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May 28, 2023

最適なパフォーマンスを実現する発電室を設計する

電力は事業の継続と生命の安全に不可欠です。 電力供給が短時間停止しただけでも、多額の損害が発生する可能性があります。 バックアップ発電機セット (発電機セット) は、

電力は事業の継続と生命の安全に不可欠です。 電力供給が短時間停止しただけでも、多額の損害が発生する可能性があります。 バックアップ発電機セット (発電機セット) は、事業主にとって重要な防御線であり、数秒以内に電気負荷を開始して想定し、公共電源が故障した場合に電力を供給する機能を提供します。

バックアップ発電機セットは、幅広い容量 (キロワットからメガワット、または kW から MW) で入手できます。 屋外の特殊な筐体内または建物内に設置できます。 屋内に設置される発電機セットは、最適かつ信頼性の高い動作を確保するために、さまざまな要素に細心の注意を払う必要があります。 適切に設計された発電機室により、次のことが保証されます。

発電機室の適切な換気は、エンジンの燃焼プロセスをサポートし、動作中に発生する寄生熱 (エンジンの熱、オルタネーターの熱など) を排除し、臭気や煙を除去するために必要です。 発電機室の温度、換気気流、換気空気の清浄度、および空気の動きは、発電機セットの最適かつ信頼性の高い動作を保証するために、設計プロセス中に分析する必要がある重要な設計パラメータです。

適切な量​​の換気空気流が発電機室に送られることが重要です。 発電機のサイズが同じでも、メーカーが異なると、必要な空気流量にある程度のばらつきが生じる可能性があります。 表 1 は、ユニットが取り付けられたラジエーターを備えた 2 MW の待機定格発電機セットに対するさまざまなメーカーの換気エアフロー要件を示しています。 製品仕様が制限的でない場合は、将来の大規模な改訂を避けるために、最悪のシナリオに基づいて設計を行う必要があります。

完全に負荷がかかった状態では、発電機セットからの煙道排気の温度は 900 F を超える可能性があり、ラジエーター (エンジン駆動またはリモート) の排気温度は 160 F を超える可能性があります。これらの高温の空気流を再循環すると、換気空気温度が周囲温度を超える原因となります。 再循環は、特に卓越風速と風向の影響を受けます。この 2 つの変数は制御できず、設計計算に組み込むのが困難です。 換気気流の熱汚染は排除または最小限に抑える必要があります。 発電機の室内温度が 104 F を超えると、通常、設計の電気負荷をサポートするために発電機セットの定格を下げ、コンポーネントを大型化する可能性が必要になります。 ディレーティングの大きさは、メーカー、発電機セットの容量、エンジン燃料の種類などによって異なります。 通常、104 °F を超えると 18 °F 上昇するごとに 10% ～ 15% のディレーティングが予想されます。 室温が 122 F を超えると、ディレーティングはさらに急になります。発電機の室内温度が高いと、通常、変圧器、開閉装置、給電線など、発電機室内に設置される電気機器やコンポーネントのディレーティングも必要になります。 換気気流温度が周囲温度と等しいと仮定することは、重大な設計上の欠陥となる可能性があり、軽減方法にはコストがかかる可能性があります。

煙道排気、ラジエーター排気、および換気空気取り入れ口の提案された位置が特定されたら、概念実証を確立するために風洞試験または数値流体力学 (CFD) モデリングを実施することをお勧めします。 これは、100% 定格電力で動作することが期待される発電機や、データセンターなどの重要なアプリケーションにサービスを提供する発電機にとって特に重要です。 風洞試験では、発電機室の建物とその近くの他の建物や構造物の縮尺モデルの作成が必要になります。 モデルは風洞内に配置され、トレーサー ガスがラジエーターの排気口と排気管の排気口から放出されます。 部屋の換気空気位置のガス濃度は、さまざまな風速と風向を受信することで測定されます。 データは地域の気象データと関連付けられ、発電機室で予想される再循環の程度と最大換気空気温度を予測します。