64
Diesel Electric Station

Diesel Electric Station

  • Upload
    bank

  • View
    349

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Diesel Electric StationPreliminary DesignDiesel Electric Stations เปนโรงไฟฟาที่มีขนาดเล็ก สามารถเดินเครื่อง และหยุดไดอยางรวดเร็ว โดยใชน้ําหลอเย็นปริมาณนอยPreliminary Designการใชงานของ Diesel Station สามารถใชเปน • Central Station • Standby Plant

Citation preview

Page 1: Diesel Electric Station

Diesel Electric Station

Page 2: Diesel Electric Station

Preliminary Design

Diesel Electric Stations เปนโรงไฟฟาที่มีขนาดเล็ก สามารถเดินเครื่อง

และหยุดไดอยางรวดเร็ว โดยใชน้ําหลอเย็นปริมาณนอย

Page 3: Diesel Electric Station

Preliminary Design

การใชงานของ Diesel Station สามารถใชเปน

• Central Station

• Standby Plant

• Peak Load Plant

• Emergency Plant

• Private Power Plant for small Industries

• Nursery Station

Page 4: Diesel Electric Station

Principle of Working

การทํางานของเครื่องยนตดีเซล มี 4 จังหวะ (Stoke)

• Suction (ดูด) : ดูดอากาศเขาลูกสูบ

• Compression (อัด) : อัดอากาศ ฉีดน้ํามันเขา

• Ingnition and Expansion (ระเบิด) : ทําใหเกิดงาน

• Exhaust (คาย) : ปลอยไอเสียออก

Page 5: Diesel Electric Station

Principle of Working

Page 6: Diesel Electric Station

Principle of Working

Page 7: Diesel Electric Station

Principle of Working

การทํางานของเครื่องยนตดีเซล 4 จังหวะ

1.จังหวะดูด (Intake Stroke)

ในจังหวะนี้ลูกสูบจะเคลื่อนที่จากศูนยตายบนลงไปขางลาง ในขณะที่กําลังเคลื่อนที่ลง ลิ้นไอดีจะเปดใหอากาศผานเขามาในกระบอกสูบ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงถึงจุดศูนยตายลาง ลิ้นไอดีจะปดสนิท

Page 8: Diesel Electric Station

Principle of Working

2. จังหวะอัด (Compression Stroke)

ในจังหวะนี้ลิ้นไอดี และลิ้นไอเสียจะปดสนิททั้งคู ลูกสูบจะเคลื่อนขึ้นจากศูนยตายลางไปยังจุดศูนยตายบน

Page 9: Diesel Electric Station

Principle of Working

3. จังหวะงาน (Power Stroke)

เปนจังหวะที่หัวฉีด ฉีดน้ํามันเขามาผสมอากาศที่ถูกอัดจนรอน อัตราการอัดอาจเปน 14:1 จนถึง 20:1 แลวแตกรณี การฉีดน้ํามันนี้ อาจจะใหน้ํามันฉีดเมื่อลูกสบเคลื่อนที่จวนจะถึงศูนยตายบนเล็กนอย หรืออาจจะใหฉีดเขาไปเมื่อลูกสูบถึงศูนยตายบนพอดีก็ได อากาศเมื่อผสมกับน้ํามันก็จะลุกไหมกลายเปนเปลวไฟ มีความดันสูง ดันใหลูกสูบเคลื่อนที่ลง และเกิดกําลังงานมากมาย กําลังงานจะถูกสงผานกานสูบไปยังเพลาขอเหวี่ยงทําใหเครื่องยนตหมุนไป และเกิดแรงบิดเพื่อทํางานตอไป

Page 10: Diesel Electric Station

Principle of Working

4. จังหวะคายไอเสีย (Exhaust Stroke)

เปนจังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นหลังจากสงกําลังไปใหเพลาขอเหวี่ยง ในกระบวนการนี้ลิ้นไอดีจะเปดเพื่อปลอยไอเสียออกสูบรรยากาศภายนอก

