دیزل ژنراتور چگونه کار می کند؟ راهنمای کامل

الف دیزل ژنراتور با تبدیل انرژی شیمیایی موجود در سوخت دیزل به انرژی مکانیکی از طریق احتراق داخلی و سپس تبدیل آن انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی از طریق القای الکترومغناطیسی عمل می‌کند. به زبان ساده: سوختن دیزل یک موتور را می چرخاند، موتور دینام را می چرخاند و دینام برق تولید می کند. کل فرآیند متکی بر دو اصل علمی اصلی - چرخه احتراق گازوئیل چهار زمانه و قانون القای الکترومغناطیسی فارادی - است که به ترتیب پیوسته و هماهنگ کار می کنند.

دیزل ژنراتورها از پرمصرف ترین منابع برق در جهان هستند. آنها برق پشتیبان را برای بیمارستان ها، مراکز داده و تاسیسات صنعتی فراهم می کنند. برق اولیه در مکان های دور بدون دسترسی به شبکه؛ و برق تکمیلی در سایت های ساخت و ساز و کشتی ها. ظرفیت دیزل ژنراتور نصب شده جهانی بیش از حد است 200 گیگاوات تا سال 2023 ، با ارزش بازار تقریباً 20 میلیارد دلار در سال. درک نحوه کار آنها به انتخاب واحد مناسب، نگهداری صحیح آن و عیب یابی موثر مشکلات کمک می کند.

دو سیستم هسته ای در هر دیزل ژنراتور

هر دیزل ژنراتور - از یک واحد قابل حمل 1 کیلووات تا یک سیستم آماده به کار صنعتی 2000 کیلووات - حول دو سیستم جدایی ناپذیر ساخته شده است که باید در هماهنگی کامل کار کنند.

موتور دیزل (Prime Mover)

موتور دیزل قلب مکانیکی ژنراتور است. سوخت دیزل را برای تولید نیروی چرخشی (گشتاور) می سوزاند. برخلاف موتورهای بنزینی، موتورهای دیزلی استفاده می کنند احتراق تراکمی به جای جرقه اشتعال - به این معنی که وقتی هوای فشرده به دمای تقریباً می رسد، سوخت دیزل به طور خودکار مشتعل می شود. 700–900 درجه فارنهایت (370–480 درجه سانتیگراد) ، بدون نیاز به شمع این تفاوت اساسی به موتورهای دیزلی بازده حرارتی بالاتر و عمر مفید بیشتری نسبت به مشابه های بنزینی می دهد.

آلترناتور (ژنراتور برق)

دینام قلب الکتریکی ژنراتور است. انرژی مکانیکی چرخشی موتور را از طریق القای الکترومغناطیسی به الکتریسیته جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. هنگامی که یک هادی (سیم پیچ مسی) در یک میدان مغناطیسی می چرخد، ولتاژی در سیم القا می شود. هرچه موتور سریعتر و ثابت‌تر بچرخد، خروجی الکتریکی پایدارتر و قدرتمندتر است. بیشتر دینام ها در دیزل ژنراتورها برای تولید طراحی شده اند خروجی AC 50 هرتز یا 60 هرتز - مطابقت با فرکانس شبکه کشوری که در آن استفاده می شود.

این دو سیستم به صورت مکانیکی جفت می شوند - معمولاً روی یک قاب فولادی مشترک ("قاب ژنست") نصب می شوند و از طریق یک جفت محور مستقیم یا یک کوپلینگ انعطاف پذیر که ارتعاش را جذب می کند به هم متصل می شوند. موتور دینام را با سرعت چرخشی ثابت به حرکت در می آورد که فرکانس خروجی را تعیین می کند.

چرخه احتراق دیزل چهار زمانه توضیح داده شده است

موتور دیزل در یک چرخه چهار زمانه کار می کند که به آن چرخه اتو دیزل نیز می گویند. هر سیکل از چهار حرکت پیستون مجزا در داخل هر سیلندر تشکیل شده است. درک این چرخه برای درک چگونگی تولید برق توسط دیزل ژنراتور ضروری است.

