Диаграмма расхода топлива генератора показывает, сколько литров дизельного топлива сжигает генератор в час при различных нагрузках, обычно 25%, 50%, 75% и 100%. В качестве приблизительной отправной точки, современный дизельный генератор сжигает около 0.25 литра на кВт⋅ч при полной нагрузке, что составляет примерно один литр в час на каждые 4 кВт номинальной мощности. Таким образом, генератор мощностью 100 кВт сжигает около 25 литров в час при полной нагрузке.
Вот в чём большинство покупателей ошибаются. Два генератора мощностью 400 кВт могут стоять рядом в технической документации и выглядеть идентично, но при этом эксплуатация одного из них обходится на тысячи долларов дороже в год. Разница заключается не в заявленной мощности в кВт. Она заключается в графике расхода топлива и в том, как вы его читаете. График занимает всего одну строку в технической документации, поэтому, если вы хотите уверенно читать весь документ, наше руководство по чтению технических характеристик генераторной установки подробно описывает каждое поле, а также показатели расхода топлива.
Если вы когда-либо рассматривали показатели л/ч, л/кВт·ч и г/кВт·ч в технических характеристиках и задавались вопросом, какой из них действительно важен, вы не одиноки. Эти три единицы измерения описывают один и тот же двигатель с трех разных точек зрения, и именно путаница с ними приводит к переплате. Это руководство поможет разобраться в них. Вы узнаете, что означает каждая единица измерения, как читать график расхода топлива, как перевести эти цифры в ежемесячные эксплуатационные расходы и почему небольшая нагрузка на большой двигатель приводит к большему расходу топлива, чем многие думают.
Как производитель генераторных установок с двигателями Perkins, Cummins, Weichai и Yuchai, мы уделяем много времени тому, чтобы подробно объяснить клиентам все эти расчеты. В заключение мы зададим вопросы, которые задаем перед тем, как рекомендовать размер двигателя.
Основные выводы
- График расхода топлива генератора отображает количество литров в час в зависимости от нагрузки двигателя. Современный дизельный генератор сжигает около 0.25 л на кВт⋅ч при полной нагрузке, или примерно один литр в час на каждые 4 кВт номинальной мощности.
- Л/ч — это то, за что вы фактически платите, г/кВт·ч (удельный расход топлива) — это честный показатель эффективности, а л/кВт·ч — это эффективность на единицу работы. Они по-разному описывают один и тот же двигатель.
- КПД наилучший при высокой нагрузке и падает ниже 50%. Генератор, работающий при 25% нагрузке, может сжигать более чем на 40% больше топлива на кВт⋅ч, чем при полной нагрузке.
- Формула проста: л/ч = (кВт x SFOC) / (плотность x 1000). Всегда используйте кВт, а не кВА, иначе вы завысите расчет примерно на 25%.
- Преобразование графика в денежный эквивалент — это шаг, который большинство руководств пропускают. Ежемесячные затраты на топливо = л/ч часов работы x цена топлива, и эта цифра представляет собой реальные эксплуатационные расходы генераторной установки.
Что такое таблица расхода топлива генератора?
Диаграмма расхода топлива генератора представляет собой таблицу, в которой указан расход дизельного топлива генераторной установки в литрах в час в пределах ее нормального рабочего диапазона. Столбцы обычно соответствуют 25%, 50%, 75% и 100% номинальной нагрузки, а строки — номинальной выходной мощности генераторной установки в кВт или кВА.
Эта диаграмма важна, потому что топливо составляет наибольшую часть затрат за весь срок службы дизель-генераторной установки, значительно превышая первоначальную цену покупки. Для генераторной установки мощностью 400 кВт стоимостью 60 000 долларов только затраты на топливо могут превысить 100 000 долларов за десять лет обычной эксплуатации. Если оценки расхода топлива неточны, вы на самом деле не сэкономили на стоимости оборудования; вы просто перенесли эти расходы на топливный бак.
Само число не является фиксированным. Оно меняется в зависимости от марки двигателя, эффективности генератора, нагрузки, высоты над уровнем моря, температуры и технического обслуживания. Именно поэтому на графике указан диапазон значений, а не одна конкретная цифра. Воспринимайте его как инструмент планирования, а не как обещание.