Page 11: Diesel Electric Station

Principle of Working

Page 12: Diesel Electric Station

Principle of Working

• Stroke 1 สิ้นสุดที่จุด a ปริมาตรอากาศที่ดูดเขาในกระบอกสูบเปน Va, อากาศจะถูกอัดตามสมการ จนสิ้นสุดที่จุด b

• ที่จุด b คา compression ratio จะเปน

• b-c คือจุดที่เกิดการระเบิดเมื่อฉีดน้ํามันเขา ภายใตสภาวะแรงดันคงที่ และที่จุด c คือ ตอนหยุดฉีดน้ํามัน (Cut off) ซึ่งคา Cut off จะเปน

• กาซในกระสอบจะขยายตัวตามสมการ จนสิ้นสุดที่จุด d และในสวนของ d-a คือการปลอยไอเสียออกไปเพื่อกลับไปเริ่มการทํางานใหมอีกครั้ง

constant a =npv

constant a =npv

rVV

b

a =

RVV

b

c =

Page 13: Diesel Electric Station

Principle of Working

คา n ในสมการ จะแทนดวย ซึ่งถาเปน

อากาศ n = 1.35 โดยทั่วไปสําหรับเครื่องยนตดีเซล

คา mean effective pressure ทั้ง 4 Stroke คือ คาเฉลี่ยของความสูงของ

indicator diagram คือ

พื้นที่ของ diagram คืองานที่ทํา สวนประสิทธิภาพ จะเปน

constant a =npv 4.1=γ

η

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

−−−=

1)(1()1()1(1

γγ γγ

rRRrrpp am

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

−= − 1111 1 R

Rr

γ

γγη

Page 14: Diesel Electric Station

Choice of Diesel Engine

1. Frame

• Horizontal Engine ขนาดเล็ก

• Vertical Engine ขนาดใหญใชทั่วไป

2. Speed

• Low and Medium ความเร็วประมาณ 200-1000 rpm

• High ความเร็วประมาณ 1000-3000 rpm จะใชนอย

โดยมากจะเปน Small and Medium Capacity

unit

Page 15: Diesel Electric Station

Choice of Diesel Engine

3. Number of Cylinders

• ลูกสูบมีทั้ง Horizontal และ Vertical ซึ่งปกติแลวจะใชแบบ Vertical

• ในเครื่องจักรขนาดใหญ ปกติจะออกแบบไวที่กําลังสูงสุด 75 kW

หรือ 100 kW ตอลูกสูบ

• ถาตองการกําลังมากกวานั้น จะตองเพิ่มลูกสูบ ซึ่งโดยมากจะ 6-8

ลูกสูบ

Page 16: Diesel Electric Station

Principle of Working

4. Rating of Engine

• Rating ของเครื่องยนตจะบอกเปน output ในหนวย kW เครื่องยนตจะทํางานไดดีที่ระดับความสูงต่ํากวา 450 เมตร ที่อุณหภูมิ 32 องศาเซลเซียส ที่ความดัน 717.5 mm Hg.

• เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น Capacity ก็จะลดลง

• การชดเชย Capacity ทําไดโดย Supercharge

• โดยปกติเครื่องยนตจะสามารถทํางานเกิน rating ได 10% เปนเวลา 2 ชั่วโมง ที่อุณภูมปิกติ

