新聞主題	柴油發(fā)電機組國標(biāo)GBT與ISO的區(qū)別

 

摘要：柴油發(fā)電機組國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2820族都是從ISO 8528族轉(zhuǎn)化過來的，ISO 8528族標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)更新和升版一般都早于國標(biāo)升版4-5年，為更快接觸國際新技術(shù)及其應(yīng)用，必須全程跟進ISO 8528標(biāo)準(zhǔn)的每一個更新。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2820標(biāo)準(zhǔn)族是柴油發(fā)電機組的基本標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)著柴油發(fā)電機組的技術(shù)進步和產(chǎn)品安全，必須遵照執(zhí)行。同時，還應(yīng)關(guān)注等同采用的ISO 8528族標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)更新，在產(chǎn)品設(shè)計和應(yīng)用中采用和再創(chuàng)新，使我國柴油發(fā)電機組技術(shù)和國際先進技術(shù)保持同步。

 

一、ISO 8528標(biāo)準(zhǔn)回顧

 

1993年，ISO發(fā)布了第1版往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組系列標(biāo)準(zhǔn)。

1997年我們把IS08528-1~IS08528-6這6個標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2820.1～GB/T 2820.6。這為第一版標(biāo)準(zhǔn)。

2005年，ISO發(fā)布了第2版往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組系列標(biāo)準(zhǔn)。

2009年，我們把ISO 8528-1～ISO8528-6這6個標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2820.1～GB/T 2820.6。這為第二版標(biāo)準(zhǔn)。

國標(biāo)GB/T 2820等同（IDT）采用ISO8528標(biāo)準(zhǔn)。

2013年，ISO8528-5率先進行了更新，2018年，ISO8528-1也進行了更新，這為第三版標(biāo)準(zhǔn)。

 

二、ISO 8528-5：2013的重要更新

 

      新版ISO 8528-5：2013與上一版本ISO 8528-5：2005對比，有幾個方面做了重要更新。

      首先，燃?xì)獍l(fā)動機的特性及操作限值首次被提及，在第九章9.4負(fù)載接受和第16章性能等級及運行限值中有專項規(guī)定。第二，在第九章影響發(fā)電機組性能的因素的附圖1，作為標(biāo)定功率下平均有效壓力P_me函數(shù)的最大可能突加功率的指導(dǎo)值（4沖程發(fā)動機），增加了4沖程發(fā)動機氣缸平均有效壓力在1800 kPa以上的突加功率第4級和第5級的指導(dǎo)值。

 

圖1 柴油發(fā)電機組平均有效功率最大可能突加功率指導(dǎo)值

 

      詳細(xì)的更新內(nèi)容見以下描述：

1、對燃?xì)鈾C的描述

      英文版原文

      Load acceptance（9.4）

      The response behaviour of gas engines is quite dif-ferent to the response behaviour of diesel engines be-cause of completely different combustiom phenomena.The procedure of dynamic loading shall be decided bymutual agreement between the customer and the manu-facturer[3]

      負(fù)載接受（9.4）

      由于不同的燃燒現(xiàn)象，燃?xì)獍l(fā)動機的響應(yīng)特性與柴油機的響應(yīng)特性有很大的不同。動態(tài)加載程序應(yīng)由客戶和制造商雙方協(xié)商決定（新增內(nèi)容）。

      英文版原文

      Recommendation for gas engine operating limit

      values（16.2）

      The performance of gas engine generating setsshould be specified by AMC（Agreement between Man-ufacturer and Customer）. This agreement should con-sider the impact of the fuel gas Methane Number andlower heating value on transient performance. It shouldakso consider the impact of ambient conditions .

      關(guān)于燃?xì)獍l(fā)動機操作限值的建議（16.2）

      燃?xì)獍l(fā)電機組的性能應(yīng)由制造商和客戶之間的協(xié)議規(guī)定。該協(xié)議應(yīng)考慮燃?xì)饧淄閿?shù)和較低的熱值對瞬態(tài)性能的影響。它還應(yīng)考慮環(huán)境條件的影響（新增內(nèi)容）。

      這兩項增加闡述了燃?xì)鈾C與柴油機相比，由于使用的燃料不同，其加載動態(tài)響應(yīng)特性也不相同，同時，使用不同氣體的甲烷數(shù)和熱值也不相同，對瞬態(tài)性能也造成影響。往復(fù)式燃?xì)獍l(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機組近幾年呈快速發(fā)展態(tài)勢，但其動態(tài)性能還有很多不確定因素，目前動態(tài)加載程序和瞬態(tài)性能這些都要由制造商和用戶之間的協(xié)議規(guī)定。

