0 引言
顏巴赫是世界領(lǐng)先的燃氣發(fā)電機組制造商，近六十年來，顏巴赫往復式燃氣發(fā)電機組已經(jīng)成功地應用在遍布世界的眾多場景。燃氣類型涵蓋了天然氣、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、焦爐氣等）、鐵合金尾氣，以及氫氣等。應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、獨立發(fā)電廠、微電網(wǎng)等。
1 標準往復式燃氣發(fā)電機組的啟動條件、過程和時間
往復式燃氣發(fā)電機組啟動前需要進行預熱，使缸套水溫度達到一定數(shù)值，通常為55°C以上。機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，在機組不運行時也可以間歇性的進行預熱，從而始終保持水溫在設(shè)定值，使機組隨時能夠快速啟動。機組接到啟動指令后關(guān)閉預熱裝置，電動馬達開始啟動運轉(zhuǎn)，當?shù)竭_指定轉(zhuǎn)速時，燃氣閥打開，發(fā)動機點火并開始運行。通常，在孤島模式下，機組可以在40-100%負荷率之間長期運行，而在較低的負荷率下建議短時間運行，低于20%負荷率則一般不建議運行，避免造成機組的維護保養(yǎng)間隔縮短等問題。標準的往復式燃氣發(fā)電機組從啟動到滿載的時間一般為3-5分鐘，而特殊設(shè)計的快速啟動型發(fā)電機組可以做到不超過45秒，以滿足特定用戶的使用需求。
圖1 往復式燃氣發(fā)電機組的啟動和停機過程曲線
2 顏巴赫快速啟動型往復式燃氣發(fā)電機組的啟動時間和加載性能
顏巴赫J620快速啟動型機組能夠在45秒內(nèi)為數(shù)據(jù)中心或其他用戶實現(xiàn)滿功率供電。機組具備一次性加載100%負荷的能力，但為了滿足特定用戶對于加載時的電壓和頻率波動幅度的要求，通常應按照一定的單步加載量限制值進行加載，既能滿足負荷的波動，也滿足生產(chǎn)設(shè)備對電能質(zhì)量的需求。顏巴赫機組性能完全滿足ISO8528-5中 G2和G3標準下對電力質(zhì)量的要求，遠優(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)電機組的加載步驟和時間示例
機組快速啟動的前提是進行間歇性的預熱和預潤滑，從而實現(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式燃氣發(fā)電機組的設(shè)計特點
顏巴赫快速啟動發(fā)電機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)，主要采用如下先進技術(shù)：
1）先進的DIANE XT4(Dialogue Network, 4th edition)發(fā)動機控制系統(tǒng)，包含能夠處理多變量的，基于模型的控制算法，以達到快速啟動以及期望的動態(tài)響應特性。
2）PBCS(pressure based control system)——基于壓力的控制系統(tǒng)，能夠監(jiān)測每個氣缸的壓力，實時調(diào)整并優(yōu)化控制。
3）進氣口直噴系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)單缸獨立控制燃氣注入量，優(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)響應范圍。
6）尾氣處理設(shè)施（選配），能夠滿足世界各地越來越嚴苛的排放限值。
相比于傳統(tǒng)以柴油機作為備用發(fā)電機組，顏巴赫快速啟動型燃氣發(fā)電機組具備以下優(yōu)勢或相當?shù)哪芰Γ?/section>
3）無需電網(wǎng)，與柴油機具有相當?shù)暮趩雍凸聧u運行能力。
4）相比于柴油機，減少了相當于大約90%的NOx 和25% 的CO2排放。
圖3 顏巴赫集裝箱式燃氣發(fā)電機組的典型布置
4 顏巴赫快速啟動型往復式燃氣發(fā)電機組在數(shù)據(jù)中心的應用
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)中心運營商需要排放更低且能夠快速啟動的天然氣發(fā)電機組，為數(shù)據(jù)中心運營提供所需的電力和制冷（通過溴化鋰冷水機組）。
顏巴赫快速啟動型往復式天然氣發(fā)電機組具有啟動45秒內(nèi)實現(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，該機組已經(jīng)成功應用于多個大型數(shù)據(jù)中心。
圖4 顏巴赫快速啟動型往復式天然氣發(fā)電機組在數(shù)據(jù)中心的應用場景
顏巴赫快速啟動型往復式燃氣發(fā)電機組提供了一種既能減少排放，又能滿足啟動時間和加載能力的全新燃氣發(fā)電解決方案。該機組不僅在數(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。顏巴赫憑借其在燃氣發(fā)電領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累，始終緊跟行業(yè)應用需求，為用戶提供專業(yè)可靠的高性能產(chǎn)品和解決方案。
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