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天氣溫度對數據中心后備柴發的影響分析及應對措施

來源:騰訊網 作者: 更新時間:2022/8/30 9:46:42

摘要:進入嚴冬,氣溫會越來越低,而數據中心大部分設備正常工作都需要在零度以上。柴發作為數據中心市電的重要后備和應急補充,低環境溫度會對柴發系統的運行造成嚴重的影響,那么面對寒冷天氣,數據中心后備柴發應該如何應對呢?

  進入嚴冬,氣溫會越來越低,而數據中心大部分設備正常工作都需要在零度以上。柴發作為數據中心市電的重要后備和應急補充,低環境溫度會對柴發系統的運行造成嚴重的影響,那么面對寒冷天氣,數據中心后備柴發應該如何應對呢?

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  溫度過低對柴發啟動和運行的影響

  柴油發動機的每個工作循環由進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。柴油機在進氣過程吸入的是空氣,在壓縮行程接近終了時,柴油經噴油泵將油壓提高到10MPa以上,通過噴油器噴入氣缸,在很短時間內與壓縮后的高溫空氣混合,形成可燃的混合氣。在燃燒的高壓氣體推動下,活塞向下運動并帶動曲軸旋轉而做功,廢氣經過排氣管排入大氣。氣溫過低而無預防措施的情況下,將造成柴發啟動困難和啟動后輸出功率下降的影響。

  1、柴油機氣缸壓縮終了時空氣溫度達不到啟動所要求的溫度,且氣缸內壓縮空氣壓力也明顯低于啟動所要求的壓力,造成啟動困難;或啟動后帶載能力不足。

  2、蓄電池最佳工作溫度為20~40℃,隨著環境溫度的降低,其大電流輸出能力也相應地下降,導致柴油機啟動系統功率下降;環境溫度較低時,機油黏度變大,各摩擦負之間阻力加大,使柴油機啟動轉速下降。上述兩個不利條件的疊加,更增加啟動難度。

  3、當環境溫度過低,機油在氣溫較低時粘度較大,其流動性變差,不僅增加柴油發電機組的零件磨損,而且由于零件運動阻力增大,使機械功率損失增加,柴油發電機組的輸出功率就會降低。經常性冷缸啟動加速磨損,將整體降低機器的負載能力。

  4、環境溫度過低,氣缸溫度就會很低,氣缸內的水蒸氣就容易凝結在缸壁上,而柴油發電機燃燒時生成的二氧化硫遇到冷凝在缸壁上的水,就會變成強列的腐蝕劑粘附在缸壁上,因此缸壁表面就會受到強烈的腐蝕,導致其表面金屬組織疏松;當氣缸套與活塞環之間相互摩擦刮削時,會使腐蝕層表面疏松的金屬很快磨損脫落,或在缸套工作表面出現蝕點、凹坑。氣缸的損傷影響柴發的負載能力。

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  低溫對柴油供應的影響

  凝點與冷濾點

  目前國內應用的輕柴油按凝固點分為7個標號:10#、5#柴油、0#柴油、-10#柴油、 -20#柴油、-35#柴油和-50#柴油。

  選用不同標號的柴油應主要根據使用時的氣溫決定。比如在0°C凝固的柴油稱之為0號柴油,在-10°C凝固的柴油稱之為-10號柴油,在-20°C凝固的柴油稱之為-20號柴油,在-35°C凝固的柴油稱之為-35號柴油,在-50°C凝固的柴油稱之為-50號柴油眾號:通信電源技術 與你在一起)。需要注意的是,這個凝點并不是柴油完全凝固成固體了,而是柴油失去流動性了。

  柴油的構成成分復雜,與純化合物的液體不同,有一個影響到實際使用的指標叫冷濾點。冷濾點是指在規定條件下,當柴油通過過濾器每分鐘不足20ml時的最高溫度(即流動點使用的最低環境溫度)。

  因此,并不是在凝點之上的柴油都可以使用,在冷濾點的溫度下,柴油雖然仍然是液體,但液體中會凝結出一個個的小晶粒,這個晶粒無法通過柴油濾清器。所以,柴油的選擇必須高于冷濾點。對照上表,最低氣溫在4℃以上地區選擇 0號柴油,最低氣溫在-5℃以上地區選擇-10號 柴油, 最低氣溫在-14℃以上地區選擇-20號柴油,最低氣溫在-29℃以上地區選擇-35號柴油,最低氣溫在-44℃以上地區選擇-50號柴油。根據當地的最低氣溫合理選擇柴油的標號,既不要過度節約也不要浪費。按當地最低氣溫選擇柴油。

  預防措施

  數據中心后備柴發一般設定為自動啟動,停電時即全速啟動,無怠速啟動過程。啟動后轉速和電壓正常后并機、帶載,整個過程要求在30秒之內完成眾號:通信電源技術 與你在一起)。秋冬季節溫度低,若經常性冷缸啟動,必然造成設備嚴重磨損,甚至在電池性能不佳的情況下也可能啟動失敗?;谇笆龅牡蜏叵虏涣加绊?,需要采取必要的應對措施。

  1、循環水電加熱裝置:數據中心的柴發一般均配備了循環水電加熱裝置,氣缸和潤滑油常年保持在35-55℃之間,利于需要應急時能立即全速啟動且啟動后帶載能力達到設計要求。

  2、根據當地最低溫選擇柴油標號:對照表格的柴油冷濾點,按當地最低溫選擇相應標號。如上海地區最低溫為-5℃左右,選擇-10#柴油。

  對于放置在室外的柴發,應更全面考慮低溫對整個輸油路徑的影響。除了需要根據往年最低溫選擇柴油標號外,對于室外輸油管裸露部位、室外臨時油箱等 采取保溫防護措施,防止出現突發的突破溫度下限的情況。

  3、關注啟動蓄電池:蓄電池最佳工作溫度為20~40℃,隨著環境溫度的降低,其輸出能力也相應地下降,導致柴油機啟動系統功率下降;同時環境溫度較低時,機油黏度變大,各摩擦負之間阻力加大,疊加了啟動難度(公眾號:通信電源技術 與你在一起)。必要時需對蓄電池進行保溫,保證能正常充電且有足夠的輸出電流,從而保證有足夠的啟動系統功率。

  根據有關資料,0℃時鉛酸蓄電池損失約30%的容量,對于室外環境的柴發更需要重視,對于容量下降明顯的在冬天之前及時更換新的啟動電池。

  4、環控系統覆蓋:對于柴發本體的加熱裝置或缸體溫度設置監控點,加熱系統故障或加熱器保險絲熔斷導致無法加熱的,能及時得到處置。啟動電池和臨時油箱 宜設置溫度監控,也可本地放置溫度計便于巡檢時進行檢查。

  責任編輯:張華

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