NB/T 42017-2013
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标准简介
NB/T 42017-2013.Reciprocating internal combustion gas turbine power and fuel consumption rate conversion method.
1范围
NB/T 42017规定了燃气发电机组功率修正的计算方法、燃气发电机组功率调整和燃料消耗率的換算方法。
NB/T 42017适用于往复式内燃燃气发电机组,所配套的发动机为燃气发动机(以下简称发动机)。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本( 包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 6072.1往复式内燃机 性能第1 部分:功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求
GB/T21404内燃机 发动机功率的确定 和测量方法一般要求
3术语和定义
GB/T 6072.1、GB/T 21404界定的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1功率调整power adjustment
将某一环境状况下的功率值修正到预计在另一环境状况下的功率值所采用的计算程序,以便使发动机关键零部件的热负荷和/或机械负荷近似保持不变。
3.2功率修正power correction
将发动机在试验状况下测得的功率值修正到预计在其他运转工况或垫准工况下的功率值而无需对发动机进行任何调整所采用的计算程序。
3.3气耗率specifc gas consumption
燃气发动机在某一工况下稳定运转时,单位时间内单位功率所消耗的在一-定温度及 压力下的气体燃
料体积,单位为m3/ (kW●h)。
3.4热耗率specific heat consumption
燃气发动机在某一工况下稳定运转时,单位时间内单位功率所消耗的气体燃料完全燃烧时所发出的热量,单位为kJ/ (kW. h)。
3.5发动机调整engine adjustment
为了提供与不同环境状况相适应的功率而对发动机进行修改的具体步骤,诸如重新匹配涡轮增压器、改变点火提前角或其他结构变动。
标准内容
ICS27.120.99
备案号:43523-2014
中华人民共和国能源行业标准
NB/T42017—2013
往复式内燃燃气发电机组
功率和燃料消耗率换算方法bzxZ.net
Reciprocating internal combustion gas turbinepower and fuel consumption rate conversion method2013-11-28发布
国家能源局
2014-04-01实施
规范性引用文件
术语和定义
标准基准状况
燃气发电机组功率修正的计算方法·6
燃气发电机组功率调整及燃料消耗率的换算方法NB/T420172013
附录A(资料性附录)由标准基准状况或替代状况修正到现场环境状况的功率调整计算和气体燃料消耗率的换算示例
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
涡轮增压、中冷气体发动机的功率调整系数α和燃料消耗换算系数β...非增压气体发动机的功率调整系数α和燃料消耗换算系数β(相对湿度30%)
NB/T42017—2013
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国往复式内燃燃气发电设备标准化技术委员会(SAC/TC372)归口。本标准起草单位:中国石油集团济柴动力总厂、中油济柴动力装备研究院、淄博柴油机总公司。本标准主要起草人:王瑞丽、李树生、俞晓艳、孙洁、王安忠、郑圣彬。1范围
往复式内燃燃气发电机组
功率和燃料消耗率换算方法
NB/T42017—2013
本标准规定了燃气发电机组功率修正的计算方法、燃气发电机组功率调整和燃料消耗率的换算方法。
本标准适用于往复式内燃燃气发电机组,所配套的发动机为燃气发动机(以下简称发动机)。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T6072.1往复式内燃机性能第1部分:功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求
GB/T21404内燃机发动机功率的确定和测量方法一般要求3术语和定义
GB/T6072.1、GB/T21404界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1
功率调整poweradjustment
将某一环境状况下的功率值修正到预计在另一一环境状况下的功率值所采用的计算程序,以便使发动机关键零部件的热负荷和/或机械负荷近似保持不变。3.2
功率修正powercorrection
