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天气温度对数据中心后备柴发的影响分析及应对措施

来源:腾讯网 作者: 更新时间:2022/8/30 9:46:42

摘要:进入严冬,气温会越来越低,而数据中心大部分设备正常工作都需要在零度以上。柴发作为数据中心市电的重要后备和应急补充,低环境温度会对柴发系统的运行造成严重的影响,那么面对寒冷天气,数据中心后备柴发应该如何应对呢?

  进入严冬,气温会越来越低,而数据中心大部分设备正常工作都需要在零度以上。柴发作为数据中心市电的重要后备和应急补充,低环境温度会对柴发系统的运行造成严重的影响,那么面对寒冷天气,数据中心后备柴发应该如何应对呢?

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  温度过低对柴发启动和运行的影响

  柴油发动机的每个工作循环由进气、压缩、做功、排气四个行程。柴油机在进气过程吸入的是空气,在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃的混合气。在燃烧的高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转而做功,废气经过排气管排入大气。气温过低而无预防措施的情况下,将造成柴发启动困难和启动后输出功率下降的影响。

  1、柴油机气缸压缩终了时空气温度达不到启动所要求的温度,且气缸内压缩空气压力也明显低于启动所要求的压力,造成启动困难;或启动后带载能力不足。

  2、蓄电池最佳工作温度为20~40℃,随着环境温度的降低,其大电流输出能力也相应地下降,导致柴油机启动系统功率下降;环境温度较低时,机油黏度变大,各摩擦负之间阻力加大,使柴油机启动转速下降。上述两个不利条件的叠加,更增加启动难度。

  3、当环境温度过低,机油在气温较低时粘度较大,其流动性变差,不仅增加柴油发电机组的零件磨损,而且由于零件运动阻力增大,使机械功率损失增加,柴油发电机组的输出功率就会降低。经常性冷缸启动加速磨损,将整体降低机器的负载能力。

  4、环境温度过低,气缸温度就会很低,气缸内的水蒸气就容易凝结在缸壁上,而柴油发电机燃烧时生成的二氧化硫遇到冷凝在缸壁上的水,就会变成强列的腐蚀剂粘附在缸壁上,因此缸壁表面就会受到强烈的腐蚀,导致其表面金属组织疏松;当气缸套与活塞环之间相互摩擦刮削时,会使腐蚀层表面疏松的金属很快磨损脱落,或在缸套工作表面出现蚀点、凹坑。气缸的损伤影响柴发的负载能力。

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  低温对柴油供应的影响

  凝点与冷滤点

  目前国内应用的轻柴油按凝固点分为7个标号:10#、5#柴油、0#柴油、-10#柴油、 -20#柴油、-35#柴油和-50#柴油。

  选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。比如在0°C凝固的柴油称之为0号柴油,在-10°C凝固的柴油称之为-10号柴油,在-20°C凝固的柴油称之为-20号柴油,在-35°C凝固的柴油称之为-35号柴油,在-50°C凝固的柴油称之为-50号柴油众号:通信电源技术 与你在一起)。需要注意的是,这个凝点并不是柴油完全凝固成固体了,而是柴油失去流动性了。

  柴油的构成成分复杂,与纯化合物的液体不同,有一个影响到实际使用的指标叫冷滤点。冷滤点是指在规定条件下,当柴油通过过滤器每分钟不足20ml时的最高温度(即流动点使用的最低环境温度)。

  因此,并不是在凝点之上的柴油都可以使用,在冷滤点的温度下,柴油虽然仍然是液体,但液体中会凝结出一个个的小晶粒,这个晶粒无法通过柴油滤清器。所以,柴油的选择必须高于冷滤点。对照上表,最低气温在4℃以上地区选择 0号柴油,最低气温在-5℃以上地区选择-10号 柴油, 最低气温在-14℃以上地区选择-20号柴油,最低气温在-29℃以上地区选择-35号柴油,最低气温在-44℃以上地区选择-50号柴油。根据当地的最低气温合理选择柴油的标号,既不要过度节约也不要浪费。按当地最低气温选择柴油。

  预防措施

  数据中心后备柴发一般设定为自动启动,停电时即全速启动,无怠速启动过程。启动后转速和电压正常后并机、带载,整个过程要求在30秒之内完成众号:通信电源技术 与你在一起)。秋冬季节温度低,若经常性冷缸启动,必然造成设备严重磨损,甚至在电池性能不佳的情况下也可能启动失败。基于前述的低温下不良影响,需要采取必要的应对措施。

  1、循环水电加热装置:数据中心的柴发一般均配备了循环水电加热装置,气缸和润滑油常年保持在35-55℃之间,利于需要应急时能立即全速启动且启动后带载能力达到设计要求。

  2、根据当地最低温选择柴油标号:对照表格的柴油冷滤点,按当地最低温选择相应标号。如上海地区最低温为-5℃左右,选择-10#柴油。

  对于放置在室外的柴发,应更全面考虑低温对整个输油路径的影响。除了需要根据往年最低温选择柴油标号外,对于室外输油管裸露部位、室外临时油箱等 采取保温防护措施,防止出现突发的突破温度下限的情况。

  3、关注启动蓄电池:蓄电池最佳工作温度为20~40℃,随着环境温度的降低,其输出能力也相应地下降,导致柴油机启动系统功率下降;同时环境温度较低时,机油黏度变大,各摩擦负之间阻力加大,叠加了启动难度(公众号:通信电源技术 与你在一起)。必要时需对蓄电池进行保温,保证能正常充电且有足够的输出电流,从而保证有足够的启动系统功率。

  根据有关资料,0℃时铅酸蓄电池损失约30%的容量,对于室外环境的柴发更需要重视,对于容量下降明显的在冬天之前及时更换新的启动电池。

  4、环控系统覆盖:对于柴发本体的加热装置或缸体温度设置监控点,加热系统故障或加热器保险丝熔断导致无法加热的,能及时得到处置。启动电池和临时油箱 宜设置温度监控,也可本地放置温度计便于巡检时进行检查。

  责任编辑:张华

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