2、基于發(fā)動機氣缸平均有效壓力增加分級突加負(fù)載指導(dǎo)值的更新

      1993版的ISO 2820-5首次對4沖程發(fā)動機作為標(biāo)定功率下平均有效壓力P_me函數(shù)的最大可能突加功率的指導(dǎo)值給出圖解見圖5，該圖在2005年標(biāo)準(zhǔn)修訂時沒有更新。

      但是從1993年第一版發(fā)布到2013年標(biāo)準(zhǔn)修訂，這期間發(fā)動機增壓技術(shù)提升很快，發(fā)動機的氣缸平均有效壓力P_me也提升到2800 kPa左右，表2為目前發(fā)電功率在2000 kW級別的部分品牌發(fā)動機氣缸平均有效壓力 P_me 的數(shù)據(jù)表。

表 2    發(fā)電功率 2000 kW 級別的部分品牌發(fā)動機氣缸平均有效壓力 P_me

      從表2中數(shù)據(jù)看，2000kW級別的各品牌發(fā)動機P.數(shù)值都在1800kPa以上，最高的已超過2800kPa。對P超過1800 kPa的發(fā)電機組如何分級加載，2013版標(biāo)準(zhǔn)給出了新的分級加載建議。見圖6。

      對P.數(shù)值在2800 kPa左右的發(fā)電機組分級加載必須分5個功率級加載，第一級加載功率在標(biāo)定功率的30%左右，第2級加載在標(biāo)定功率的50%左右，第3級加載在標(biāo)定功率的65%左右，第4級加載在標(biāo)定功率的80%左右，第5級加載到100%標(biāo)定功率。

      任何不按標(biāo)準(zhǔn)建議超功率范圍突加負(fù)載都會影響到機組的瞬態(tài)性能指標(biāo)，同時用戶應(yīng)該意識到，如果沒有滿足任何與功率輸出有關(guān)的條件，發(fā)電機組的壽命就會降低。

 

三、ISO 8528-1：2018的重要更新

 

1、概述

      這第三版取消并取代了第二版（IS08528-1：2005），該版本已經(jīng)在技術(shù)上進行了修訂。與上一版相比，主要變化如下：

—基本功率等級中的10%過載功率已被重新引入。

一新的功率等級：DCP和MAX已被引入；

      在IS08528系列中的所有部件的列表可在IS0網(wǎng)站上找到。

2、 基本功率等級中10%的過載功率已被重新引入

      新版ISO 8528-1對基本功率（PRP）的描述：

      基本功率的定義是在商定的運行條件下并按制造商規(guī)定的維修間隔和方法實施維護保養(yǎng)，發(fā)電機組每年運行時間不受限制地為可變負(fù)載持續(xù)供電的最大功率（見圖2）。

      除發(fā)動機制造商另有協(xié)議外，運行24小時以上的允許平均功率輸出Ppp不得超過PRP的70%。在暫態(tài)負(fù)荷條件下和突然施加負(fù)荷時，需要提供額外電能。這種附加功率通常是發(fā)電機組額定功率的10%。

      除非另有說明，并考慮到現(xiàn)場運行狀況（參照制造商數(shù)據(jù)表），在運行12小時時間內(nèi)，10%的過載功率可在有或無中斷的情況下允許持續(xù)一小時。

      當(dāng)要求允許的大于規(guī)定值時，應(yīng)使用持續(xù)功率（COP）。

      在確定一個可變功率序列的實際平均功率輸出Ppa（見圖2）時，小于PRP30%的功率應(yīng)視為30%，停頓時間不應(yīng)計算在內(nèi)。

 

柴油發(fā)電機組基本功率(PRP) 圖解

 

      從圖2基本功率PRP圖解上看，圖形標(biāo)識和國標(biāo)GB/T 2820.1-2009圖12基本功率（PRP）圖解沒有什么不同，但文字說明“在暫態(tài)負(fù)荷條件下和突然施加負(fù)荷時，需要提供額外的電能。這種附加功率通常是發(fā)電機組額定功率的10%。”這個解釋恢復(fù)了第一版即IS08528-1：1995對附加10%調(diào)速功率的要求，故新版標(biāo)準(zhǔn)說“基本功率等級中10%的過載功率已被重新引入。”

      對于這個10%的過載功率，新版標(biāo)準(zhǔn)還特別強調(diào)：“除非另有說明，并考慮到現(xiàn)場運行狀況（參照制造商數(shù)據(jù)表），在運行12小時時間內(nèi)，10%的過載功率可在有或無中斷的情況下允許持續(xù)一小時。”這一提法和目前行業(yè)內(nèi)普遍實行的基本功率每工作12小時可允許1h 10%過載工作的實際情況相吻合，也算是給行業(yè)慣例一個正名。

