Дизельный генератор

Дизельный генератор Cummins 150 кВА временно припарковался в туристическом курорте в Египте .

Дизельный генератор Caterpillar 200 кВт, установленный в звуковом ослабленном корпусе, используемом в качестве экстренной резервной копии на подстанции для очистки сточных вод в Атланте , США .

Дизельный генератор (DG) (также известный как дизельный Genset) - это комбинация дизельного двигателя с электрическим генератором (часто генератор ) для генерации электрической энергии . Это конкретный случай генератора двигателя . Двигатель дизельного сжатия, обычно предназначенный для работы на дизельном топливе , но некоторые типы адаптированы для других жидких топлива или природного газа (СПГ).

Наборы генерирующих дизельных точек используются в местах без подключения к энергосистемам или в качестве аварийного питания, если сетка не стерж, а также для более сложных применений, таких как пиковое, поддержка сетки и экспорт в сетку питания.

Размер дизельного генератора имеет решающее значение для минимизации низкой нагрузки или нехватки энергии. Размер осложняется характеристиками современной электроники , в частности, нелинейных нагрузок. Его размер варьируется около 50 МВт и выше, газовая турбина с открытым циклом более эффективна при полной нагрузке, чем множество дизельных двигателей, и гораздо более компактные, с сопоставимыми капитальными затратами; Но для регулярной частичной загрузки, даже на этих уровнях мощности, дизельные массивы иногда предпочитают газовые турбины с открытым циклом из-за их превосходной эффективности.

Дизельный генератор набор

Дизельный генератор на масляном танкере.

Упакованная комбинация дизельного двигателя , генератора и различных вспомогательных устройств (таких как базовая, навес, ослабление звука, системы управления , автоматические выключатели , водонагреватели куртки и стартовая система) называется «генерирующим набором» или «Genset» вкратце.

варьируются от 8 до 30 кВт (также от 8 до 30 кВА Размеры набора для дома, небольшие магазины и офисы, с крупными промышленными генераторами от 8 кВт (11 кВА) до 2000 кВт (2500 кВА. Три этапа) используется для офисных комплексов, заводов и других промышленных объектов. Набор 2000 кВт может быть размещен в контейнере ISO 40 футов (12 м) с топливным баком, управлением, оборудованием для распределения питания и обо всем остальным оборудовании, необходимым для работы в качестве автономной электростанции или в качестве резервного резервного копирования для энергосистемы. Эти единицы, называемые модулями питания, представляют собой Gensets на больших прицепах тройной оси весом 85 000 фунтов (38 555 кг) или более.

Комбинация этих модулей используется для небольших электростанций, и они могут использовать от одного до 20 единиц на раздел мощности, эти разделы могут быть объединены, чтобы привлечь сотни модулей мощности. В этих больших размерах модули питания (двигатель и генератор) доставляются на участок на прицепах отдельно и подключены с большими кабелями и кабелем управления, чтобы сформировать полную синхронизированную электростанцию . Существует также несколько вариантов для адаптации конкретных потребностей, включая панели управления для AutoStart и параллелирования сети, акустические навесы для фиксированных или мобильных применений, вентиляционное оборудование, системы подачи топлива, выхлопные системы и т. Д.

Дизельные генераторы предназначены не только для аварийной мощности, но и могут также иметь вторичную функцию питания в утилит сетки либо в пиковые периоды, либо в периоды, когда существует нехватка крупных генераторов мощности. В Великобритании этой программой управляется национальной сеткой и называется Stor.

Корабли часто также используют дизельные генераторы, иногда не только для обеспечения вспомогательной мощности для огней, вентиляторов и т. Д., Но также косвенно для основного движения . С помощью электрического движения генераторы могут быть размещены в удобном положении, чтобы позволить носить больше груза. Электрические диски для кораблей были разработаны до Первой мировой войны . Электрические диски были указаны во многих военных кораблях, построенных во время Второй мировой войны, потому что производственные мощности для больших редукторов были в дефиците, по сравнению с мощностью производства электрического оборудования. Такое дизельное электрическое расположение также используется в некоторых очень крупных наземных транспортных средствах, таких как железнодорожные локомотивы .

Размер генератора

Генерирующие наборы выбираются на основе электрической нагрузки , которую они предназначены для подачи, характеристики электрической нагрузки, такие как KW , KVA , VAR , гармоническое содержание , токи всплесков (например, начальный ток двигателя) и нелинейные нагрузки . Ожидаемая обязанность (такая как аварийная, первичная или непрерывная мощность), а также условия окружающей среды (такие как высота, температура и правила выбросов выхлопных газов) также должны быть рассмотрены.

Большинство производителей более крупных генераторов предлагают программное обеспечение , которое будет выполнять сложные расчеты размера, просто вводя условия сайта и подключенные характеристики электрической нагрузки .