将发动机在试验状况下测得的功率值修正到预计在其他运转工况或基准工况下的功率值而无需对发动机进行任何调整所采用的计算程序。3.3
气耗率specificgas consumption燃气发动机在某一工况下稳定运转时,单位时间内单位功率所消耗的在一定温度及压力下的气体燃料体积,单位为m/(kW·h)。
热耗率 specific heat consumption燃气发动机在某一工况下稳定运转时,单位时间内单位功率所消耗的气体燃料完全燃烧时所发出的热量,单位为kJ/(kW·h)。
发动机调整engine adjustment
为了提供与不同环境状况相适应的功率而对发动机进行修改的具体步骤,诸如重新匹配涡轮增压器、改变点火提前角或其他结构变动。1
NB/T42017—2013
非调整发动机
non-adjusted engine
已预先调定好,无需再为适应不同环境状况而采取具体步骤进行修改的发动机。3.7
gas generating set
燃气发电机组
由燃气发动机、发电机、控制装置、开关装置和辅助设备等联合组成的独立供电电源。4符号
本标准所用符号见表1,脚注的含义见表2。号
表1符
常用表示
电子数据处理
(EDP)表示
标准基准状况下的燃料消耗率
现场环境状况下的燃料消耗率
试验环境状况下的燃料消耗率
试验环境干气压
标准基准总气压
替代基准总气压
标准基准饱和蒸汽压力
现场环境饱和蒸汽压力
试验环境饱和蒸汽压力
现场环境总气压
试验环境总气压
标准基准状况下的有效功率
替代基准状况下的有效功率
现场环境状况下的有效功率
试验环境状况下的有效功率
增压比(压气机出口与进口绝对空气压力之比)标准基准状况下的增压比
标准基准状况下的最大允许增压比标准基准状况下增压中冷介质温度现场环境增压中冷介质温度
标准基准状况下环境空气温度
现场环境空气温度
标准基准状况下增压中冷介质绝对温度替代基准增压中冷介质绝对温度现场环境增压中冷介质绝对温度单位
kg/(kw-h)
kg/(kW·h)
kg/(kw-h)
常用表示
取决于用途。
电子数据处理
(EDP)表示
标准基准状况
表1(续)
试验环境增压中冷介质绝对温度标准基准状况下环境空气绝对温度替代基准环境空气绝对温度
现场环境空气绝对温度
试验环境空气绝对温度
功率调整系数
火花点燃式发动机功率修正系数机械效率
标准基准状况下的相对湿度
现场环境相对湿度
试验环境相对湿度
表2脚
为了确定发动机的功率,应采用下列标准基准状况。总气压:Pr=100kPa。
空气温度:T=298K(t=25℃)。b)
相对湿度:0=30%。
大气的
压燃式发动机
冷却介质”
修正的
机械的
最大的
最大功率
标准基准状况
替代基准状况
现场状况
试验状况
NB/T42017—2013
NB/T42017—2013
d)增压中冷介质温度:Ter=298K(ter=25℃)。注:在温度为298K、相对湿度为30%时,相应的水蒸“(分压为1kPa。因此相应的+气压为99kPa6燃气发电机组功率修正的计算方法6.1总则
本标准所提供的计算方法适用于:将试验环境状况下的实测(测定)功率换算到第5章规定的标准基准状况。
6.2试验大气状况
6.2.1火花点燃式发动机环境温度Ty:288K≤T≤308K。6.2.2所有发动机干空气压pd:90kPa≤pa≤110kPa。6.3点燃式发动机功率修正方法
对于设计有随环境变化能使燃/空比保持相应不变的燃料控制装置的发动机功率修正按式(1)计算:P=αP
式(1)中功率修正系数α。,由式(2)得出:P-o.Psr
(Py-yPsy
式(2)仅适用于:0.96≤α≤1.06。如果超出该限值范围,应给出求得的修正功率值,并在试验报告中确切说明试验状况(温度和压力)。6.4其他类型发动机
对于不包括在6.3中的发动机,当环境空气密度与标准基准状况下的空气密度相差不超过土2%时,修正系数可取为1。当环境空气密度超出该限值范围时,则不适用于修正,但应在试验报告中说明试验状况。
6.5燃气发电机组功率修正方法
6.5.1若冷却风扇、散热器、发电机等能安装在发动机上,则根据式(1)直接进行发电机组的修正(标准基准状况下的功率为发电机组功率)。6.5.2若冷却风扇、散热器等不能安装在发动机.上(冷却风扇驱动功率由机组发出电功率驱动),对发电机组的功率修正,在考虑发电机效率、改装功率损失系数、传动系数等因素后再折算成电功率即为发电机组的修正功率。发电机组的功率修正应不低于该修正值。发电机组的功率修正按式(3)计算:(3)
P=(P-P)ma
式中:
P—发电机组功率:
P一发电机组冷却风扇消耗的功率(对于不带冷却风扇、散热器的开式发电机组,取P=0);na——发电机的效率。
注:发电机组冷却风扇消耗的功率和发电机的效率可查阅制造商的技术文件。7燃气发电机组功率调整及燃料消耗率的换算方法7.1总则
发动机制造厂应指明不必调整功率和换算燃料消耗率时,试验或现场环境状况与标准基准状况的差异量。
7.2用途
本标准所提供的换算方法适用于:a)由标准基准状况的已知值推算现场环境状况下的功率和燃料消耗率。4
