Дизель-генератор. Алгоритм выбора

Актуальность альтернативных источников электрической и тепловой энергии с каждым годом только повышается. Энергопотребление в крупных городах растет, а рынок энергоресурсов, как и много лет назад, отличается высокой степенью монополизации.

Актуальность альтернативных источников электрической и тепловой энергии с каждым годом только повышается. Энергопотребление в крупных городах растет высочайшими темпами, а рынок энергоресурсов, как и много лет назад, отличается высокой степенью монополизации.

В то же время дизельные электростанции с каждым годом становятся все совершеннее, компактнее и экономичнее. Именно поэтому многие предприятия сегодня охотно используют данные источники тока не только для резервного энергоснабжения, но и для основного снабжения различных объектов. Сегодня мы поговорим о процессе выбора дизель - генератора.

Выбрать оптимальный дизельный генератор непросто. Особенно если речь идет о серьезном объекте производственного назначения. При выборе дизельного генератора основной характеристикой является требуемая мощность и тип нагрузки, а также режим эксплуатации ДГУ – в качестве основного источника питания либо как резерв на случай отказа основного источника энергии.

Основной источник

Самый распространенный случай — электроснабжение обычного бытового объекта. Если речь идет об объекте непроизводственного назначения, не оснащенном мощными электродвигателями, то сложностей в расчетах, как правило, не возникает. Любой электрик сможет посчитать, какая суммарная мощность необходима для снабжения такого объекта, и во сколько обойдется стоимость электромонтажных работ. «Если на объекте заказчика отсутствуют мощные электроприводы, коэффициент мощности (cos φ) не ниже 0.8, диаграмма нагрузки равномерная и не содержит длительных периодов низкого потребления электроэнергии, альтернативного источника электроснабжения нет, то достаточно установить один дизельный генератор с мощностью, соответствующей максимально потребляемой объектом, плюс 10 процентов. Внешнее исполнение оборудования будет зависеть от условий эксплуатации: на раме, в контейнере или кожухе», — заверяет Егений Лысаков, специалист по аренде силовых установок компании «Восточная Техника» (официальный дилер компании Caterpillar на территории Сибири, Якутии и севера Дальнего Востока). По его словам, с определенными трудностями можно столкнуться в том случае, если потребление электроэнергии на объекте интенсивно меняется (например, время от времени подключается большая нагрузка). «Работа дизельного генератора при нагрузке менее чем на 30% от номинальной мощности является нештатным режимом эксплуатации и приводит к ускоренному износу, а в перспективе — к выходу двигателя из строя», — говорит Евгений Лысаков и рекомендует при большом диапазоне изменений нагрузки в дневном (недельном) цикле устанавливать два или больше генераторов с возможностью работать в параллельном режиме. Такой комплекс, при наличии специальной автоматизированной системы управления, способен самостоятельно останавливать или запускать входящие в него дизель-генераторные установки (ДГУ) для поддержания оптимального уровня нагрузки работающих машин. «Дизельные генераторы Caterpillar комплектуются самыми современными и надежными системами управления, разрешающими им работать в параллели между собой либо в параллели с сетью, позволяя таким образом гибко менять систему электроснабжения объекта, приспосабливать её к текущим условиям», - отмечает Е. Лысаков.

Отдельно следует рассмотреть вопросы снабжения объектов с большим числом мощных электродвигателей. Пусковые токи электродвигателей в 3-3,5 раза превышают рабочий объем потребления электроэнергии этими же самыми двигателями. Таким образом, спрогнозировать нагрузку при одновременном включении максимально возможного количества приборов с максимальной потребляемой мощностью порой под силу только специальной проектной организации. «Действительно, оценить, как будет происходить включение и выключение большого количества различных типов потребителей в каком-то временном промежутке на большом объекте, очень сложно, поэтому в таких случаях прежде, чем рекомендовать нашим клиентам тот или иной генератор, мы всегда просим заполнить их опросный лист, который помогает нам сделать более качественное предложение. Одним из самых «неприятных» случаев является запуск электродвигателей, которые имеют очень высокие пусковые токи. В таком случае мы всегда стараемся проконсультироваться с проектными организациями, техническими специалистами в данной области и, естественно, опираемся на наш опыт в подобных ситуациях. Исходя из нашего опыта, в решении подобных задач возможны несколько вариантов: один из них — это выбор одного генератора большой мощности, позволяющего питать всех потребителей (способность генератора переменного тока выдерживать перегрузку 300% в течение 20 секунд по току помогает частично компенсировать запас по мощности дизель-генератора, необходимый для запуска электродвигателей), жертвуя при этом ресурсом ДЭС при длительной работе на малой нагрузке, либо несколько генераторов, работающих параллельно. В таком случае клиент получает более гибкую, эффективную и экономичную систему ДЭС, но стоящую дороже, чем один генератор большой мощности, работающий не в оптимальном режиме», — говорит Константин Развод, торговый представитель новосибирского филиала Atlas Copco.