Page 17: Diesel Electric Station

Principle of Working

5. Capacity of Engine

• มีตั้งแต 75 kW ถึง 3750 kW

• ในการเลือกขนาดยังตองพิจารณาจาก Load Curve ดวย

6. Other Factors

• ความตองการของลูกคา และราคาในการลงทุน

7. Floor Area

พื้นที่ในการติดตั้งเครื่องยนต จะแปรผันตาม Capacity ดวยอัตราสวนที่เทากัน

Page 18: Diesel Electric Station

Principle of Working

8. Cycles

• 2 จังหวะ : Speed จะคงที่กวา แตมีขนาดจํากัด ตองมีปมไลไอเสีย

• 4 จังหวะ : ใชทั่วไป

9. Super Charging

• ทําหนาที่เพิ่มมวลของอากาศเขาลูกสูบมากขึ้น ทําใหฉีดน้ํามันไดมาก

ขึ้น เปนการเพิ่มกําลังโดยประสิทธิภาพไมเปลี่ยนแปลง ซึ่งโดยมากจะ

ใชเพิ่มกําลังเครื่องยนตที่อยูสูงจากระดับน้ําทะเล

Page 19: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

1. Power output และความสูงระดับน้ําทะเล

Rated output ของเครื่องยนตดีเซล จะลดลงตามความสูงระดับน้ําทะเล

ซึ่ง Rating จะยังคงเดิมจนถึงที่ระดับ ความสูง 450 เมตรจาก

ระดับน้ําทะเล จากนั้นก็จะลดลง

ความสัมพันธระหวาง Rating กับความสูงระดับน้ําทะเลแสดงไดดัง

กราฟ

หมายเหตุ!!! ถา Rating ต่ําไปตองใช Supercharge

Page 20: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

กราฟแสดงควาสัมพันธระหวาง Rating กับระดับความสงูระดับน้ําทะเล

Page 21: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

2. Engine output

• พื้นที่ Pressure/Volume diagram คืองานที่ทําใน 1 Cycle, กําลังที่ได

เรียกวา Indicated power

• คา Indicated thermal efficiency คือ อัตราสวนของความรอนที่

เทียบเทากับงานที่ทําโดยเครื่องยนต ตอ ความรอน Input ที่เวลาเดียวกัน

Page 22: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

คา Thermal Efficiency ของเครื่องยนตดีเซลอาจสูงถึง 40%

* 1 kW = 859.85 kcal/h

⎟⎟⎟

⎜⎜⎜

⎛×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

×=

(kcal)hour per Feul ofweight

unit per Heat

(kg) Fuel ofWeight

(kW)power Indicated 859.85 Efficiency Thermal*

Page 23: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

• คา Brake power คือ กําลงัที่วัดที่ Pulley

Brake Power (kW) = Indicated Power (kw) – Losses (kW)

• คา Brake thermal efficiency คือ อัตราสวนของความรอนที่เทียบเทา

กับกําลังที่ Brake ตอ ความรอน input ที่เวลาเดียวกัน

⎟⎟⎟

⎜⎜⎜

⎛×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

×=

(kcal)hour per Feul ofweight

unit per Heat

(kg) Fuel ofWeight

(kW)power Brake 859.85 Efficiency Thermal Brake

Page 24: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

• Brake thermal efficiency บางทีเรียกวา Overall efficiency

powerIndicatedpowerBrakeEfficiencyMechanical

=

Page 25: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

5. Fuel Heat Input

• ใหพิจารณาตามกราฟ

• ไมควรใชเครื่องยนตดีเซลทํางานต่ํากวา 10% ของโหลด

• จุดใชงานที่ดีที่สุดอยูที่ 100% Plant Capacity Factor

Page 26: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

Fuel consumption of Diesel Engine

Page 27: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

Electrical Energy produced by Diesel Plant per unit weight of Fuel

Page 28: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

6. Heat to Exhaust Gases

• ถาการเผาไหมไมสมบูรณ จะทําใหควันดํา และมีการสูญเสียความ

รอนมาก

• ทอไอเสียมีเสียงดัง จึงควรมีการติดตั้งอุปกรณลดเสียง

7. Heat to Cooling Water

• ลูกสูบจะหลอเย็นโดยน้ํา ทําใหมีการสูญเสียความรอนบางสวน

8. Heat Lost in Friction

• การสูญเสียความรอน บางสวนจะเกิดจากการเสียดสี

Page 29: Diesel Electric Station

Characteristics of Diesel Engine

Useful output 33 to 40

Heat lost to Cooling Water 32 to 30

Heat lost in Exhaust Gases 30 to 23

Heat lost in friction, radiation, etc. 5 to 7

Total Heat input 100

Heat Balance Sheet

Page 30: Diesel Electric Station

Fuel Requirement of Diesel Engines

ใหพิจารณาจาก Load Duration Curve กับ input/output curve แลวลากเสนสราง Fuel Consumption/time curve โดยการลากเสนแตละจุดของ Curve ทั้งสอง

