摘要： 柴油发电机组油耗问题一直是康明斯用户比较关注的，通常厂家在标注耗油量时，进口品牌机习惯于按“≥”计算，国产品牌机习惯于按“≤”计算，一般国产机全负荷使用时每千瓦每小时≤209克至230克，进口机全负荷使用时每千瓦每小时≥201克至220克。用户选购时可从进口机与国产机的差价结合自身实际使用时间来计算合理的选购方案。掌握柴油发电机耗油量计量方法，不仅有利于减少油耗和降低成本，还能提高效率和保护环境。本文围绕怎样计算耗油量、计算公式是如何形成的、油箱容量核算及影响柴发油耗的因素四个方面，介绍传统人工计算法与仪器检测法，说明有效燃油消耗率计算公式与热效率概念，阐述油箱容量核算方法，并分析影响油耗的主要因素，为柴油发电机组耗油量计算、油箱容量确定与油耗控制提供技术参考。
一、怎样计算耗油量
1. 传统人工计算法
经常有客户向康明斯发电机公司咨询其设备运行期间的油耗公式和实际消耗，如：200KW柴油发电机组，八小时的耗油量是多少公升？
（1）计算示例：举例：我公司有一台200KW柴油发电机组。康明斯发电机组的动力型号是6LTA83.9-G2，当负荷为百分之八十时，它八小时的耗柴油是多少公升？
（2）计算依据：答：200KW发电机大约要配220KW的柴油机。柴油机的耗油一般是190--220克/千瓦/小时（视不同的机器、不同牌号的燃油）。
（3）第一步：现以200克/千瓦/小时计算：220（KW）0.2（Kg）8=352(Kg)，因为频率不同，耗油率也不同，其不同耗油曲线如图1、图2所示。
（4）第二步：中石化0号柴油的密度约0.84（Kg/L）。320/0.84=419（L）。
（5）第三步：即你的200KW柴油发电机组，八小时的耗油量大约是419公升。
2. 仪器检测法
（1）加注量法：这是一种最常用的方法，用于计算柴油机在工作过程中的耗油量。具体而言，就是在加油前将柴油箱的容量量测出来，并记录下来，接着给柴油机加满油，并记录下加油的数量。当工作结束后，在再次测量柴油箱的容量，并减去之前的数据，就能得到柴油机的耗油量。但需要注意的是，这种方法计算出的数据可能会存在误差，因为柴油机的油管和油路在使用时也会有一些残留量。此外，柴油机的运行状态和工作条件也会影响油耗。
（2）油箱计油器：油箱计油器是一种专门用于柴油机耗油量计量的计量器具，它会根据柴油机的储油量等参数进行测量，并记录下柴油机的耗油量。它可以很好地避免由于加注量法等方法的误差，从而提高数据精度。不过，使用油箱计油器可能需要一些专业知识和技能，同时也需要对仪器设备的维护和保养进行定期维修。
（3）用油量计：用油量计是一种另类的柴油机耗油量计量方法，其原理是通过测量柴油机的排气量，和排放的废气中的油蒸气量，计算出柴油机的耗油量。这种方法有效地避免了其他方法可能存在的误差问题，从而提高了数据精度。但使用用油量计也需要一些技术储备和专业知识，要保证精度还需要进行一些其他额外的操作。
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图1 6LTAA8.9-G2康明斯发动机燃油消耗率曲线（50HZ） |
图2 6LTAA8.9-G2康明斯发动机燃油消耗率曲线（50HZ） |
二、计算公式是如何形成的
首先我们都了解柴油机工作原理，柴油发动机机把柴油燃烧所释放出的热能转换为动能（做功示例如图3所示），交流发电机再把动能转换为电能。于是在每次的转换过程中都会有一部分的能量损失掉，转换过来的能量永远只是燃烧放出的总能的一部分，其百分比就称为柴油机的热效率。柴油热效率是对于特定热能转换装置，其有效输出的能量与输入的能量之比，是无量纲指标，一般用百分比表示，柴油机的热效率能达到35%-45%，计算公式和示意图如图4所示。