Дэниел владеет небольшим холодильным складом под Лагосом и выбрал резервный генератор, основываясь исключительно на указанной на паспортной табличке мощности в кВА. Когда отключилось электричество и включился компрессорный блок, генератор израсходовал весь суточный бак за половину времени, указанного поставщиком. Проблема была не в двигателе. Проблема заключалась в том, что он никогда не смотрел на график расхода топлива и рассчитывал мощность генератора на нагрузку, которая редко возникала. Фактический расход топлива при 30% нагрузке оказался намного выше, в пересчете на кВт⋅ч, чем предполагалось для полной нагрузки.
Три единицы измерения: л/ч, л/кВт·ч и г/кВт·ч.
В любом разговоре о топливе рано или поздно встречаются три аббревиатуры. Они не взаимозаменяемы, и знание разницы между ними — самый быстрый способ правильно прочитать таблицу.
Литры в час (л/ч): за что вы на самом деле платите
Расход топлива в литрах в час — это фактическая скорость сгорания. Она показывает, сколько дизельного топлива расходуется из бака за час при заданной нагрузке. Именно это число отображается в вашем счете за топливо, и именно его вы используете для расчета необходимого объема топливного бака или планирования графика заправки.
Его недостаток заключается в том, что это зависит от мощности двигателя. Двигатель мощностью 500 кВт сжигает больше литров в час, чем двигатель мощностью 50 кВт, даже если оба эффективны, просто потому, что он выполняет больше работы. Один только показатель л/ч не может сказать, хорош двигатель или нет.
Удельный расход топлива (г/кВт·ч): достоверный показатель эффективности.
Удельный расход топлива (SFOC) измеряет, сколько граммов дизельного топлива сжигает двигатель для производства одного киловатт-часа работы. Именно этот показатель важен для инженеров, поскольку он не зависит от размера двигателя и позволяет напрямую сравнивать эффективность.
Современный дизельный генератор обычно потребляет от 200 до 215 г/кВт·ч при полной нагрузке в соответствии со стандартами ISO. Более старые двигатели потребляют 230 г/кВт·ч или меньше. Чем ниже показатель, тем лучше. Если два поставщика предлагают одинаковую мощность в кВт, то генератор с более низким показателем SFOC всегда оказывается дешевле в эксплуатации.
Литры на кВт·ч (л/кВт·ч): эффективность на практике
Показатель «литры на кВт·ч» — это удельный расход топлива (SFOC), переведённый из граммов и веса в литры, которые можно себе представить. Это тот же показатель эффективности, только выраженный в объёме топлива вместо массы. Генератор, работающий с расходом 0.25 л/кВт·ч, сжигает 250 мл дизельного топлива на каждый произведённый кВт·ч.
Вот взаимосвязь между ними. Дизельное топливо весит около 0.84 кг на литр, поэтому вы можете переходить между единицами измерения, используя простую формулу. Мы рассмотрим это ниже, но главное следующее: г/кВт·ч — это число, которое отражает истину, а л/ч — это число, за которое вы фактически платите. Диаграмма связывает эти два показателя.
Как читать диаграмму расхода топлива генератора
Приведенная ниже диаграмма показывает типичный расход топлива дизельного генератора в час для современного двигателя при стандартных режимах нагрузки. Данные рассчитаны для двигателя с удельным расходом топлива при полной нагрузке около 210 г/кВт·ч и дизельным топливом 0.84 кг/литр. Расход топлива вашего двигателя может немного отличаться в зависимости от марки, генератора и условий эксплуатации. Если вы работаете в американских галлонах, в таблице расхода топлива Generator Source указаны те же данные в галлонах в час.
| Номинальная мощность в кВт | 25% загрузка (л/ч) | 50% загрузка (л/ч) | 75% загрузка (л/ч) | 100% загрузка (л/ч) |
|---|---|---|---|---|
| 10 кВт | 0.9 | 1.4 | 1.9 | 2.5 |
| 20 кВт | 1.8 | 2.8 | 3.8 | 5.0 |
| 50 кВт | 4.5 | 7.0 | 9.6 | 12.5 |
| 100 кВт | 8.9 | 14.0 | 19.2 | 25.0 |
| 200 кВт | 17.9 | 28.0 | 38.4 | 50.0 |
| 400 кВт | 35.7 | 56.0 | 76.8 | 100.0 |
| 500 кВт | 44.6 | 69.9 | 96.0 | 125.0 |
| 800 кВт | 71.4 | 111.9 | 153.6 | 200.0 |
| 1000 кВт | 89.3 | 139.9 | 191.9 | 250.0 |
В этой таблице выделяются три закономерности, и они одинаковы на любом достоверном графике.