سکته مغزی 1 - مصرف

پیستون از نقطه مرگ بالا (TDC) به سمت نقطه مرگ پایین (BDC) به سمت پایین حرکت می کند. سوپاپ ورودی باز می شود و اجازه می دهد هوای تازه (نه مخلوط سوخت و هوا مانند موتورهای بنزینی) به داخل سیلندر کشیده شود. دریچه اگزوز بسته باقی می ماند. زمانی که پیستون به BDC می رسد، سیلندر با هوای تمیز در فشار اتمسفر پر می شود.

سکته مغزی 2 - فشرده سازی

هر دو دریچه بسته می شوند. پیستون از BDC به TDC به سمت بالا حرکت می کند و هوای محبوس شده را به حجم بسیار کمتری فشرده می کند. موتورهای دیزلی از نسبت تراکم 14:1 تا 25:1 استفاده می کنند (در مقایسه با 8:1 تا 12:1 در موتورهای بنزینی). این فشرده سازی شدید دمای هوا را به 700 تا 900 درجه فارنهایت افزایش می دهد - به اندازه ای گرم که سوخت دیزل در تماس مشتعل شود. بدون شمع مورد نیاز است. گرمای حاصل از فشرده سازی به تنهایی باعث احتراق می شود.

سکته مغزی 3 - قدرت (احتراق)

درست قبل از اینکه پیستون به TDC برسد، انژکتور سوخت مه دقیقی از سوخت دیزل را مستقیماً به هوای فشرده فوق گرم می‌پاشد. سوخت بلافاصله و به صورت انفجاری مشتعل می شود. انبساط سریع گازهای حاصل از احتراق، پیستون را با نیروی فوق العاده به سمت پایین هل می دهد. این تنها ضربه ای است که قدرت تولید می کند - تمام ضربات دیگر مقداری از انرژی ذخیره شده در فلایویل را مصرف می کنند. نیروی رو به پایین روی پیستون از طریق شاتون به میل لنگ منتقل می شود و حرکت خطی پیستون را به حرکت چرخشی تبدیل می کند.

سکته مغزی 4 - اگزوز

الفs the piston reaches BDC, the exhaust valve opens. The piston moves back upward, pushing the spent combustion gases out of the cylinder and through the exhaust system. The exhaust valve closes, the intake valve opens, and the cycle repeats continuously — typically 1500 تا 1800 بار در دقیقه (RPM) در طول عملکرد معمولی ژنراتور.

در موتورهای دیزلی چند سیلندر (بیشتر موتورهای ژنراتور دارای 4، 6، 8 یا 12 سیلندر هستند)، سیلندرها به ترتیب زمان بندی شده دقیقی شلیک می کنند به طوری که ضربات نیرو با هم همپوشانی دارند. این امر تحویل نیرو را به طور مساوی در اطراف چرخش میل لنگ توزیع می کند و به جای پالس های جداگانه، گشتاور صاف و ثابتی تولید می کند.

چگونه دینام چرخش را به الکتریسیته تبدیل می کند

هنگامی که موتور دیزل انرژی مکانیکی چرخشی تولید می کند، دینام آن را به برق AC قابل استفاده تبدیل می کند. این تبدیل بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی ، کشف شده توسط مایکل فارادی در سال 1831: یک میدان مغناطیسی در حال تغییر یک نیروی الکتروموتور (ولتاژ) را در یک هادی مجاور القا می کند.

روتور و استاتور: اجزای اصلی

دینام از دو جزء اصلی تشکیل شده است:

• روتور (سیم پیچ میدان): جزء دوار که مستقیماً توسط میل لنگ موتور هدایت می شود. این شامل آهنرباهای الکترومغناطیسی است (که توسط یک جریان تحریک DC انرژی می گیرد) که یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند.
• استاتور (سیم پیچ آرمیچر): جزء ثابت اطراف روتور. این شامل سیم پیچ های سیم مسی است که به صورت استوانه ای در اطراف روتور قرار گرفته اند.

