2.1.1火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定中的計算方法柴油發(fā)電機組的負荷計算方法采用換算系數(shù)法。負荷的計算原則與廠用變壓 器的負荷計算相同，但應考慮保安負荷的投運規(guī)律。對于在時間上能錯開運行的 保安負荷不應全部計算，可以分階段統(tǒng)計同時運行的保安負荷，取其大者作為計 算功率。柴油發(fā)電機的容量選擇應滿足以下要求：柴油發(fā)電機組的連續(xù)輸出容量應大于最大計算負荷，即SenSc式中：Se發(fā)電機的額定容量（kVA）；n每個單元機組配置1臺柴油發(fā)電機組時，n=1，兩個單元機組配置1臺 柴油發(fā)電機組時n=

4、2,由技術經(jīng)濟比較確定。SeSc=4131.02（kVA）發(fā)電機帶負荷啟動一臺最大容量的電動機時短時，過負荷能力應滿足如下 要求：SenSc+（1.25Kq-K） Pdm/Kol式中：Pdm最大電動機的額定功率（kW）；Kq最大電動機的啟動電流倍數(shù)；Kol-柴油發(fā)電機短時過負荷系數(shù)。一般情況下，發(fā)電機在熱狀態(tài)下，能承 受150%Se，時間為15S。為便于比較計算結果，在這里，我們首先假設柴油發(fā)電機組的數(shù)量是1臺， 使用環(huán)境都為標準使用條件。將Sc=KP代入上式中可得Se1.25KqPdm+K（P-Pdm）/1.5Se（1.25 KqPdm+S1）/1.5。柴油發(fā)電機組啟動電壓的校驗。最大電動機

5、啟動時，為保證保安母線段上的運行電動機少受影響，以保持不 低于額定電壓的75%為宜（或按業(yè)主要求）。由于發(fā)電機空載啟動電動機所引起的 母線電壓降低比有載啟動更為嚴重，因此取發(fā)電機空載啟動作為校驗工況。其母 線壓降按下式計算：Um=Se/（Se+1.25KqPdmXd） 75%；式中，Xd發(fā)電機的暫態(tài)電抗（標幺值）。貝y（Se+1.25KqPdmXd）/Se1.331.25 KqPdmXd/ SeSc=KP，所以當 1.25 KqPdmXd/ （KP）0.33 時，必有 1.25 KqPdmXd/ Se（6.7 +0.8Q）Pdm /1.5，則只需要求 1.25 KqPdmXd/（6.7 +0.

6、8Q） Pdm /1.5 0.33 即可。變化為：1.875 KqXd/（6.7 +0.8Q）0.33Xd/（6.7 +0.8Q）0.0296Xd0.22168Xd（Q1）這里，Q=8.606，0.198+0.02368Q=0.4017Xd=0.312，啟動電壓滿足要求。柴油發(fā)電機組1小時的輸出功率應大于計算負荷的有功功率，即PxaPc/（1.1nG）式中Px為柴油發(fā)電機組的輸出功率（kW）； Pc為計算負荷的有功功率（kW），Pc=Sccos*； a為柴油發(fā)電機組的功率配合系數(shù)，取1.101.15； nG為柴 油發(fā)電機組的效率，本次計算取值0.9； cos*為計算負荷的功率因數(shù)，取0.86。

7、則 Pxa Sccos*/（1.1nG）=a KPcos*/（1.1nG）=1.15x0.8xPx0.86/（1.1x0.9）=0.82P. 故Px0.8P，Px=0.8Se0.8P，柴油發(fā)電機組的功率因數(shù)取0.8，則Se艾P。這里，Px=5060kW，0.8P=0.8*5163.78=4131.024kW，滿足要求。柴油機的首次加載能力校驗；制造廠保證的柴油發(fā)電機首次加載能力不低 于額定功率的50%。為此，要求柴油機的實際輸出功率不小于2倍初始投入的啟 動有功功率。1）柴油發(fā)電機組的容量應該滿足大于需要同時供電的負荷的額定功率之和， 柴油發(fā)電機組的有功功率輸出應該大于需要同時供電的負荷的額定

8、功率之和的 0.8倍（機組功率因數(shù)按0.8考慮）.2）熱狀態(tài)下，柴油發(fā)電機組若啟動一臺電動機，其容量應該滿足大于該啟動 電動機額定功率的5倍。柴油發(fā)電機組如果啟動多臺電動機，其容量應該滿足與 最大一臺啟動電動機所占需要啟動的所有電動機額定功率之和的比例成正比。3）柴油發(fā)電機組的額定容量應該滿足大于6.25倍的需要首次加載的額定功 率之和，已保證能夠實現(xiàn)應急保安作用。2.1.2結論由國內外兩種不同算法可以看出，國內算法最終結果明顯偏大于國外計算方 法，且很多計算過程數(shù)值不是根據(jù)每個負荷的實際情況來考慮，例如，計算負荷 的功率因數(shù)，均取0.86，該值太過于籠統(tǒng)，以至于最終計算結果有偏差。所以， 為了更切合實際的計算柴油機的容量，采用國外的計算方法更精確，從一定程度 上減少了設備容量，也降低了工程造價。參考文獻火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)程電力工程電氣設計手冊-電氣一次部分電力工程電氣設計手冊-電氣一次部分作者簡介：姓名：孫彥果工作單位：山東電力建設第三工程有限公司職務: 設總助理；姓名：何曉慶工作