3、引入數(shù)據(jù)中心功率Data centre power（DCP）

      從標(biāo)準(zhǔn)的第二版即IS08528-1：2005對應(yīng)GB/T2820.1-2009發(fā)布到現(xiàn)在的十幾年時間里，全球數(shù)據(jù)中心進入迅猛發(fā)展時期。作為數(shù)據(jù)中心主要備用電源的柴油發(fā)電機組，其功率等級對應(yīng)一直存在爭議。對于數(shù)據(jù)中心動輒幾兆瓦到幾十兆瓦的備用電源容量，正確選用備用柴油柴油發(fā)電機組的功率等級，對保證數(shù)據(jù)中心的安全運行和設(shè)備配置的最佳經(jīng)濟性至關(guān)重要。一個新的功率概念呼之即出。新版ISO 8528-1引入了新的功率等級：數(shù)據(jù)中心功率Data centre power（DCP）。

      數(shù)據(jù)中心功率被定義為發(fā)電機組在提供可變或恒定電力負(fù)荷時以及在無限制運行時間內(nèi)能夠提供的最大功率。根據(jù)供應(yīng)地點和可靠市電的供應(yīng)情況，發(fā)電機組制造商有責(zé)任確定他能夠提供何種功率水平來滿足這一要求，包括硬件或軟件或維修計劃的調(diào)整。

注意：發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機組是數(shù)據(jù)中心的可靠備用電源。不允許在持續(xù)加載時與市電并網(wǎng)。

      對應(yīng)以上要求，無限制運行時間的恒定負(fù)載和可變負(fù)載分別選用持續(xù)功率（COP）和基本功率（PRP）。

      在數(shù)據(jù)中心實際運行實踐中，很多用戶提出了配置恒定負(fù)載限時運行的備用柴油發(fā)電機組的要求。在每年限時運行時間在500 h以內(nèi)，能在12 h或24 h時間段內(nèi)持續(xù)滿功率運行，其運行工況和國標(biāo)規(guī)定的四個功率等級都對不上，這就需要柴油發(fā)電機組廠商對發(fā)電機組標(biāo)定功率進行修正，包括硬件或軟件或維修計劃的調(diào)整。

4、引入小功率發(fā)電機組的最大功率的概念

      新版標(biāo)準(zhǔn)對“小功率發(fā)電機組的最大功率（最大值）”做了如下規(guī)定：

      某些電器在啟動時所需的功率比實際運行功率要高。最大功率允許滿足這一需要。小功率發(fā)電機組的最大功率被定義為通過將發(fā)電機組能夠在至少5分鐘輸出的電流和電壓相乘而得出的功率。規(guī)定的輸出電壓應(yīng)在額定電壓的±10%以內(nèi)，規(guī)定的輸出頻率應(yīng)在額定頻率的±8%以內(nèi)。功率額定值（COP）和最大功率（MAX）之間的最小比率應(yīng)該是P.d/P≥0.75

      按照最大功率定義，發(fā)電機組能夠在至少5分鐘輸出的電流和電壓相乘而得出的功率。規(guī)定的輸出電壓應(yīng)在額定電壓的±10%以內(nèi)，規(guī)定的輸出頻率應(yīng)在額定頻率的±8%以內(nèi)。這個最大功率出現(xiàn)在基本功率在暫態(tài)負(fù)荷條件下和突然施加負(fù)荷時，需要提供額外的電能。這種附加功率通常是發(fā)電機組額定功率的10%。也就是基本功率加上10%附加功率就是發(fā)電機組的最大功率P。按照這個比例關(guān)系，PRP≤1.2COP。

 

四、ISO 8528-8：2016的技術(shù)修訂

 

      ISO 8528-8：2016版在1995版的基礎(chǔ)上做了重要調(diào)整，下面幾個部分是修訂的內(nèi)容：

1、 剝離了安全要求

      在標(biāo)準(zhǔn)第一章節(jié)“范圍”里明確規(guī)定：“ISO8528的這一部分涉及設(shè)計和測試的特殊要求，除了ISO 8528-1、IS08528-2、ISO 8528-3、IS08528-4、ISO 8528-5和ISO 8528-6所規(guī)定的定義和要求外，還應(yīng)遵守這些要求。IS08528的這一部分不涉及安全要求，為了不對用戶構(gòu)成傷害，應(yīng)遵照ISO 8528-13規(guī)定。”

