Читать книгу Дизель-генераторная установка. Диагностика. Ремонт. Техобслуживание - Д. И. Оташехов - Страница 5

Дизельные электростанции (дизельгенераторы) – применяются в качестве основного или аварийного источника электроэнергии.

Основное назначение: использование дизельной электростанции как источник резервного электропитания на продолжительное время свыше 7 часов в зависимости от имеющегося объема топлива и при высоком уровне потребления электричества.

Дизельгенераторы представляют собой практичное и эффективное решение проблемы автономного энергоснабжения объектов разного рода. Дизельные электростанции находят свое применение для энергоснабжения как бытовых устройств, так и промышленных. Посредством применения дизельных электростанций зачастую осуществляется снабжение электроэнергией жилых, а также офисных и производственных помещений.

Несмотря на то, что стоимость дизельной электростанции значительно выше, нежели бензиновой, в эксплуатации она гораздо дешевле, что компенсирует разницу в цене. Также дизельные электростанции за счет большего моторесурса могут работать гораздо дольше, чем электростанции бензиновые. В силу этих обстоятельств дизельные электростанции нашли своё применение как источники постоянного или аварийного электроснабжения на беспрерывном производстве. Нельзя не отметить высокую надежность и долговечность дизельных электростанций.

Дизельгенераторы по конструктивному исполнению могут быть открытого и закрытого типа, причем корпус может иметь особенности: быть всепогодным и/или со звукоизоляцией.

Дизельные электростанции более экономичны и надёжны, чем бензиновые, но стоят значительно дороже. Диапазон мощностей очень широк: от нескольких кВт до нескольких МВт. Возможно создание энергосистемы, состоящей из нескольких дизельных электростанций.

Таким образом, можно выделить следующие основные достоинства дизельгенераторов:

– низкая стоимость вырабатываемой электроэнергии;

– быстрая окупаемость;

– большой моторесурс и долговечность.

– недостаткам дизельгенераторов относят:

– большие габариты;

– высокий уровень шума;

– стоимость выше, чем у бензогенератора.

Газовые электростанции (газогенераторы) – производят электроэнергию и способны наряду с этим обеспечивать утилизацию тепла.

Основное назначение: использование газовой электростанции как источник резервного или основного электропитания на неопределенный временной интервал (в случае подключения к газопроводу).

Система утилизации тепла полупрофессиональных и профессиональных газовых электростанций предусматривает производство горячей воды или пара для отопления (когенерация), а также холода для систем кондиционирования и вентиляции (тригенерация).

Современные газовые бытовые электростанции имеют низкий уровень рабочих шумов, что дает возможность оптимального размещения в близости к конечному потребителю энергию. Выгода заключается в минимизации потерь в линиях электропередач (ЛЭП) и тепловой сети. По уровню воздействия на экологию газовые электростанции соответствуют мировым стандартам, включая немецкие нормы TA-Luft и 1/2 TA-Luft.

Сфера применения газовых теплоэлектростанций обширна. Везде, где необходима электрическая энергия и имеется какой-либо газ в достаточном объеме, газовые электростанции могут успешно служить в качестве основного или дополнительного источника электроэнергии. Газовые электростанции работают как в автономном режиме, так и параллельно с существующими системами энергоснабжения.

Природный газ, пропан, бутан, факельный газ, сточных вод, биогаз, газ мусорных свалок, шахтный или коксовый, пиролизный и древесный газ делают возможным использование современных электростанций. Применение газовых электростанций на вышеупомянутых видах топлива актуально в нефтяной и газовой отраслях, при добыче каменного угля, в металлургической промышленности, в сельском хозяйстве, на водоочистных сооружениях, при утилизации промышленного и бытового мусора, в лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Таким образом, можно выделить следующие основные достоинства газовых электрогенераторов:

– моторесурс на 25% выше чем у бензиновых и дизельных аналогов;

– прост в обслуживании и установке, обладает высокой надежностью;

– более дешевый по расходным материалам;

– чистый, бездымный и менее вредный для здоровья выхлоп;

– приемлемый уровень шума: не выше, чем у дизельных и бензиновых аналогичных генераторов.

К недостаткам газогенераторов относят:

– запуск двигателя может осуществляться только при положительных температурах;

– дополнительные материальные расходы: необходимо согласовать с инстанциями подключение электростанции к газовой магистрали.

3. По мощности:

– не более 7,5 кВа;

– более 7,5 кВА, но не более 75 кВА;

– более 7,5 кВА, но не более 375 кВА;

– более 375 кВА, но не более 750 кВА;

– более 750 кВА, но не более 2000 кВА.

Менее мощными являются бензиновые электрогенераторы, более мощные – дизельные и газовые.

4.По мобильности:

– Мобильные;

– Стационарные.

Мобильные электростанции могут быть портативными и передвижными (на прицепе, на автомобиле). Такие электростанции для работы используют двигатели с воздушным охлаждением, а мощность колеблется от 0,5 до 12 кВт – это исключительно бытовой прибор, для крупных объектов он не подойдет.

Стационарные генераторы характеризуются наличием радиаторного охлаждения (жидкостное охлаждение с использованием антифриза), а их мощность может достигать 2400 кВт.