Оптимальный уровень загрузки 75%
Эффективность не остается неизменной во всем диапазоне нагрузок. Она повышается по мере приближения двигателя к полной нагрузке, и 75% — это оптимальная практическая точка, где достигается почти максимальная эффективность, при этом остается запас. При 75% нагрузке большинство современных двигателей работают с расходом около 0.26 л/кВт·ч, что всего на несколько процентов отличается от их наилучшего значения при полной нагрузке.
Именно поэтому производители рекомендуют выбирать генераторную установку таким образом, чтобы она обычно работала при 70-80% от номинальной нагрузки. Это позволяет добиться наилучшей экономии топлива на кВт⋅ч без перегрузки двигателя и обеспечивает запас мощности на случай пусковых токов и дальнейшего увеличения нагрузки. Необходимый запас мощности также зависит от режима работы установки, поэтому в нашем руководстве по номинальным характеристикам генераторов в режиме ожидания, основного режима и непрерывного режима работы объясняется, как количество часов работы и коэффициент нагрузки влияют на правильный выбор мощности.
Почему эффективность падает при нагрузке ниже 50%
При нагрузке ниже половины показатели быстро ухудшаются. При 25% нагрузке удельный расход топлива приближается к 300 г/кВт·ч, что означает, что двигатель сжигает более 0.35 л на кВт·ч. Он производит меньше работы, но не пропорционально меньше топлива, потому что большой дизельный двигатель просто неэффективен, когда работает на холостом ходу при небольшой нагрузке.
Это скрытая стоимость избыточной мощности. Если эксплуатировать генератор мощностью 500 кВт при средней нагрузке 150 кВт, вы будете платить за частичную нагрузку каждый час. Те же 150 кВт, вырабатываемые генератором мощностью 200 кВт правильного размера, будут стоить заметно меньше за кВт⋅ч.
Правильный выбор мощности двигателя – вот где начинается экономия. Наш ассортимент дизельных генераторов охватывает мощности от 5 кВт до 3000 кВт, и подбор мощности двигателя в соответствии с вашей реальной нагрузкой – это самое важное решение, которое позволит вам сэкономить топливо.
Формула: Преобразуйте кВт в литры в час.
Если вы хотите рассчитать расход топлива самостоятельно, а не считывать его из таблицы, вы можете произвести расчеты вручную или ввести свои данные в калькулятор расхода топлива для генераторов. Формула в обоих случаях проста, и руководство по расходу топлива от Jubaili Bros использует тот же подход.
л/ч = (кВт x SFOC) / (плотность x 1000)
Давайте разберемся, в чем она заключается. kW это фактическая электрическая мощность двигателя в данный момент. SFOC Удельный расход топлива, выраженный в граммах на кВт⋅ч, можно узнать из технической документации двигателя. density Плотность дизельного топлива составляет примерно 0.84 кг на литр. Число 1000 переводит граммы в килограммы.
Пример расчета. Генератор мощностью 400 кВт при полной нагрузке, удельный расход топлива 210 г/кВт·ч и содержание дизельного топлива 0.84 кг/л:
л/ч = (400 x 210) / (0.84 x 1000) = 84 000 / 840 = 100 литров в час.
Это соответствует приведенной выше диаграмме. При 75% нагрузке (300 кВт, SFOC 215) расход топлива того же двигателя падает примерно до 77 литров в час, а при 50% нагрузке (200 кВт, SFOC 235) составляет около 56 литров в час.
Используйте кВт, а не кВА.
Это самая распространённая арифметическая ошибка, которую допускают покупатели, и она обходится дорого. Мощность генераторов часто указывается в кВА, но формула расчета расхода топлива требует кВт. Эти два параметра связаны коэффициентом мощности, обычно равным 0.8.
Генератор мощностью 500 кВА — это генератор мощностью 400 кВт, потому что 500 x 0.8 = 400. Подставьте в формулу 500 вместо 400, и вы переоцените потребление на 25%. Когда вы рассчитываете размер топливного бака или бюджет эксплуатационных расходов, исходя из неправильной цифры, вы покупаете бак, который вам не нужен, и пугаетесь счета за топливо, который никогда не придет.