Электростанции - режим электрического «острова»

Один или несколько дизельных генераторов, работающих без подключения к электрической сетке, называются работой в режиме острова . Операционные генераторы параллельно обеспечивают преимущество избыточности и могут обеспечить лучшую эффективность при частичных нагрузках. Завод выводит генератор настройки онлайн и выводит их в автономном режиме в зависимости от требований системы в определенное время. Островная электростанция, предназначенная для первичного источника электроэнергии изолированного сообщества, часто имеет как минимум три дизельных генератора, любой из которых рассчитан на ношение требуемой нагрузки. Группы до 20 не редкость.

Генераторы могут быть электрически связаны через процесс синхронизации . Синхронизация включает в себя сопоставление напряжения , частоты и фазы перед подключением генератора с системой. Неспособность синхронизировать перед подключением может вызвать высокий короткого замыкания ток или изнашивание генератора или его распределительного устройства . Процесс синхронизации может быть выполнен автоматически с помощью модуля автоматического синхронизатора или вручную с помощью инструктора. Автосинхронизатор будет считывать параметры напряжения, частоты и фазы от напряжений генератора и шины , регулируя скорость через губернатор двигателя или ECM (модуль управления двигателем).

Нагрузка может быть разделена среди параллельных генераторов посредством обмена нагрузкой. Распределение нагрузки может быть достигнуто с использованием управления скоростью Droop, управляемого частотой в генераторе, в то время как он постоянно регулирует управление топливом двигателя для переключения нагрузки на оставшиеся источники питания. Дизельный генератор потребует больше нагрузки, когда питание топлива в систему сгорания увеличивается, а нагрузка выделяется, если подача топлива уменьшается.

Поддержка основных коммунальных сетей

В дополнение к их хорошо известной роли в качестве источников питания во время сбоев питания, наборы дизельных генераторов также регулярно поддерживают основные энергосистемы по всему миру двумя различными способами:

Поддержка сетки

Дизельные генераторы экстренной резервы в резервном состоянии, такие как те, которые используются в больницах и водных растениях, в качестве вторичной функции широко используются в США и в недавнем прошлом в Великобритании, чтобы время от времени поддерживать соответствующие национальные сети по разным причинам Полем В Великобритании тендеры, известные как краткосрочный операционный резерв, демонстрировали весьма переменные цены, а с 2012 года объем участия на стороне спроса, который в основном влечет за собой использование дизельного топлива на месте, упал, когда выпавшие цены упали Полем Около 0,5-ГВт дизеля иногда использовались для поддержки национальной сетки , пиковая нагрузка которого составляет около 60 ГВт. Это наборы в диапазоне размеров от 200 кВт до 2 МВт. Обычно это происходит во время, например, внезапной потери большого обычного завода 660 МВт или внезапного неожиданного роста спроса на мощность, разрушающего нормальный вращающийся резерв.

Это полезно для обеих сторон - дизели уже были приобретены по другим причинам, но чтобы быть надежным необходимостью быть полностью проверенными на загрузке. Параллелирование сетки - это удобный способ сделать это. Этот метод работы обычно выполняется сторонним агрегатором, который управляет работой генераторов и взаимодействием с оператором системы.

Эти дизели в некоторых случаях могут быть запущены параллельно так же быстро, как и две минуты, без влияния на сайт (офис или фабрика не должны закрываться). Это намного быстрее, чем электроэнергия базовой нагрузки, которая может занять 12 часов от холода и быстрее, чем газовая турбина, которая может занять несколько минут. Хотя дизель очень дорого с топлива, в этой обязанности они используются всего несколько сотен часов в год, и его доступность может предотвратить необходимость в непрерывной работе базовой нагрузки при частичной нагрузке. Используемое дизельное топливо - это топливо, которое в любом случае использовалось при тестировании.

В Великобритании национальная сетка, как правило, может полагаться на примерно 2 ГВт снижения спроса клиентов, благодаря тому, что резервный дизельный дизель самодиспаживается в течение примерно 10-40 часов в год во время ожидаемого пикового национального спроса. National Grid не контролирует эти дизели - они управляют клиентом, чтобы избежать сборов в сети передачи «триады», которые взимаются только на потребление каждого участка, на трех получасах пикового национального спроса. Это не известно заранее, когда будут три получаса пикового национального спроса («триад»), поэтому клиент должен управлять своим дизельным топливом, более полчаса в год, чем только три.