الفs the rotor spins inside the stator, its rotating magnetic field continuously cuts through the stator's copper windings. This induces an alternating voltage in each winding — positive during one half-rotation, negative during the other. The result is alternating current (AC), which reverses direction at a rate determined by the rotor's rotational speed.

چگونه سرعت چرخش فرکانس خروجی را تعیین می کند

فرکانس خروجی AC مستقیماً با سرعت چرخش موتور (RPM) و تعداد جفت قطب های مغناطیسی در روتور تعیین می شود. رابطه به صورت زیر بیان می شود:

فرکانس (Hz) = (RPM × تعداد جفت قطب) ÷ 60

برای یک دینام استاندارد 2 قطبی که خروجی 60 هرتز تولید می کند (که در آمریکای شمالی استفاده می شود)، موتور باید دقیقاً با سرعت کار کند. 3600 دور در دقیقه . برای خروجی 50 هرتز (که در اروپا، آسیا و بیشتر نقاط جهان استفاده می شود)، یک دینام 2 قطبی نیاز دارد. 3000 دور در دقیقه . دینام 4 قطبی 60 هرتز در 1800 دور در دقیقه و 50 هرتز در 1500 دور در دقیقه به دست می آورد - دلیلی که بسیاری از دیزل ژنراتورهای بزرگ با این سرعت های پایین تر و کارآمدتر کار می کنند.

تنظیم ولتاژ

الفs electrical loads increase or decrease, the alternator's output voltage tends to fluctuate. The الفutomatic Voltage Regulator (AVR) به طور مداوم ولتاژ خروجی را کنترل می کند و جریان تحریک DC را که به آهنرباهای الکتریکی روتور تغذیه می شود، تنظیم می کند. جریان تحریک بیشتر میدان مغناطیسی را تقویت می کند و خروجی ولتاژ را افزایش می دهد. تحریک کمتر آن را ضعیف می کند. AVR های مدرن ولتاژ را در داخل حفظ می کنند ± 1٪ از ولتاژ خروجی نامی ، حتی تحت بارهایی که به سرعت در حال تغییر هستند.

سیستم های پشتیبانی کلیدی که دیزل ژنراتور را روشن نگه می دارد

فراتر از موتور و دینام، یک دیزل ژنراتور به چندین زیر سیستم حیاتی متکی است. هر یک نقش خاصی در حفظ عملکرد ایمن، کارآمد و قابل اعتماد ایفا می کند.

سیستم سوخت

سیستم سوخت دیزل را ذخیره می‌کند، آن را فیلتر می‌کند و دقیقاً با فشار و زمان مناسب به موتور می‌رساند. این شامل یک مخزن سوخت، فیلترهای سوخت (اولیه و ثانویه)، یک پمپ بالابر سوخت، یک پمپ تزریق فشار بالا و انژکتورهای سوخت است. دیزل ژنراتورهای مدرن استفاده می کنند تزریق مستقیم ریل مشترک (CRDI) سیستم هایی که سوخت را در فشار نگه می دارند 1000–2500 بار (14500–36000 psi) ، اتمیزه کردن سوخت بسیار خوب را برای احتراق تمیزتر و کارآمدتر امکان پذیر می کند.

کیفیت سوخت حیاتی است. گازوئیل آلوده - به ویژه گازوئیل با ورود آب یا رشد میکروبی - یکی از دلایل اصلی خرابی ژنراتور است. سیستم های پولیش سوخت برای ژنراتورهایی با مخازن روزانه بزرگ یا آنهایی که برای مدت طولانی در حالت آماده به کار قرار دارند توصیه می شود.