1. 燃油消耗率的定义
（1）基本定义：燃油消耗率简称耗油率或耗油量，它是柴油机工作每千瓦小时所消耗油A的克数，单位为g/(kWh)。
（2）指示燃油消耗率：以指示功率计的每千瓦小时的燃油消耗率称为指示燃油消耗率。
（3）有效燃油消耗率：以有效功率计的每千瓦小时的燃油消耗率称为有效燃油消耗率。
（4）指标意义：前者表示柴油机经济性的指示指标。后者表示某油机经济性的有效指标。
（5）产品说明中的含义：在柴油机产品说明中所指的燃油消耗率都是指有效燃油消耗率。
2. 有效燃油消耗率的计算公式
（1）计算公式：测出转矩Me和转速n，以及每小时燃油消耗tGt(kg/h)和有效功率Pe后，用下式求出有效燃油消耗率ge，即
（2）参数说明：式中ge——有效燃油消耗率[g/(kW·h)]；Gt——每小时燃油消耗量(kg/h)；Pe——有效功率(kW)。
（3）计算步骤：先测量柴油机输出转矩与转速，计算有效功率；再测量每小时燃油消耗量；最后代入公式计算有效燃油消耗率。
（4）单位换算：将有效燃油消耗率除以燃油密度并乘以1000，即可换算为每小时耗油升数。
3. 热效率与燃油消耗率的关系
（1）热效率定义：柴油热效率是对于特定热能转换装置，其有效输出的能量与输入的能量之比，是无量纲指标，一般用百分比表示。
（2）热效率范围：柴油机的热效率能达到35%-45%，即燃油燃烧释放的热能中约有35%-45%转化为有效机械功。
（3）热效率与燃油消耗率的关系：热效率越高，燃油消耗率越低；热效率越低，燃油消耗率越高。两者呈反比关系。
（4）能量损失分析：在柴油机工作过程中，能量损失主要包括排气损失、冷却损失、摩擦损失与辐射损失等，提高热效率即减少各项能量损失。
4. 耗油量的估算方法
（1）经验估算法：一般的说柴油发电机的耗油量大约在0.2升/千瓦/小时左右。
（2）影响因素：耗油的指标由以下几个因素决定：各种品牌的柴油发电机组，其消耗油量不同；用电负载的大小有关。所以要参照发电机组的厂家说明书。
（3）负载率影响：负载率越低，燃油消耗率越高；负载率接近额定功率时，燃油消耗率最低。
（4）估算示例：以200KW机组为例，按0.2升/千瓦/小时估算，满载运行1小时耗油约40升，8小时耗油约320升。
5. 耗油量计算的应用意义
（1）成本核算：通过耗油量计算可准确核算机组运行成本，为运行管理提供依据。
（2）方案选型：通过耗油量对比可评估进口机与国产机的经济性，为选购方案提供参考。
（3）油耗控制：通过耗油量监测可及时发现机组油耗异常，排查故障并采取措施降低油耗。
（4）环保效益：通过油耗控制可减少废气排放，降低对环境的影响。
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图3 柴油机做功热效率 |
图4 柴油机热效率效果示意图 |
三、油箱容量核算
柴油发电机房是为了在紧急情况下提供电力供应，保障人们的生命安全和基本生活需求。而作为柴油发电机房的重要组成部分之一，油箱的大小的计算则显得尤为重要。
1. 根据功率与运行时间确定容量
（1）油箱的大小需要根据发电机的功率和运行时间来确定。一般来说，发电机的功率越大，所需的油箱容量也会相应增加。而运行时间则需要根据实际情况来确定，一般可以按照24小时来计算。
（2）为了确保柴油发电机在紧急情况下能够持续供电，需要根据实际情况来确定所需的储油时间。一般来说，用柴油发电机房需要至少能够保证24小时的连续运行，以应对各种突发情况。
（3）在确定了运行时间后，我们可以根据发电机的燃油消耗率来计算油箱的大小。发电机的燃油消耗率通常以升/小时为单位。假设某发电机的燃油消耗率为10升/小时，运行时间为24小时，那么所需的油箱容量就为10升/小时乘以24小时，即240升。