По оценкам, общая мощность надежно оперативной генерации в отставке в Британии составляет около 20 ГВт, почти все из которых обусловлены дизельными двигателями. Это эквивалентно почти 29% пика британской системы, хотя одновременно будет создаваться только очень небольшая фракция. Большинство заводов предназначены для крупных офисных блоков, больниц, супермаркетов и различных установок, где важна непрерывная мощность, например, аэропорты. Поэтому большинство из них находятся в городских районах, особенно в городских и коммерческих центрах. Предполагается, что около 10% завода превышают 1 МВт, около 50% находятся в диапазоне 200 кВт-1 МВт, а оставшиеся 40% составляют суб-200 кВт. Несмотря на то, что он растет, считается, что лишь очень небольшая доля регулярно используется для пикового распыления, подавляющее большинство просто для поколения в режиме ожидания. Информация в этом пункте получена из раздела 6.9 правительственного отчета: «Преодоление барьеров для планирования встроенного поколения для поддержки распределительных сетей»

В Великобритании производится растущее использование банков дизельных генераторов (известных как «дизельные фермы»), чтобы сбалансировать колеблющуюся выработку от возобновляемых источников энергии, таких как ветряные фермы .

Аналогичная система с краткосрочным эксплуатационным резервом Великобритании работает во Франции. Это известно как EJP; Во времена стресса сетки специальные тарифы могут мобилизовать не менее 5 ГВт дизельных наборов, чтобы стать доступными. В этом случае главная функция дизеля состоит в том, чтобы подавать энергию в сетку.

Во время нормальной работы при синхронизации с сетью электроэнергии силовые установки регулируются пятью процентами контроля скорости . Это означает, что полная скорость нагрузки составляет 100%, а скорость без нагрузки составляет 105%. Это требуется для стабильной работы сети без охоты и выпадений электростанций. Обычно изменения скорости незначительны. Корректировки выходной мощности вносятся путем медленного повышения кривой опускания путем повышения давления пружины на центробежном губернаторе . Как правило, это основное требование системы для всех электростанций, потому что более старые и новые растения должны быть совместимы в ответ на мгновенные изменения частоты без в зависимости от внешней связи.

Стоимость выработки электроэнергии

См. Также: относительная стоимость электроэнергии, вырабатываемой различными источниками

Типичные эксплуатационные расходы

Расход топлива является основной частью дизельных заводов, владеющих и эксплуатационными затратами для электроэнергии, тогда как капитальные затраты являются основной проблемой для резервных генераторов. Конкретное потребление варьируется, но современный дизельный завод при его почти оптимальной нагрузке на 65-70% генерирует не менее 3 кВтч на литр (около 30% коэффициента топливной эффективности ).

Размер и оценка генератора

Рейтинг

Генераторы должны обеспечивать ожидаемую мощность, требуемую надежно и без ущерба, и это достигается производителем, который дает один или несколько рейтингов для определенной модели набора генераторов. Конкретная модель генератора, работающего в качестве резервного генератора, может потребоваться работать только в течение нескольких часов в год, но та же модель, работающая в качестве основного генератора питания, должна работать непрерывно. При запуске генератор резервного режима может работать с указанной, например, 10% перегрузкой, которая может быть допущена в течение ожидаемого короткого времени выполнения. Тот же генератор модели будет иметь более высокий рейтинг для резервного обслуживания, чем для непрерывной обязанности. Производители дают каждому набору рейтинг на основе международных согласованных определений.

Эти стандартные определения рейтинга предназначены для обеспечения достоверных сравнений между производителями, предотвратить пропускание производителей, чтобы оценить свои машины и направлять дизайнеров.

Определения рейтинга генератора

Рейтинг резервуара на основе применимого для поставки аварийной мощности на время нормального прерывания питания. Для этого рейтинга не доступна устойчивая перегрузка. (Эквивалентно мощности топлива на остановке от ISO3046, AS2789, DIN6271 и BS5514). Номинально оцененный.

Типичное применение - аварийные электростанции в больницах, офисах, фабриках и т. Д. Не связаны с сетью.

Prime (неограниченное время выполнения): не следует использовать для применений строительных электроэнергии. Вывод доступен с различными нагрузками в течение неограниченного времени. Типичный пиковой спрос составляет 100% от EKW с высоким уровнем, с возможностью перегрузки 10% для чрезвычайного использования в течение максимум 1 часа в 12. Возможность перегрузки 10% доступна в течение ограниченного времени. (Эквивалентно Prime Power By ISO8528 и перегрузки Power от ISO3046, AS2789, DIN6271 и BS5514). Этот рейтинг не относится ко всем моделям набора генераторов.

Типичное применение - где генератор является единственным источником мощности, скажем, отдаленной добычи или строительной площадки, ярмарки, фестиваля и т. Д.

