Ефективност на дизелови и газови генератори

Енергийна ефективностСп. Енерджи ревю - брой 4, 2021 • 27.07.2021

 

  • Всички генератори, независимо дали става дума за дизелови или газови и без значение от приложението, натоварването и експлоатацията, са проектирани да предоставят захранване по възможно най-ефективния начин

  • Въпреки че експлоатацията на генераторите под оптималното ниво на съотношението работно натоварване към консумация на гориво не се препоръчва, в действителност някои приложения и аварийни ситуации понякога я налагат

  • Планираната и прогнозната поддръжка на генераторите са задължителни за потребителите, които искат да удължат живота на оборудването си

Никой не желае да инвестира в оборудване по-често, отколкото се налага. Поради това ефективната експлоатация на генераторите за аварийно или постоянно захранване е от изключително значение. Това спомага за удължаване на сервизния живот на оборудването и гарантира готовността му да заработи всеки път, когато възникне потребност от включването му.

Неправилната експлоатация на генератор не може да се сравни с използването на автомобил, чието масло трябва да бъде сменено. Докато е възможно да се измине по-голямо разстояние от препоръчаното, преди маслото да се смени, използването на генератор, без да се изпълнява регулярна поддръжка или при ниско натоварване, неизбежно ще скъси експлоатационния му живот.

Когато не са налице адекватна поддръжка и натоварване, генераторите могат да са причината за възникването на непланиран престой, увеличаване на продължителността на регулярната поддръжка и нарастване на оперативните разходи в резултат на повишена консумация на гориво, преждевременно износване и отделяне на по-големи количества емисии.

Независимо от приложението горивната ефективност трябва да бъде едно от ключовите съображения при избора на генератор. От спестяване на гориво до по-ниски разходи за притежание, високоефективните генератори предоставят редица ползи за крайния потребител.


Същност на ефективността

Всички генератори, независимо дали става дума за дизелови или газови и без значение от приложението, натоварването и експлоатацията, са проектирани да предоставят захранване по възможно най-ефективния начин. Следователно всеки генератор има точка на оптимално съотношение на натоварване и потребление на гориво. Тъй като различните двигатели консумират гориво с различна скорост и по-високите работни натоварвания почти винаги водят до най-високи нива на ефективност, оптималната стойност на този показател за дизеловите генератори обикновено се достига към края на проектния диапазон на натоварване. 20-киловатов индустриален генератор например може да има по-ниска консумация на енергия, ако работи на 15 kW, отколкото ако функционира при 8 kW.


Натоварване под номиналното

Един от най-често срещаните проблеми при дизеловите двигатели, работещи под проектния капацитет на натоварване за продължителни интервали от време, е феноменът, при който се изхвърля неизгоряло гориво поради ниски работни температури. Когато от горивната камера се отделя неизгоряло гориво, то започва да се натрупва в изпускателната тръба на двигателя, което води до замърсяване на инжекторите и образуване на въглеродни отлагания върху изпускателните клапани, нагнетателя и ауспуха. За да се избегне този и други проблеми, е важно генераторът да се използва в рамките на оптималното натоварване колкото е възможно по-често.

Дизеловите и газовите генератори за постоянно и аварийно захранване обикновено са оптимизирани да работят при 60 – 85% от общото номинално натоварване. Използването на генератора при ниско натоварване за удължени периоди от време се отразява на качеството на оборудването. Вероятно е това да доведе до непланиран престой, по-високи разходи за поддръжка, намалена горивна ефективност и като цяло съкратен експлоатационен живот на генератора. Поддържането на натоварване в рамките на оптималните препоръчителни граници е ключово за ефективността на дизеловите генератори.

Въпреки че експлоатацията на генераторите под оптималното ниво на съотношението работно натоварване към консумация на гориво не се препоръчва, в действителност някои приложения и аварийни ситуации понякога я налагат. Ако случаят е такъв, регулярната и прогнозната поддръжка придобиват още по-съществено значение за запазване на доброто състояние на захранващата система. Генераторите, за които се очаква, че ще работят при ниски натоварвания по-често, трябва да се подложат на по-редовни дейности по поддръжка, за да се избегнат прекомерното износване и образуването на отлагания.