Резервный источник

Главное отличие резервного генератора от ДГУ, которое покупается (или берется в аренду) в качестве основного источника тока, заключается в более высокой степени автоматизации оборудования. Степень автоматизации генератора, устанавливаемого для резервирования основной сети, должна быть не ниже 2-й, по классификации, приведенной в ГОСТ 14228-80. Как правило, в таком случае вместе с генератором поставляется АВР (Автоматический ввод резерва) — устройство переключения нагрузки, которое в случае пропадания основной сети запускает генератор и переключает питание потребителей на генератор и обратно после появления электричества в основной сети. Время, необходимое для запуска резервного генератора и выхода его в состояние готовности к принятию нагрузки, составляет не менее 9-10 секунд. Поэтому для объектов, на которых отключение электроэнергии недопустимо — больницы, банки и крупные торговые центры, системы пожаротушения и безопасности — дополнительно, помимо резервных генераторов, устанавливаются источники бесперебойного питания (ИБП). При таком решении в момент пропадания основной сети отсутствие электроэнергии в ней до момента запуска дизель-генератора восполняют аккумуляторы ИБП, и потребители не замечают случившегося. «Резервная машина постоянно поддерживает себя в режиме постоянной готовности. От основного источника питания происходит подогрев двигателя и подзарядка аккумулятора. Дизель-генераторы Atlas Copco работают в нескольких банках города, и, по признанию наших клиентов, моменты подключения резервного источника тока не заметны», — говорит Константин Развод.

При выборе мощности для резервного источника тока можно ориентироваться на максимальные показатели. Любой производитель указывает, какую мощность дизель-генератор может выдавать в основном режиме, а какую мощность он может давать в резервном режиме работы. Резервный режим эксплуатации не предусматривает длительной работы. Соответственно, если вы намерены использовать дизельный генератор в качестве резервного источника тока, то он может быть менее мощным, чем генератор для постоянного снабжения того же самого объекта. В режиме постоянного снабжения предприятия генератор должен работать бесперебойно, только с плановыми остановками на ТО, поэтому он не может эксплуатироваться в близком к критическому режиме, иначе это приведет к очень быстрому износу генератора.

Выбор опций

При эксплуатации дизельных генераторов в Сибири необходимо тщательно продумывать комплектацию оборудования, причем внимание следует уделять не только утеплению контейнера/кожуха и установке дополнительных обогревателей, но и защите от перегрева. «Требуемый уровень надежности системы достигается применением целого ряда технологических решений: установкой жалюзи с автоматической регулировкой сечения вентиляционного отверстия в зависимости от температуры внутри контейнера, рациональное проектирование самого контейнера с учетом распределения воздушных потоков, использование энергозависимых и автономных систем предстартового прогрева двигателя, — отмечает Евгений Лысаков. — Важным нюансом эксплуатации ДГУ в отдаленных районах является нестабильное качество топлива. Этот фактор оказывает большое влияние как на надежность работы установки в целом, так и на текущие сервисные расходы. Для фильтрации топлива от примесей целесообразно использовать дополнительные системы очистки, например, состоящие из сетчатых фильтров и сепараторов».

Среди полезных опций для генераторов, работающих на большом удалении от сервисных центров, Евгений Лысаков выделяет системы удаленного мониторинга. С их помощью технический специалист компании-поставщика может следить за состоянием оборудования, что повышает качество сервисного обслуживания. Удаленный мониторинг - это бортовой компьютер генератора, который передает на компьютер владельца всю информацию о машине: сколько часов она проработала, в каком режиме, были ли какие-либо поломки, где она находится. Владелец машины может в любой момент заглушить генератор либо завести его. Данная опция также очень полезна для компаний, сдающих генераторы в аренду. Atlas Copco также предлагает данный вид удаленного контроля за дизель-генератором. Система мониторинга, устанавливаемая на генераторы Atlas Copco может работать как через сеть GPRS, так и, в случае её недоступности, через спутник. Cистема указывает координаты нахождения машины, и показывать с точностью до нескольких метров её положение на карте в любой точке мира. «Система уже опробована и успешно применяется в России» – заверяет Константин Развод

Если генератор выбирается для работы на стройке, то ему потребуется прочный кожух, который защищает технику от механического повреждения и обеспечивает работу в любых погодных условиях. При работе в сложных условиях необходимый уровень защиты обеспечивается установкой генератора в контейнер.