Оценка базовой нагрузки (непрерывная) на основе: Применимо для постоянной подачи питания для постоянной нагрузки до полной выходной оценки для неограниченных часов. Для этого рейтинга не доступна устойчивая перегрузка. Проконсультируйтесь с авторизованным дистрибьютором для рейтинга. (Эквивалентно непрерывной мощности с помощью ISO8528, ISO3046, AS2789, DIN6271 и BS5514). Этот рейтинг не относится ко всем моделям набора генераторов

Типичное применение - генератор, работающий с непрерывной необратимой нагрузкой, или параллельно с сетевой и непрерывной питательной мощностью на максимальном допустимом уровне 8 760 часов в год. Это также относится к наборам, используемым для пиковой экономии и/или поддержки сетки, даже если это может происходить только для, скажем, 200 часов в год.

В качестве примера, если в конкретном наборе рейтинг резервуара составлял 1000 кВт, то основной рейтинг мощности может составлять 850 кВт, а непрерывный рейтинг 800 кВт. Однако эти рейтинги варьируются в зависимости от производителя и должны быть взяты из таблицы данных производителя.

Часто набор может быть предоставлен всем трем рейтингам, отмеченным на табличке данных, но иногда он может иметь только резервный рейтинг или только первоклассный рейтинг.

Размеры

Как правило, однако это размер максимальной нагрузки, которая должна быть подключена, и приемлемое максимальное падение напряжения, которое определяет размер установленного, а не сами рейтинги. Если набор необходим для запуска двигателей, то набор должен быть не менее чем в три раза больше, чем самый большой мотор, который обычно начинается первым. Это означает, что он вряд ли будет работать где -нибудь вблизи рейтингов выбранного набора.

Многие производители Gen-набора имеют программы, которые позволяют правильно выбирать набор для любой заданной комбинации нагрузки. Размеры основаны на условиях площадки и типа бытовой техники, оборудования и устройств, которые будут питаться от набора генераторов.

Топливо

Дизельное топливо названо в честь дизельных двигателей, а не наоборот; Дизельные двигатели являются просто двигателями сжатия сжатия и могут работать на различных топливах, в зависимости от конфигурации и местоположения. Если доступно соединение газовой сетки, часто используется газ, так как газовая сетка будет оставаться под давлением практически во всех сокращениях энергии. Это реализовано путем введения газа с впускным воздухом и использования небольшого количества дизельного топлива для зажигания. Преобразование в 100% дизельное топливо может быть достигнуто мгновенно.

В более сельских ситуациях или для заводов с низким содержанием коэффициентов нагрузки дизельное топливо , полученное из сырой нефти , является распространенным топливом; Это реже замерзнет, ​​чем более тяжелые масла. Выносливость будет ограничена размером бака. Дизельные двигатели могут работать с полным спектром дистиллятов сырой нефти , от природного газа , спиртов , бензина и деревянного газа до топлива из дизельного масла до более дешевого остаточного топлива, которые похожи на сало при комнатной температуре и должны быть нагреты, чтобы они могли течь вниз по топливной линии.

Большие двигатели (примерно от 3 млн. До 30 мл) иногда используют тяжелые масла, по существу, сроки, полученные от конца процесса переработки. Небольшая добавленная сложность поддержания нагрева топливного масла, чтобы позволить ему течь, смягчая риски огня, которые поступают от чрезмерного топлива, делает их топливом непопулярным для меньших, часто беспилотных, генерирующих станций.

Другие возможные топлива включают в себя: биодизель , растительное масло , животные жиры и толловы , глицерин и угольную воду . Они должны использоваться с осторожностью: из -за их состава двигатель должен быть должным образом скорректирован, или они оказывают вредное влияние на срок службы двигателя. Например, двигатели, использующие суспензию с угольной водой, часто модифицируются с помощью более крупных инжекторов, чтобы позволить вводить топливо с более высокой плотностью в короткую долю второго раз. Другие топлива с высокой из-за сумасшедших, такие как сал, растительное масло или парафиновый воск, можно использовать со стандартными топливными форсунками, если топливо предварительно нагревается, чтобы уменьшить его вязкость к диапазону стандартного дизельного топлива. Двигатель, разработанный и построенный Rudolf Diesel для мировой ярмарки 1900 года, был заправлен арахисовым маслом, а не нефтяным продуктом, как и большинство современных двигателей, использующих его систему.

Смотрите также

• Расчет стоимости сети передачи Великобритании: стоимость за кВт -ч.
• Расчет стоимости резервного копирования: см. Spark Spress
• Дизельное электрическое множество единиц
• Использование энергии и сохранение в Великобритании
• Двигатель-генератор
• Электрический генератор
• Головочная мощность
• Управление нагрузкой
• Мотор -генератор
• Однофазный генератор
• Резервный генератор
• Стационарный двигатель
• Трехфазная электроэнергия
• Влажная укладка