Дизельные и газовые генераторы могут быть портативными и стационарными. Бензиновые генераторы – только портативными.

5. По типу генератора (альтернатора):

– Синхронные;

– Асинхронные.

– Инверторные;

Тип генератора выбирают в зависимости от того, какой вид электроприборов будет от него запитан. Синхронные и асинхронные генераторы отличаются своими возможностями.

Синхронные альтернаторы легче переносят пусковые перегрузки и вырабатывают более чистый ток. Они обеспечивают поддержание напряжения в сети с высокой точностью (колебания в пределах 5%), поэтому позволяют подключать к ним аппаратуру, чувствительную к перепадам напряжения, например, компьютеры, телевизоры и другие электронные устройства. Кроме того, такие генераторы без проблем справляются с энергоснабжением электроинструментов и электродвигателей, с реактивной нагрузкой до 65% от своего номинала.

Асинхронные альтернаторы менее точны: они поддерживают напряжение постоянным с точностью 10%, поэтому их нельзя применять для питания высокоточной аппаратуры (Hi-Fi техники и пр.). Подобные генераторы позволяют подключать к ним электроинструменты и электродвигатели с реактивной мощностью до 30% от номинала. В силу простоты конструкции такие генераторы более устойчивы к короткому замыканию, поэтому лучше подходят для питания сварочных аппаратов.

В настоящее время существует множество способов улучшить выходные параметры мини электростанций. В частности, асинхронный генератор, оборудованный стартовым усилителем, способен справиться с пусковыми перегрузками, а качество выдаваемого электричества может быть повышено подключением AVR (автоматического регулятора напряжения). На стабильность напряжения оказывает влияние и класс двигателя, а именно его способность поддерживать постоянные обороты (как правило, 3000) при изменениях нагрузки.

Инвертор – это электронное устройство или схема, которая изменяет постоянный ток в переменную электроэнергию. Входное напряжение, выходное напряжение и частота тока зависят от конструкции конкретного устройства или схемы.

Инвертор может быть полностью электронным или состоять из комбинации механических деталей (например, как на роторном аппарате) и электронной схемы. Статические инверторы используют движущиеся части в процессе преобразования.

По принципу работы инверторные генераторы схожи с обычными бензиновыми, но с одним существенным отличием. От двигателя внутреннего сгорания энергия передается на вал многообмоточного ротора, который вращается в обмотках статора, создавая переменный электрический ток. У обычной электростанции он сразу передается токосъемниками на выход, а инверторные бензогенераторы имеют еще и двойной преобразователь, который трансформирует этот ток сначала в постоянный, а затем – снова в переменный. Такой ток уже имеет выровненные характеристики: нормативные напряжение и силу, а также идеальную форму волны.

К преимуществам инверторных миниэлектростанций относят:

– Стабильная работа подключенных потребителей – качество тока регулируется

– микропроцессором, никаких скачков или помех возникнуть просто не может;

– Комфорт использования – генератор бензиновый инверторный имеет систему снижения вредных выбросов и шумозащитный кожух, а также компактный корпус и удобные ручки или колесики для транспортировки;

– Надежность и долговечность: все соединения и детали инверторных миниэлектростанций приспособлены к внешним нагрузкам и устойчивы к неблагоприятным факторам внешней среды;

– Экономичный расход топлива благодаря электронному регулированию оборотов двигателя.

Современные инверторные электростанции подключаются к компьютерной технике, электронным приборам, лабораторному и медицинскому оборудованию.

6. По типу запуска:

– Ручной запуск с помощью шнура;

– Электростарт;

– Автостарт.

Ручной режим пуска используется на мобильных электрогенераторных установках, не связанных с основной сетью, для установок, которые используются для питания нагрузок при авариях (питание пожарных насосов, откачивающих насосов при наводнениях, сварочные и вспомогательные агрегаты при ремонте трубопроводов), различных выездных мероприятиях (концерты, выставки и т.п.)

Для запуска бытовой электростанции с электростартом используется ключ зажигания или кнопка на панели управления.

Автостарт нужен, когда электроагрегат используется в качестве автоматического резервного источника. Наличие автостарта означает, что при пропадании напряжения в сети система автоматики сама запустит электроагрегат, а затем, при появлении сети, выключит электроагрегат. Для бензинового электроагрегата мощностью 5—6 кВА стоимость системы автоматики, состоящей из панели управления и панели переключения нагрузки (автомата включения резерва, АВР), увеличит его стоимость примерно на 40—60%, а для больших дизельных электроагрегатов – на 3—10%.

В настоящее время не редки модели с комбинированными системами запуска – при помощи электростартера и ручного запуска. Помимо этого, отдельные виды электрогенераторов могут быть оснащены дополнительной панелью управления, при помощи которой осуществляется координирование работы станции, контроль ее состояния и защита от аварийных ситуаций.

7.По роду электрического тока, вырабатываемого генератором:

– Однофазные;

– Трехфазные.

Однофазные электростанции на 220В применяются при использовании однофазных электропроводок и электроприборов.