เชน ที่จุด 400 kW ของ Load duration curve จะได 38% ลากไปตัด input/output curve ทางดานซาย จะได 148 kg per hour จากนั้นลากขึ้นไปขางบนแลวสะทอนไปทางขวาชนกับเสน 38% ในแนวดิ่งจะไดจุดตัด

ทําเชนนี้หลายๆ จุดจะได Fuel Consumption/time curve, พื้นที่ของกราฟนี้คือเชื้อเพลิงที่ใชตอป

Page 31: Diesel Electric Station

Fuel Requirement of Diesel Engines

Annual Fuel Consumption of a Diesel Station

Page 32: Diesel Electric Station

Cooling Water Requirement of Diesel Engine

• คาอุณภูมิแตกตางระหวางดานเขากับดานออกของน้ําหลอเย็น

ประมาณ 11oC

• อุณหภูมิสุงสุดของดานออก 49oC สําหรับระบบหลอเย็นเดี่ยว และ

60oC สําหรับระบบหลอคู

• เมื่อโหลดเพิ่ม จะตองเพิ่มปริมาณน้ําดวย

• น้ําที่ใชจะตองสะอาดไมมีคราบหินปูน และไมกัดกรอนโลหะ

Page 33: Diesel Electric Station

Cooling Water Requirement of Diesel Engine

Method of Cooling Water

• ใชน้ําจากแหลงธรรมชาติ ปมเขามาแลวปลอยออกไป

• ใชบอ Cooling Water Pond อาจใชการฉีดเปนละอองน้ํา (Spray) ชวย

ในกรณีที่น้ําในบออุณหภูมิสูงเกิน

• ใช Cooling Tower ในโรงไฟฟาขนาดใหญ และน้ําหายาก

Page 34: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

• Main Dimenstion of Diesel Engine คือ เสนผาศูนยกลางของตัวรับ

น้ําหนักของกระบอกสูบ และระยะของ Stroke

• Diesel Engine ถูกจําแนกเปนแบบ Low Speed, Medium Speed และ

High Speed

• ความเร็วการหมุนไมไดขึ้นอยูกับขนาดของเครื่อง แตความเร็วลูกสูบ

ขึ้นอยูกับ Stroke

Page 35: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

• บรรทัดฐานที่ดีของความเร็วของเครื่องยนตคือ Speed Factor CS

n : rotation speed (rpm)

v : piston speed (cm/minute)