Для более подробного ознакомления с взаимосвязью между кВт, кВА и коэффициентом мощности, в нашем руководстве по техническим характеристикам генераторов и альтернаторов подробно рассматривается электрическая сторона вопроса.
Краткие практические правила
Когда на совещании вам нужна цифра, а перед вами нет диаграммы, эти приблизительные значения достаточно точны для планирования.
- Полная нагрузка: Примерно 0.25 литра на кВт·ч, поэтому л/ч — это приблизительно номинальная мощность в кВт, деленная на 4.
- Загрузка на три четверти: Примерно 0.26 литра на кВт·ч, поэтому л/ч составляет приблизительно кВт x 0.75 x 0.34.
- Полунагруженный: Примерно 0.28 литра на кВт·ч, поэтому л/ч составляет приблизительно кВт x 0.50 x 0.37.
- Американские галлоны: Разделите литры на 3.785. Генератор мощностью 100 кВт, потребляющий 25 л/ч, расходует около 6.6 галлонов в час.
Эти правила предполагают наличие современного, хорошо обслуживаемого двигателя. Более старый двигатель или двигатель, работающий в условиях экстремальной жары или высоты, будет приземляться выше, поэтому рассматривайте его как нижний предел, а не как верхний. Полную таблицу потребления электроэнергии в кВт со встроенным калькулятором можно найти в руководстве по расходу топлива компании Huaquan Power , которое часто цитируется.
Преобразуйте график в текущие затраты.
Диаграмма полезна только тогда, когда она представляет собой число с символом валюты перед ним. Вот расчет, который должна провести каждая команда по закупкам, прежде чем выбрать поставщика.
Ежемесячные затраты на топливо = л/ч часов работы x цена топлива.
Прия управляет текстильной фабрикой в Гуджарате, которая использует генератор мощностью 400 кВт примерно 200 часов в месяц во время отключений электроэнергии. При 75% нагрузке, согласно графику, расход топлива составляет около 77 литров в час. При цене дизельного топлива 90 рупий за литр ее ежемесячный счет составляет 77 x 200 x 90, что примерно равно 1 386 000 рупий.
Когда она сравнила предложения двух поставщиков, выяснилось, что в предложении с более низкой ценой использовался двигатель с удельным расходом топлива 230 г/кВт·ч вместо 210. За те же 200 часов эта разница увеличила ее счета за топливо более чем на 12% каждый месяц. В течение года более дешевый генератор стал дороже. Реальным фактором, определившим решение, был не ценник, а диаграмма.
Урок прост. Разница в 5% или 10% в SFOC кажется незначительной в технических характеристиках, но в совокупности за тысячи часов работы она затмевает разницу в цене покупки. При оценке генераторных установок всегда запрашивайте значение SFOC при фактической рабочей нагрузке, а не только номинальное значение при полной нагрузке. Если вы превращаете это сравнение в официальный документ о закупке, наше руководство по составлению спецификации генераторной установки для тендера покажет, как сформулировать требования к топливу и SFOC таким образом, чтобы поставщики не могли предложить двигатель с высоким расходом топлива вместо двигателя с высокой эффективностью.
Что влияет на эти цифры?
Диаграмма предполагает условия, соответствующие стандартам ISO, и исправный двигатель. В реальных условиях на расход топлива влияют три фактора.
Профиль нагрузки. Это самый важный параметр. Двигатель, который большую часть своей жизни работает при нагрузке ниже половины, потребляет гораздо больше топлива на кВт⋅ч, чем показывает график, как мы уже говорили выше.
Высота над уровнем моря и температура. Дизельные двигатели теряют мощность из-за разрежения воздуха на большой высоте и нагрева всасываемого воздуха. Генератор, мощность которого снижена для площадки на высоте 2,000 метров, вырабатывает меньше полезной мощности, поэтому ему приходится работать с большей нагрузкой при той же нагрузке, и потребление электроэнергии на кВт·ч возрастает. Высокая температура окружающей среды оказывает аналогичное воздействие.
Техническое обслуживание. Засоренные воздушные фильтры, изношенные форсунки и загрязненное топливо приводят к снижению эффективности работы двигателя. Двигатель, за которым не ухаживают, может расходовать на 5–15% больше топлива, чем двигатель, который регулярно обслуживается, поэтому график технического обслуживания – это не только вопрос надежности, но и мера экономии топлива.