سیستم خنک کننده

احتراق گازوئیل گرمای بسیار زیادی تولید می کند - فقط حدود 40 تا 45 درصد از محتوای انرژی دیزل به کار مکانیکی مفید تبدیل می شود . بقیه باید به عنوان گرمای هدر رفته حذف شوند، در غیر این صورت موتور بیش از حد گرم می شود و از کار می افتد. بیشتر دیزل ژنراتورها از خنک کننده مایع استفاده می کنند: خنک کننده (معمولاً مخلوط آب و ضد یخ) از طریق گذرگاه های بلوک موتور و سرسیلندر به گردش در می آید و گرما را جذب می کند و سپس از طریق رادیاتور جریان می یابد که در آن یک فن گرما را به هوای اطراف پخش می کند.

ژنراتورهای بزرگتر (بالاتر از حدود 500 کیلو وات) ممکن است از رادیاتورهای راه دور، مبدل های حرارتی یا حتی برج های خنک کننده مدار بسته استفاده کنند. ژنراتورهای قابل حمل کوچکتر گاهی اوقات از خنک کننده هوا استفاده می کنند - پره های روی سطح سیلندر گرما را مستقیماً در هوای عبوری پخش می کنند و پیچیدگی مدار خنک کننده مایع را از بین می برند.

سیستم روغن کاری

متحرک قطعات فلزی باعث ایجاد اصطکاک می شود که یک موتور روغن کاری نشده را در عرض چند دقیقه از بین می برد. سیستم روانکاری یک فیلم مداوم از روغن را بین تمام اجزای متحرک نگه می دارد - پیستون ها، یاتاقان های میل لنگ، یاتاقان های میل بادامک، میله های اتصال و اجزای قطار سوپاپ. یک پمپ روغن، روغن موتور را از سامپ تحت فشار به گردش در می آورد. فیلترهای روغن ذرات فلزی و محصولات جانبی احتراق را حذف می کنند. اکثر تولیدکنندگان دیزل ژنراتور تعویض روغن را هر 250 تا 500 ساعت کارکرد توصیه می کنند ، هر چند این بسته به اندازه موتور و کاربرد متفاوت است.

الفir Intake and Exhaust System

هوای تمیز و فیلتر شده برای احتراق کارآمد ضروری است. سیستم ورودی هوا شامل یک فیلتر هوا است که گرد و غبار و ذرات را حذف می کند و از موتور در برابر سایش محافظت می کند. بسیاری از دیزل ژنراتورهای بزرگتر از a توربوشارژر - یک توربین که توسط گازهای خروجی هدایت می شود و هوای ورودی را قبل از ورود به سیلندرها فشرده می کند. توربوشارژ توده هوای بیشتری را به هر سیلندر وارد می‌کند، که باعث می‌شود سوخت بیشتری در هر ضربه سوزانده شود و توان خروجی به طور قابل توجهی افزایش یابد. دیزل های توربوشارژ می توانند تولید کنند 30 تا 50 درصد قدرت بیشتر از همان جابجایی موتور در مقایسه با معادل های تنفس طبیعی.

سیستم اگزوز گازهای احتراق را حذف می کند، صدا را از طریق صدا خفه کن/خفه کن کاهش می دهد و (در ژنراتورهای مدرن سازگار با آلایندگی) اگزوز را از طریق سیستم های تصفیه مانند فیلترهای ذرات دیزلی (DPF) و واحدهای کاهش کاتالیزوری انتخابی (SCR) عبور می دهد که انتشارات مضر را کاهش می دهند.

سیستم راه اندازی

موتورهای دیزلی برای شروع چرخه تراکم-اشتعال به میل لنگ خارجی نیاز دارند. اکثر دیزل ژنراتورها از یک سیستم راه اندازی الکتریکی استفاده می کنند: یک موتور استارت 12 ولت یا 24 ولت DC (که توسط یک بانک باتری اختصاصی کار می کند) چرخ دنده حلقه چرخ چرخ موتور را درگیر می کند و موتور را تقریباً میلنگ می کند. 150-250 دور در دقیقه - به اندازه کافی سریع برای رسیدن به تراکم کافی برای احتراق. هنگامی که موتور روشن می شود و سرعت افزایش می یابد، استارت به طور خودکار جدا می شود.