v = 2nl เมื่อ l : Stroke of the piston (cm) ดังนั้น

000,048,3nvCS =

000,524,1000,048,32 2lnnlnCS =

×=

Page 36: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

• ถา Speed factor

< 1.2 เครื่องยนตจัดอยูในประเภท low speed

1.2 < speed factor < 3.5 medium speed

3.5< speed factor < 11 High speed

• อัตราสวนอื่นที่สําคัญก็คือ อัตราสวนของ piston stroke l กับ ตัวรับ

น้ําหนักของกระบอกสูบ d

สําหรับเครื่องยนตสันดาปภายใน อยูที่ 0.9 ถึง 1.9

สําหรับเครื่องดีเซล 1.2 ถึง 1.4

Page 37: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

• จํานวนลูกสูบจะเพิ่มตามกําลังที่จะผลิตโดยจะออกแบบไมเกินลูกสูบ

ละ 75 kW

• กําลังที่ผลิตจะขึ้นอยูกับ mean effective pressure Pe(kg/cm3) และ

Compression Pressure Pc และจะตองเลือก Compression ratio r ที่

เหมาะสม

Page 38: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

Type of Engine Pc

kg/cm3

r Pe

kg/cm3

Air Injection 32 to 35 14 to 16 5.25 to 6

Solid Injection

Low Speed

28 to 32 12 to 14.5 5.25 to 6.5

Solid Injection

High Speed

32 to 46 14 to 18 5.5 to 7.5

Typical Values

Page 39: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

ให K เปนอัตราสวน stroke/bore, l/d จะได

สําหรับเครื่องยนต 2 จังหวะ 1 ลูกสูบม กําลังไฟฟาสามารถแสดงใน

หนวย metric hp หรือ kW, 1 metric horse power = 75 kg m/s

1 metric hp = 0.746 kW

rpm 1,240

000,524,1

KdC

KdCn

s

s

=

=

Page 40: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

ดังนั้น

se

se

e

ehpmetric

KCdP

cmindKdCKddP

revncmldP

revnmlcmdcmkgPP

5.2

2

2

222

00216.0

) (6010075

/240,1785.0

min)/(60

)(10075

785.0

75sec)/()()(785.0)/(

=××

××=

×××

=

×××=

Page 41: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

และ

เสนผานศูนยกลางกระบอกสูบ

โดย P เปน kW

se

sekW

KCdP

KCdPP5.2

5.2

00159.0

00216.0736.0

=

×=

4.0630

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡=

se KCPPd

Page 42: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

สําหรับเครื่องยนต 4 จังหวะ จํานวนของจังหวะที่เกิดงาน = n/2 ดังนั้น

เสนผานศูนยกลางกระบอกสูบ

โดย P เปน kW

sekw

sehpmetric

KCdPP

KCdPP5.2

5.2

000795.0

00108.0

=

=

4.0260,1

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡=

se KCPPd

Page 43: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

ถากําหนด speed of rotation แทน speed factor สมการจะกลายเปนดังนี้

กรณี 2 จังหวะ

ถาให n : rpm เสนผานศูนยกลาง d : cm

000,780

3KdnPP ekW =

3/1

92 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

KnPPde

Page 44: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Engine

กรณี 4 จังหวะ ใหใช n/2 แทน n ในสูตรเดิม

เมื่อนําเครื่องยนตไปขับ Generator จะตองปรับ Generator ทํางานที่พิกัดความถี่

โดย

f : Frequency (Hz)

n : Speed (rpm)

p : pole of Generator

120pnf =

Page 45: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and

Their Characteristics

Characteristics

• Generator ที่ใชกับเครื่องยนตดีเซลจะเปนแบบ Salient pole ที่มีเสนผานศูนยกลางใหญและสั้น และมีจํานวน Pole ตั้งแต 4 ถึง 28 Pole เนื่องจากเครื่องยนตดีเซลจะทํางานที่ 1500 ถึง 214 rpm

• Generator จะมีขนาดตั้งแต 25 ถึง 5000 kVA คา Rating power factor จะเปน 0.8 lagging ดังนั้น load จะเปน 20 ถึง 4000 kW

• คา rated voltage โดยสวนใหญจะอยูที่ 400 V แตอยางไรก็ตาม ถาเปนเครื่องขนาดใหญที่มีกําลังไฟฟามากกวา 1000 kVA คา rated voltage จะเปน 2.2 kV หรือ 3.3 kV

Page 46: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and

Their Characteristics

• ประสิทธิภาพของ Generator จะอยูที่ประมาณ 92% ของเครื่องขนาดเล็ก และ 95% สําหรับเครื่องขนาดใหญ

• Generator ตองการ Exciter มาชวยสรางแรงดันขณะ No Load และรักษาระดับแรงดันขณะมีโหลด รวมไปถึง ในกรณีที่มีความตองการสรางสนามแมเหล็ก

• Exciter ของ Generator เปน shunt or compound DC Motor ที่มีพิกัดประมาณ 2-4% ของ Generator ซึ่งจะตออยูแกนเดียวกันกับ Generator ซึ่งจะมี rated voltage 115 V or 230 V