Ахмед управляет телекоммуникационной сетью с объектами в высокогорных районах Восточной Африки и обнаружил это на собственном горьком опыте. На первых объектах использовался один большой генератор, работающий большую часть дня примерно на 30% нагрузки. Двигатели давали смазку, загрязняли форсунки и сжигали топливо с такой скоростью, что график полной нагрузки выглядел оптимистично. Он перевел новые объекты на более компактные агрегаты, рассчитанные на реальную нагрузку, и затраты на топливо на каждом объекте снизились, несмотря на меньшие размеры двигателей. Важно было не больше кВт, а именно правильная мощность.
Подробную информацию о характеристиках двигателя, включая метод измерения SFOC, вы найдете в нашем руководстве по техническим характеристикам генераторных двигателей, где подробно описаны все данные.
Часто задаваемые вопросы
Сколько топлива потребляет дизельный генератор в час?
Современный дизельный генератор потребляет около 0.25 литра на кВт·ч при полной нагрузке, что означает, что генератор мощностью 100 кВт сжигает примерно 25 литров в час, а генератор мощностью 500 кВт — около 125 литров в час. Фактический показатель резко возрастает при малой нагрузке и варьируется в зависимости от марки двигателя и условий эксплуатации.
Как рассчитать расход топлива дизельного генератора?
Используйте формулу л/ч = (кВт x удельный расход топлива) / (плотность x 1000). Умножьте фактическую электрическую мощность в кВт на удельный расход топлива в г/кВт·ч, затем разделите на плотность дизельного топлива (примерно 0.84 кг/л) и умножьте на 1000. Всегда используйте кВт, а не кВА, иначе вы завысите расчет примерно на 25%.
Что такое удельный расход топлива (г/кВт·ч)?
Удельный расход топлива, или SFOC, — это количество граммов дизельного топлива, которое двигатель сжигает для производства одного киловатт-часа работы. Это показатель эффективности, позволяющий напрямую сравнивать двигатели разных размеров. У современных генераторных установок этот показатель составляет около 200–215 г/кВт·ч при полной нагрузке, и чем ниже, тем лучше.
Какая нагрузка генератора является наиболее экономичной с точки зрения расхода топлива?
Примерно при 75% номинальной нагрузки. Эффективность повышается с увеличением нагрузки, и пиковая эффективность достигается при 70–80%, поэтому производители рекомендуют выбирать генератор, рассчитанный на работу в этом диапазоне. При нагрузке ниже 50% расход топлива на кВт⋅ч резко возрастает.
Почему мой генератор потребляет больше топлива, чем указано в таблице?
Наиболее распространенные причины — работа при нагрузке ниже половины, эксплуатация на большой высоте или в условиях высокой температуры, а также плохое техническое обслуживание. Двигатель, за которым не ухаживают, может сжигать на 5–15% больше топлива, чем двигатель, за которым хорошо ухаживают, а большой двигатель, работающий на холостом ходу под небольшой нагрузкой, расходует больше всего топлива на кВт⋅ч.
Заключение
Диаграмма расхода топлива генератора выглядит как простая таблица, но она отражает реальную стоимость генераторной установки. Топливо — это самая большая статья расходов за весь срок службы, и именно на диаграмме вы можете увидеть эти данные, прежде чем принимать решение. Помните о главном: л/ч — это то, за что вы платите, г/кВт·ч — это реальная эффективность двигателя, а эффективность падает ниже половины нагрузки. Используйте кВт, а не кВА, и всегда переводите данные диаграммы в ежемесячную стоимость, прежде чем сравнивать поставщиков.
Следует избегать ошибки, заключающейся в покупке, ориентируясь на заявленную мощность в кВт и игнорируя динамику характеристик. Двигатель слишком большой мощности, работающий в щадящем режиме, обходится дороже в эксплуатации, чем меньший двигатель, выполняющий ту же работу, а двигатель с низким SFOC окупается за тысячи часов работы.
Компания Shandong Huali производит дизельные генераторные установки с двигателями Perkins, Cummins, Weichai и Yuchai, от портативных агрегатов мощностью 5 кВт до промышленных систем мощностью 3000 кВт, все они сертифицированы по стандартам ISO9001, CE и CCC. Пришлите нам свой профиль нагрузки, количество отработанных часов и местные цены на топливо, и мы подберем двигатель, который позволит вам снизить расходы на топливо до оптимального уровня.