2. 根据可用空间确定容量
（1）除了考虑发电机的功率和运行时间外，还需要考虑柴油发电机房的可用空间。油箱的大小应该根据可用空间来合理确定，以确保油箱能够顺利安放在机房内，并且方便进行加油和维护。
（2）油箱布置应便于加油操作与日常维护，油箱周围应留有足够的操作空间。
（3）油箱容量确定后，应根据油箱尺寸核算机房布置是否满足安装要求。
3. 根据柴油保存期限与质量确定容量
（1）还需要考虑柴油的保存期限和质量问题。柴油在长时间储存后可能会发生变质，影响其燃烧效果。因此，在确定油箱大小时，还需要考虑柴油的使用周期，避免长时间储存而导致柴油的浪费和质量下降。
（2）柴油储存期间应定期检测品质指标，发现水分、杂质超标应及时处理。
（3）按先存先用原则安排油料使用，避免长期储存导致油料变质。
四、影响柴发油耗的因素
1. 柴油机工作质量
（1）工作质量对油耗的影响：柴油机工作质量对燃油消耗影响是很大的，稳定的柴油机工作质量是降低柴油机油耗的基础，柴油机工作质量不稳定，降低柴油发电机组的油耗就无从谈起，柴油机良好的燃烧热力状态是降低油耗的保证。
（2）各系统质量状态：柴油机增压系统、冷却系统、进排气系统、燃油系统各部件良好的质量状态，是保证柴油机良好的燃烧热力状态的根本。
（3）增压器状态：增压器工作的状态好坏，对柴油机的工作质量影响较大。增压器增压压力能否保证在高的压力水平，对于柴油机的耗油关系十分密切。
（4）中冷器作用：中冷器对于柴油机节油也很重要。有关试验表明，增压空气温度每降低10℃，柴油机功率可提高2%-3%；如果柴油机功率不变，可使燃油消耗率降低1.5%。
（5）中冷器故障影响：中冷器堵塞、叶片倾倒等因素会导致空气的流通阻力加大，柴油机空气进气量不足，冷却效果等主要指标降低，影响柴油机正常燃烧，造成冒黑烟、功率下降、排气总管红等一系列故障。这些故障发生的同时，都会使燃油的消耗增大。如果减小中冷器的流通阻力、提高其换热能力，就能实现节油。
（6）滤清器与喷油器：空气滤清器堵塞，会大大减少空气进气量，也会产生燃油的浪费。喷油器检修不好或检修不及时，也会产生大量的燃油浪费。
2. 柴油机冬季低温使用
（1）低温启动限制：为了防止柴油发电机组冻害事故的发生，康明斯运用条件规定：柴油机的油、水温度低于20℃时不得起机，在寒冷的冬季柴油发电机组在处于备用状态时必须加装水套加热器。
（2）低温使用影响：柴油发电机组冬季使用时，由于主要柴油机处于低温状态或运行中低负荷工况，喷油压力较低，燃油雾化不良，造成燃烧状态不良，机油稀释等不良后果，同时排出大量有害气体污染环境。
（3）低温油耗增加：低温下机油粘度增大，摩擦阻力增加，燃油消耗率上升；同时低温下燃烧不完全，部分燃油未燃烧即排出，进一步增加油耗。
（4）预防措施：冬季应加装水套加热器，保持机组处于热机状态；使用低粘度机油；加注合格防冻液；避免长时间低负荷运行。
总结
综上所述，掌握柴油机耗油量计量方法对于用户来说是非常重要的，可以帮助他们更好地控制油耗和降低成本。在实际应用中，应根据实际情况选择最适合自己的计量方法，从而提高数据精度和使用效益。此外，耗油量可以根据发电机厂家给出的数字来核算最终数值，但是，柴油发电机房油箱大小的计算是一个综合考虑多个因素的过程。除了发电机的功率和运行时间外，还需要考虑可用空间、柴油的保存期限和质量等因素。只有合理确定油箱大小，才能确保柴油发电机在紧急情况下能够持续供电，保障生产工厂的安全和生活需求。
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