Page 47: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and Their

Characteristics

Main Dimension of AC Generator

เมื่อเลือกความเร็วของเครื่องยนตดีเซลไดแลว สามารถหาจํานวน pole ของ Generator ไดจากสมการ

โดย

f : Frequency (Hz)

n : Speed (rpm)

p : pole of Generator

120pnf =

Page 48: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and Their

Characteristics

Output Equation แสดงความสัมพันธระหวาง output ของ generator

kVA กบัขนาดของ generator (เสนผานศูนยกลาง และความยาว)

แรงดันตอเฟส Eph หาจาก

เมื่อ

สําหรับ Synchronous machine 3 เฟส, winding factor, kdkp = 0.955

volts 44.4 φfNkkE pdph =

in webers poleper Flux : phaseper seriesin turn ofNumber : N

(Hz) Frequence :

factorpitch or span -coil Chording, :factorbreadth or on distributi :

φ

f

kk

p

d

Page 49: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and Their

Characteristics

Flux /pole หาไดจาก

เมื่อ

B : Flux density เฉลี่ยใน air gap (Wb/cm3)

D : เสนผานศูนยกลางของ Stator ที่ air gap (cm)

L : ความยาวของ core (cm)

p : จํานวน pole

webersLpDBLpitchpoleB πφ =××=

Page 50: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and Their

Characteristics

Current per Phase หาไดจากสมการ

เมื่อ ac : จํานวน ampere conductor ตอ cm ของเสนรอบวง Stator

ความถี่หาไดจาก

เมื่อ n : จํานวนรอบตอวินาที

NDaI c

ph 6π

=

2pnf =

Page 51: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and Their

Characteristics

Output of 3 phase a.c. generator หาไดจากสมการดังนี้

สําหรับกรณี low speed salient pole จะได

ac : 300 ถึง 400 ampere conductor ตอ cm ของเสนรอบวง stator

B : 5.4x10-5 ถึง 7.0x10-5 Wb/cm2

เมื่อทราบคา ac และ B จะสามารถหา D2L ได

( )

kVA 104.10

62955.044.4103

kVA 103

23

3

3

LnDBa

NDaL

pDNBpn

IES

c

c

phph

×=

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡××=

×=

ππ

Page 52: Diesel Electric Station

Main Dimension of Diesel Electric Generator and Their

Characteristics

โดยทั่วไปความยาวของ core, L ในกรณี low speed salient pole จะมี

ขนาด 0.8 -1.2 เทาของ pole pitch

ถาแทนคากลับไปสมการเดิมจะได

สุดทายตรวจสอบในกรณี low speed วา ความเร็วตองไมเกิน 3750 rpm

( )pDtoL π

×= 2.1 8.0

kVA )2.1 8.0(104.10 33 np

toDBaS cπ−×=

Page 53: Diesel Electric Station

Coordination of Engine and Generator

Characteristic

Governor Characteristics

Governor ทําหนาที่ปรับน้ํามันเขาเครื่องยนต เพื่อควบคุมความเร็วให

อยูในขอบเขต เพื่อรักษาความถี่ของแรงดันที่ผลิตใหคงที่

คา Speed Droop of governor มีคาเทากับ

%100

×

−SpeedLoadNo

SpeedLoadFullSpeedLoadNo

Page 54: Diesel Electric Station

Coordination of Engine and Generator

Characteristic

Governor Characteristics

Page 55: Diesel Electric Station

Coordination of Engine and Generator

Characteristic

• บางครั้ง Speed Droop เรียกวา Speed Regulation

• ในกรณีที่ใช Diesel Engine หลายตัว ขนานกัน จะตองตั้ง Speed

regulation ใหเหมือนกัน โดยทั่วไปประมาณ 2%

Page 56: Diesel Electric Station

Size and Dimension of Generating Sets

หาไดจากผูผลิต ตัวอยางเชน generator 16 pole ที่มี 5 ถึง 8 ลูกสูบแสดง

ในตารางดังนี้

Capacity

(kW)