Ако даден генератор трябва да работи при ниско натоварване за определен период от време, след това той трябва да се експлоатира при по-високо натоварване. Това ще доведе до повишаване на температурата и налягането в цилиндрите на генератора, което спомага за отстраняването на отлаганията в горивната камера.

Газовите генератори над 1000 kW обикновено се използват за постоянно и неаварийно резервно захранване, където профилът на натоварването е стабилен и при по-високи нива. Оптималните работни условия за газовите генератори могат да варират от 50 до 100% от номиналния товар. Експертите обаче препоръчват да не се стига до използване на генераторите на природен газ при товар под 50% от номиналния за какъвто и да е период от време, като идеалният диапазон на експлоатация започва от 70% нагоре.

При газовите генератори не се наблюдава феноменът, при който се отделя неизгоряло гориво, но експлоатацията при ниски натоварвания има други ефекти. При натоварване под номиналното газовите генератори нямат достатъчно налягане в цилиндрите, за да се поддържа контролът на маслото. Това дава възможност маслото да премине покрай пръстените и да навлезе в горивните камери, което води до образуването на пепелни отлагания. Тези отлагания променят коефициента на компресия, което може да стесни границите на детонация. Ако се стигне до детонация, това може да скъси експлоатационния живот на двигателя, да увреди компонентите и да доведе до непланирани престои или откази.

Аналогично на дизеловите генератори, продължителната експлоатация на газовите генератори при ниски натоварвания може да доведе до натрупване на отлагания по клапаните, свещите и зад буталните пръстени. При тежки случаи могат да се образуват отлагания в цилиндъра.

В допълнение двигателите, работещи на природен газ, функционират при високо съотношение въздух – гориво при ниски натоварвания, за да се поддържа горенето. Това може да доведе до отклонения по отношение на очакваните емисионни нива и потенциално несъответствие с установените регулаторни норми. Високото съотношение въздух – гориво също води до покачване на температурите и ускорено износване на компонентите.

Както при дизеловите генератори, всички тези условия могат да причинят загуби на мощност, влошени експлоатационни параметри и по-бързо износване на елементите. Всичко това е свързано с повишаване на разходите за поддръжка и увеличаване на броя непланирани престои и откази.


Поддръжка

Планираната и прогнозната поддръжка на генераторите са задължителни за потребителите, които искат да удължат живота на оборудването си. За генератори, използвани в приложения с критично значение, например за аварийно захранване в болници, центрове за данни и лаборатории, плановете за поддръжка са абсолютна необходимост.

Някои компоненти от планираната поддръжка може да представляват прости тестове дали генераторът работи. Те се провеждат на определени интервали, за да се гарантира, че всичко функционира нормално.

Тестването под натоварване е друг съществен елемент от плана за прогнозна поддръжка на генераторите. При това изпитване натоварването на генератора се повишава изкуствено, обикновено до максималното ниво от изходния капацитет на генератора. Това допринася за елиминиране на ефектите от отделянето на неизгоряло гориво и други наслагвания и за верификация, че генераторът в действителност може да работи при пиков режим на натоварване. Като цяло се препоръчва този вид тест да се провежда поне веднъж годишно.

Условията на работната среда на генератора също оказват влияние върху честотата на поддръжка. Прах, влага, соленост, надморска височина и прекомерно високи или ниски температури са сред факторите, определящи на какви интервали трябва да се провеждат дейностите по поддръжка.

Като цяло регулярната планирана поддръжка може да спести време и разходи чрез предотвратяване на престоите, осигуряване на възможност за справяне с по-незначителните проблеми, преди те да са се превърнали в по-сериозна неизправност, както и чрез удължаване на сервизния живот на генератора.

 

 

ЕКСКЛУЗИВНО


Top