b)发动机在试验环境状况下的功率和燃料消耗量是否与标定值相对应。7.3不同环境状况下的功率调整
NB/T42017—2013
7.3.1在不同于第5章给定的标准基准状况下运转,并且要求将输出功率调整到标准基准状况或由标准基准状况调整到现场状况,若制造厂未规定其他方法,则应按式(4)计算:P=αp
式(4)中功率调整系数α,由式(5)得出:α=k-0.7(A
式(5)中指示功率比k:
P,-oPa
P-adPa
根据不同类型的发动机的系数α,指数m、n、s得出:点燃式、引燃式、双燃料涡轮增压中冷发动机:Ta
-(台)()()
点燃式非涡轮增压发动机:
k=(P-p)
注1:式中指数国际内燃机协会(CIMAC)推出。注2:如果不知道相对度,可假定该值为30%。T
对于不包括上述类型的燃气发动机,制造厂可以根据本广发动机结构选取合适的指数值代入式(6)计算出数值指示功率比值。
7.3.2当涡轮增压发动机在标准状况下按标准功率运转时,如涡轮增压器转速、涡轮进口温度和最高燃烧压力尚未达到限值,则制造厂可提出替代基准状况下的功率(参见附录A.1示例1)。在这种情况下:
然后用式(10)和式(11)代替式(7),则指示功率比k为:-() () (
式(10)中替代基准总气压pa为:Pa
7.3.3机械效率应由发动机制造厂规定,如未规定,则假定n㎡=0.8。注:涡轮增压、中冷气体发动机和非增压气体发动机的功率调整系数α和燃料消耗换算系数β参见附录B、附录C。7.4气体燃料消耗率(或发动机热耗率)的换算当发动机在与第5章给定的标准基准状况不一致的试验或现场环境状况下运转时,其燃料消耗率将与标准状况下的标定值不同,并应换算到标准基准状况或由标准基准状况换算到试验或现场环境状况(参见附录A.2示例2)。
如果制造厂未规定其他方法,则应采用式(12)、式(13)计算:5
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注:涡轮增压、中冷气体发动机和非增压气体发动机的燃料消耗换算系数β参见附录B、附录C。(12)
7.5燃气发电机组的功率和燃料消耗率的换算对功率修正过的发电机组,则根据式(4)或式(9)和式(12)直接进行发电机组的功率和燃料消耗率的换算(标准基准状况下的功率为发电机机组功率)。6
A.1示例1
附录A
(资料性附录)
由标准基准状况或替代状况修正到现场环境状况的功率调整计算和气体燃料消耗率的换算示例NB/T42017—2013
台涡轮增压中冷燃气发电机组,在标准基准状况下的标定功率为1200kW,机械效率为90%,增压比为2,燃料热消耗率为11320kJ/(kW·h),机组冷却风扇消耗的功率为88kW,发电机的效率为92%。制造厂表示在标准基准状况下,温度和涡轮增压器转速均未达到限值,因此提出替代基准温度为313K和最大可用增压比为2.36。
试求在海拔为4000m,环境温度为323K和中冷器冷却介质温度为310K时,可发出多少功率?在p.=100kPa,r=2,rmax=2.36时,由式(11)得出替代基准总气压为:100×2=84.7(kPa)
在海拔为4000m时,查表得p,=61.5kPa。替代基准状况
Pa=84.7kPa
Tera =298K
及nm=0.9;P=88kW:n=0.92。
由式(10)得:
由式(5)得:
α=k-0.7(1-k)
由式(13)得:
因此,现场持续有效功率为:
现场环境状况
px=61.5kPa
T,=323K
Tex=310K
=0.76430.7(1-0.7643)
B=_0.7643
P=(P-P)na=(αP-P)na=(1200x0.746-88)x0.92=742.624(kW)现场热消耗率为:
b,=Bb,=1.0245x11320=11597.35[kJ/(kW.h)]A.2示例2
一台非涡轮增压内燃燃气发动机组,功率受过量空气不足限制,其ISO标准功率为500kW,机械效率为85%,ISO燃料热消耗率为11000kJ/(kW·h),冷却风扇消耗的功率为48kW,发电机的效率为92%。
NB/T42017—2013
在现场总气压为87kPa,空气温度为45℃和相对湿度为80%时,试求其使用标准功率和燃料消耗率各为多少?
标准基准状况
P,=100kPa
T=298K
及nm=0.85;P=48kW;na=0.93。现场环境状况
px=87kPa
T=318K
在t=45℃和=0.8时,查表得电P=7.71kPa。在p=87kPa和Pa=7.71kPa时,用内插法得:P.-Φ.Pz= 0.801
由式(8)得:
k=P-o,Pa
由式(5)得:
α=k-0.7(1-
由式(13)得:
因此,现场持续有效功率为:
=0.8010.85
= 0.797 0.7(1 0.797)
β=<= 0.797~
P=(P-P)ma=(αP-P)ma=(500x0.772-48)x0.93=314.34(kw)现场热消耗率为:
b,=βb,=1.0324x11000=11356.4[kJ/(kW.h)8
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