Overall dimension

Length (cm) Width (cm) Height

400 580 228 365 cm of which

274 cm is above

floor level500 670 228

600 (supercharger) 640 244

700 (supercharger) 701 244

800 (supercharger) 762 244

Page 57: Diesel Electric Station

Building Dimension and General Layout

• หาขนาดของ generating set

• กําหนด minimum clearance

• Engine และ Generator unit ควรติดตั้งขนานกันเพื่อใหการเชื่อมตอทางไฟฟาใกลที่สุดกับ Switch gear

• ทอไอดี และทอไอเสีย ตองสั้นที่สุด

• ควรมีพื้นที่วางสําหรับซอมแซม

• มี ปนจั่น (crane) ที่มีพิกัดในการยกเพียงพอ และติดตั้งสูงพอเหมาะสม

Page 58: Diesel Electric Station

Building Dimension and General Layout

Page 59: Diesel Electric Station

Cost of Diesel Plant

• คาใชจายที่คงที่ (Fixed Cost)

– คากอสราง, ดอกเบี้ยจากการลงทุนสราง, คาเสื่อมราคา และคาประกัน

• คาดําเนินงาน (Operation Cost)

– น้ํามันเชื้อเพลิง

– น้ํามันหลอลื่น

– น้ําหลอเย็น

– คาจางพนักงานประจําโรงไฟฟา

– บํารุงรักษา

Page 60: Diesel Electric Station

Example

บริษัทผลิตไฟฟาแหงหนึ่งตองการสรางโรงไฟฟาดีเซลบนเนินเขาสูง

900 ม. เหนือระดับน้ําทะเล โดยกําหนดใหสรางทั้งหมด 4 unit โดย

แบงเปน 500 kW 2 unit และ 300 kW 2 unit เพื่อใหเหมาะสมกับ load

curve เครื่องยนตเปนแบบ 4 จังหวะ 375 rpm ชนิด airless injection คา

Max. Demand ของสถานีคือ 1400 kW ที่ 0.8 p.f. laging คา load factor

50% plant capacity factor 44 %, Generator effciency 93%

จงหา

Page 61: Diesel Electric Station

Example

1. Rating ของเครื่องยนตดีเซล

2. Main Dimension ของ Diesel Engine and Generator

3. พลังงานที่ผลิตไดตอป

4. น้ํามันเชื้อเพลิงที่ใชตอป

5. สมมติวา 30% ของความรอนที่หายไปในน้ําหลอเย็น จงหา

ปริมาณน้ําที่ตองใช โดยกําหนดคาอุณหภูมิแตกตางระหวางน้ํา

ดานเขาและออกเทากับ 11oC

Page 62: Diesel Electric Station

Example

6. จงหาพื้นที่วางที่เหมาะสมสําหรับแตละ unit และวาด Layout ของ

Engine and Generator sets

7. ถาคาใชจายของ Plant คือ 1000 Euro per kW, คาประกัน และ

ภาษี 2% ของคาใชจาย, คาดอกเบี้ยจากการลงทุน 6% และคาเสื่อม

ราคาของ Plant 7% จงหา Fixed Cost

Page 63: Diesel Electric Station

Example

8. คาเชื้อเพลิง 40 c/kg, คาน้ํามันหลอลื่น 1.25 c/kg และตองใช

น้ํามันหลอลื่น 1 kg/ 400 kWh ที่ผลิต, คาพลังงานความรอนของ

น้ํามันเชื้อเพลิง 10000 kcal/kg, คาบํารุงรักษา 30000 ตอป 1ใน3

เปน Fixed ที่เหลือเปนคาใชจาย เปลี่ยนแปลงได, คาดําเนินงาน

50000 Euro ตอป จงหา คาใชจายที่เปลี่ยนแปลงทั้งหมด,

คาใชจายรวม และคาใชจายตอ kWh ของพลังงานไฟฟาที่ผลิตขึ้น

Page 64: Diesel Electric Station

End of Chapter III