      新版標(biāo)準(zhǔn)把涉及安全及安全防護的內(nèi)容剝離，這一部份內(nèi)容并入ISO 8528族最新制定的“ISO8528-13：2016安全性”標(biāo)準(zhǔn)。原標(biāo)準(zhǔn)第6章“安全要求和試驗”修訂為“機械和電氣設(shè)計（要求和試驗）"，剝離了機械強度、機械穩(wěn)定性、機械安全性、對高溫件的防護、防火措施、電擊防護等內(nèi)容。

2、增加了最大功率的定義

      第3章節(jié)“術(shù)語和定義”增加了最大功率的定義：

      最大功率在電壓和頻率限制范圍內(nèi)，發(fā)電機組能夠提供至少5分鐘的電流和電壓相乘而得到的最大功率。

注1：規(guī)定的輸出電壓應(yīng)在額定電壓的±10%以內(nèi)，規(guī)定的輸出頻率應(yīng)在額定頻率的±8%以內(nèi)。

注2：保護裝置在5分鐘內(nèi)不得啟動，過載條件應(yīng)符合6.4的要求。功率額定值（COP）與最大功率（MAX）之間的最小比值應(yīng)為：Prated/Pmax ≥0.75”

      這個功率比例量化對小功率發(fā)電機組功率標(biāo)定提供了依據(jù)。

      最大功率定義為小功率發(fā)電機組定額和性能的概念，這一部分描述在ISO 8528-1《往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組用途、定額和性能》2018年修訂時已做認(rèn)可和匯總加入。（見3.3.4條）

3、取消了老版標(biāo)準(zhǔn)第八章節(jié)“標(biāo)志”和第九章節(jié)“使用說明書-安全指南”兩部分

      在標(biāo)志方面，ISO 8528-5已經(jīng)做了規(guī)定，小功率發(fā)電機組在這一部分沒有特殊要求，故不做重復(fù)要求。

      安全指南部分由于本部分已經(jīng)不包含安全要求，故不做規(guī)定。這一部分內(nèi)容作為IS08528-13的附錄。見“附錄C，說明書-非專業(yè)人員用小功率發(fā)電機組的安全指南"，有更具體的要求。

 

四、 ISO 8528-13:2016標(biāo)準(zhǔn)說明

 

1、概述

      ISO 8528-13:2016“往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流

      發(fā)電機組第13部分安全性”是ISO 8528族最后一個標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)目前尚未轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)。

      IS08528-13:2016標(biāo)準(zhǔn)中大量引用歐盟標(biāo)準(zhǔn)

      EN12601:2001“機械電氣系統(tǒng)安全要求”和國際電工組織IEC 60204-1:2005“機械電氣安全.機械電氣設(shè)備第1部分通用技術(shù)條件"標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。可以說ISO 8528-13:2016標(biāo)準(zhǔn)是EN 12601:2001和IEC 60204-1:2005針對往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組的安全性的升級版。

      歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 12601:2001“機械電氣系統(tǒng)安全要求"已轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21428-2008“往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組安全性"。

      國際電工組織IEC 60204-1:2005標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)化為同名標(biāo)準(zhǔn)GB/T5226.1-2008“機械電氣安全.機械電氣設(shè)備第1部分通用技術(shù)條件"。

2、正文修改

（1）ISO 8528-13的這一部分涉及測試和安全設(shè)計的特殊要求，除了IS08528-1、IS08528-2、IS08528-3、IS08528-4、IS08528-5和ISO 8528-6中的定義和要求外，還應(yīng)遵守這些要求。它規(guī)定了安全要求，以保護用戶免受危險。

（2）把原IS08528-8:1995“往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組第8部分對小功率發(fā)電機組的要求和試驗”標(biāo)準(zhǔn)中涉及安全要求部分的內(nèi)容收納進來。本標(biāo)準(zhǔn)框架和內(nèi)容與EN 12601:2001基本相同。在第6章節(jié)增加了對小功率發(fā)電機組機械強度和防范機械風(fēng)險等安全性的要求。

（3）EN 12601標(biāo)準(zhǔn)“附錄A危險清單”在本標(biāo)準(zhǔn)中也作為附錄A整體錄入。

（4）IEC 60204-1在發(fā)電機組上的應(yīng)用作為附錄B錄入，把EC 60204-1的要求和ISO 8528-13條款逐條對照，說明是采用還是不適用還是修改采用。

（5）把原IS08528-8:1995標(biāo)準(zhǔn)第9章節(jié)"使用說明書-安全指南”內(nèi)容放進附錄C“說明書-非專業(yè)人員用小功率發(fā)電機組的安全指南附加要求"。

（6）本標(biāo)準(zhǔn)對涉及柴油發(fā)電機組安全性的各相關(guān)要素都有詳細(xì)描述，提出安全要求和檢驗方法，具有很強的可操作性。

 

 

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