Трехфазные электростанции на 220В могут использоваться только для освещения.

Трёхфазные электростанции на 380В применяются как в промышленных целях, так и для коттеджей, с трехфазной разводкой сети.

Трехфазные станции значительно дороже однофазных, их следует выбирать в том случае, если имеются трехфазные потребители или суммарная мощность одновременно работающих потребителей превышает 20 кВт. При этом важно учитывать сечение питающих кабелей и равномерно распределять нагрузку по фазам. Применение трехфазных генераторных установок будет оправданным, если средняя нагрузка на каждую фазу составляет не менее 5 кВт.

8.По типу охлаждения двигателя:

– С воздушным охлаждением;

– С водяным охлаждением.

– Системой охлаждения маслом

От типа охлаждения зависит время непрерывной работы двигателя.

Двигатели с воздушным охлаждением могут безостановочно работать не более суток, потом им требуется перерыв на несколько часов, либо они должны охлаждаться принудительно. Генераторы с водяным охлаждением двигателя способны работать круглосуточно без перерыва.

От типа охлаждения двигателя будет также зависеть место расположения генератора. Генераторам с воздушным охлаждением необходимо больше места для притока воздуха со всех сторон.

9.По продолжительности работы:

– Резервные электростанции;

– Основные электростанции;

– Аварийные электростанции.

Резервные электростанции предназначены для использования в качестве резервного источника электроэнергии. Обычно устанавливаются вместе с системой АВР.

Основные электростанции предназначены для использования в качестве основного источника электроэнергии в течение длительного времени.

Аварийные электростанции предназначены для непродолжительной непрерывной работы – не более 10 часов, обычно имеют воздушное охлаждение и обороты двигателя 3000 об/мин.

Приведен рисунок в котором изображена дизельная генераторная установка (ДГУ) от FGWILSON.

Эта генераторная установка спроектирована как комплектный модуль, обеспечивающий максимальную эффективность и надежность.

Каждая генераторная установка снабжается табличкой технических данных, обычно прикрепленной к кожуху генератора переменного тока/корпусу панели. Эта табличка содержит информацию, необходимую для идентификации генераторной установки, и эксплуатационные характеристики. Эта информация включает, в частности, номер модели и серийный номер, выходные характеристики, такие как напряжение, фазы и частота, выходная мощность в кВА и кВт и тип (базу) номинальных параметров. Номер модели и серийный номер однозначно идентифицируют генераторную установку.

Дизельный двигатель для генераторной установки был выбран по причине его надежности, а также потому, что он был специально сконструирован для привода генераторных установок. Это двигатель промышленного типа для длительной непрерывной работы, 4-тактный, с воспламенением от сжатия, оборудованный всеми вспомогательными механизмами для обеспечения надежной выработки энергии.

Электрическая система двигателя – постоянный ток, напряжение 12 В или 24 В в зависимости от размеров установки.

Система охлаждения двигателя состоит из радиатора, приточного вентилятора высокой производительности и термостата. Главный генератор переменного тока имеет свой собственный внутренний вентилятор для охлаждения своих компонентов.

1

Выходная электрическая мощность вырабатывается генератором переменного тока, точно подстроенным к выходным параметрам генераторной установки.

Двигатель и генератор переменного тока соединены между собой и смонтированы на прочной стальной опорной раме. В состав опорной рамы входит встроенный или полиэтиленовый топливный бак, кроме самых крупных установок (примерно 1000 кВА и более).

Генераторная установка снабжена виброизоляторами, которые предназначены для уменьшения передачи вибрации от двигателя на фундамент, на котором установлена генераторная установка. Эти изоляторы установлены между основанием двигателя/генератора переменного тока и опорной рамой. Как вариант, на моделях с двигателями 4008, 4012 и 4016 двигатель/генератор переменного тока жестко закреплены на опорной раме, а виброизоляторы поставляются отдельно для установки между опорной рамой и фундаментом.

Выхлопной глушитель поставляется отдельно от генераторной установки. Глушитель и система выпуска снижают шум, исходящий от двигателя, и направляют отработавшие газы для выпуска в безопасное место.

Для контроля работы и мощности, а также для защиты генераторной установки от возможных сбоев устанавливаются система управления и панель управления одного из нескольких типов. В разделе 5 данного руководства дана подробная информация об этих системах, что поможет идентифицировать систему управления, установленную на генераторной установке.

Для защиты генератора переменного тока поставляется смонтированный в стальном корпусе прерыватель цепи с параметрами, подобранными для модели и выходной мощности генераторной установки.

Далее приведен ведущие производители дизель генераторных установок представленные на российском рынке. Данные актуальны на момент 2018 года. Так как компании развиваются, продаются или же объединяются в большие холдинги. Вкладывают деньги на развитие применяемых технологий тем самым расширяют и улучшают линейку своей продукции чтобы стать лучшим среди других конкурентов. Так, например, компания FG Wilson стала частью Caterpillarи ежегодный оборот корпорации составляет более 45 млрд долларов а на развитие технологий и инновации тратится более 1 млрд долларов.

Разделение дизель генераторной установки на подсистем

РАЗДЕЛ 1