0 引言
顏巴赫是世界領(lǐng)先的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組制造商，近六十年來，顏巴赫往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組已經(jīng)成功地應(yīng)用在遍布世界的眾多場景。燃?xì)忸愋秃w了天然氣、沼氣、垃圾填埋氣、煤層氣、石油伴生氣、垃圾熱解氣、木質(zhì)氣、鋼鐵工業(yè)尾氣（高爐氣、轉(zhuǎn)爐氣、焦?fàn)t氣等）、鐵合金尾氣，以及氫氣等。應(yīng)用類型包括各種工商業(yè)用戶、數(shù)據(jù)中心、農(nóng)業(yè)溫室、獨(dú)立發(fā)電廠、微電網(wǎng)等。
1 標(biāo)準(zhǔn)往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的啟動條件、過程和時(shí)間
往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組啟動前需要進(jìn)行預(yù)熱，使缸套水溫度達(dá)到一定數(shù)值，通常為55°C以上。機(jī)組本體自帶有電加熱器和循環(huán)泵，可以迅速加熱缸套水。用戶也可以設(shè)置成自動保持模式，在機(jī)組不運(yùn)行時(shí)也可以間歇性的進(jìn)行預(yù)熱，從而始終保持水溫在設(shè)定值，使機(jī)組隨時(shí)能夠快速啟動。機(jī)組接到啟動指令后關(guān)閉預(yù)熱裝置，電動馬達(dá)開始啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定轉(zhuǎn)速時(shí)，燃?xì)忾y打開，發(fā)動機(jī)點(diǎn)火并開始運(yùn)行。通常，在孤島模式下，機(jī)組可以在40-100%負(fù)荷率之間長期運(yùn)行，而在較低的負(fù)荷率下建議短時(shí)間運(yùn)行，低于20%負(fù)荷率則一般不建議運(yùn)行，避免造成機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)間隔縮短等問題。標(biāo)準(zhǔn)的往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組從啟動到滿載的時(shí)間一般為3-5分鐘，而特殊設(shè)計(jì)的快速啟動型發(fā)電機(jī)組可以做到不超過45秒，以滿足特定用戶的使用需求。
圖1 往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的啟動和停機(jī)過程曲線
2 顏巴赫快速啟動型往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的啟動時(shí)間和加載性能
顏巴赫J(rèn)620快速啟動型機(jī)組能夠在45秒內(nèi)為數(shù)據(jù)中心或其他用戶實(shí)現(xiàn)滿功率供電。機(jī)組具備一次性加載100%負(fù)荷的能力，但為了滿足特定用戶對于加載時(shí)的電壓和頻率波動幅度的要求，通常應(yīng)按照一定的單步加載量限制值進(jìn)行加載，既能滿足負(fù)荷的波動，也滿足生產(chǎn)設(shè)備對電能質(zhì)量的需求。顏巴赫機(jī)組性能完全滿足ISO8528-5中 G2和G3標(biāo)準(zhǔn)下對電力質(zhì)量的要求，遠(yuǎn)優(yōu)于很多同類型發(fā)電設(shè)備。
圖2 顏巴赫快速啟動型發(fā)電機(jī)組的加載步驟和時(shí)間示例
機(jī)組快速啟動的前提是進(jìn)行間歇性的預(yù)熱和預(yù)潤滑，從而實(shí)現(xiàn)快速啟動以及具備快速加載能力。
3 顏巴赫快速啟動型往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
顏巴赫快速啟動發(fā)電機(jī)組基于成熟的顏巴赫6系列平臺開發(fā)，專為數(shù)據(jù)中心和其他需要快速啟動電源的特定需求開發(fā)，主要采用如下先進(jìn)技術(shù)：
1）先進(jìn)的DIANE XT4(Dialogue Network, 4th edition)發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包含能夠處理多變量的，基于模型的控制算法，以達(dá)到快速啟動以及期望的動態(tài)響應(yīng)特性。
2）PBCS(pressure based control system)——基于壓力的控制系統(tǒng)，能夠監(jiān)測每個(gè)氣缸的壓力，實(shí)時(shí)調(diào)整并優(yōu)化控制。
3）進(jìn)氣口直噴系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)單缸獨(dú)立控制燃?xì)庾⑷肓浚瑑?yōu)化單缸燃燒性能。
4）渦輪增壓器加尾氣閥門，能夠保持渦輪增壓器不超出速度極限。
5）負(fù)載箱以及控制系統(tǒng)（選配），能夠在孤島備用條件下加大動態(tài)響應(yīng)范圍。
6）尾氣處理設(shè)施（選配），能夠滿足世界各地越來越嚴(yán)苛的排放限值。
相比于傳統(tǒng)以柴油機(jī)作為備用發(fā)電機(jī)組，顏巴赫快速啟動型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組具備以下優(yōu)勢或相當(dāng)?shù)哪芰Γ?/section>
1）具備接近于柴油機(jī)的緊急啟動特性和加載性能。
2）使用可靠的管道燃?xì)夤?yīng)，無需就地儲存燃料。
3）無需電網(wǎng)，與柴油機(jī)具有相當(dāng)?shù)暮趩雍凸聧u運(yùn)行能力。
4）相比于柴油機(jī)，減少了相當(dāng)于大約90%的NOx 和25% 的CO2排放。
圖3 顏巴赫集裝箱式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的典型布置
4 顏巴赫快速啟動型往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用
數(shù)據(jù)中心的能源使用量一直在迅速增長，而且隨著人工智能的迅猛發(fā)展這一趨勢更加明顯。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商需要排放更低且能夠快速啟動的天然氣發(fā)電機(jī)組，為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營提供所需的電力和制冷（通過溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組）。
顏巴赫快速啟動型往復(fù)式天然氣發(fā)電機(jī)組具有啟動45秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)滿功率輸出的優(yōu)異性能，能夠作為電網(wǎng)的備用電源，在電網(wǎng)失電時(shí)快速提供穩(wěn)定可靠的電能。借助UPS等其他附屬電氣設(shè)備，可以做到不間斷供電。在北美，該機(jī)組已經(jīng)成功應(yīng)用于多個(gè)大型數(shù)據(jù)中心。
圖4 顏巴赫快速啟動型往復(fù)式天然氣發(fā)電機(jī)組在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用場景
顏巴赫快速啟動型往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供了一種既能減少排放，又能滿足啟動時(shí)間和加載能力的全新燃?xì)獍l(fā)電解決方案。該機(jī)組不僅在數(shù)據(jù)中心有著廣泛的需求，在其他需要快速響應(yīng)和清潔能源的領(lǐng)域同樣擁有廣闊的市場空間。顏巴赫憑借其在燃?xì)獍l(fā)電領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累，始終緊跟行業(yè)應(yīng)用需求，為用戶提供專業(yè)可靠的高性能產(chǎn)品和解決方案。
責(zé)任編輯： 江曉蓓
標(biāo)簽：顏巴赫
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