ژنراتورهای صنعتی بزرگ ممکن است از سیستم‌های راه‌اندازی هوای فشرده استفاده کنند، جایی که هوای فشرده ذخیره‌شده به داخل سیلندرها هدایت می‌شود تا موتور را بچرخاند - در محیط‌هایی که بانک‌های باتری بزرگ غیرعملی هستند مفید است. سیستم‌های راه‌اندازی خودکار شامل یک شارژر باتری برای شارژ کامل باتری‌های راه‌اندازی در طول دوره‌های آماده به کار هستند.

کنترل پنل و سیستم مانیتورینگ

کنترل پنل مغز ژنراتور است. تمام پارامترهای حیاتی را کنترل می کند و عملکرد خودکار را مدیریت می کند. پانل‌های کنترل دیجیتال مدرن (که اغلب به آن‌ها کنترل‌کننده‌های ژنراتور یا AMF - خرابی خودکار برق - پانل‌ها گفته می‌شود) به طور پیوسته ردیابی می‌کنند:

• ولتاژ خروجی، جریان، فرکانس و ضریب توان
• دمای مایع خنک کننده موتور و فشار روغن
• سطح سوخت و میزان مصرف
• ولتاژ باتری و وضعیت شارژ
• دور موتور و ساعت کار

در برنامه های آماده به کار، پانل AMF قطع برق شبکه را تشخیص می دهد و به طور خودکار ژنراتور را راه اندازی می کند، بار را از منبع برق به ژنراتور منتقل می کند و پس از بازیابی منبع برق، بار را به برق برمی گرداند - همه اینها بدون دخالت انسان. زمان پاسخ AMF معمولی بین 10 تا 30 ثانیه است از قطع برق تا بار کامل ژنراتور.

توالی کامل تولید برق مرحله به مرحله

برای درک جریان عملیاتی کامل، در اینجا دنباله کامل از دستور شروع تا تحویل برق آمده است:

1. پانل کنترل یک فرمان شروع (دستی، خودکار در هنگام خرابی شبکه، یا برنامه ریزی شده) دریافت می کند.
2. موتور استارتی که با باتری کار می‌کند، موتور را می‌لنگ می‌زند و میل لنگ را می‌چرخاند تا چرخه فشرده‌سازی را آغاز کند.
3. سیستم سوخت دیزل را با فشار بالا به انژکتورها می رساند.
4. هوای فشرده در سیلندرها به دمای احتراق می رسد. انژکتورهای سوخت گازوئیل را اسپری می کنند و احتراق را آغاز می کنند.
5. احتراق پیستون ها را به سمت پایین هدایت می کند. میله های اتصال حرکت خطی را به چرخش میل لنگ تبدیل می کنند.
6. میل لنگ روتور دینام را از طریق کوپلینگ مستقیم یا محور محرک می چرخاند.
7. میدان مغناطیسی دوار از روتور باعث القای ولتاژ AC در سیم‌پیچ‌های استاتور می‌شود.
8. AVR جریان تحریک را برای حفظ ولتاژ خروجی پایدار تنظیم می کند.
9. سیستم گاورنر سرعت موتور را کنترل می کند و تحویل سوخت را برای حفظ RPM نامی تحت بارهای مختلف تنظیم می کند.
10. هنگامی که ژنراتور به فرکانس و ولتاژ نامی رسید، کلید انتقال آن را به مدار بار متصل می کند.
11. برق از پایانه های دینام از طریق کلیدهای مدار خروجی به بارهای متصل جریان می یابد.

در طول عملیات، گاورنر و AVR به طور مداوم برای حفظ فرکانس و ولتاژ ثابت با تغییر تقاضای بار تنظیم می‌شوند - وقتی بارها افزایش می‌یابند، سوخت بیشتری اضافه می‌کنند و وقتی بار کاهش می‌یابد، سوخت را کاهش می‌دهند.

گاورنر: چگونه یک دیزل ژنراتور فرکانس پایدار را حفظ می کند

پایداری فرکانس یکی از حیاتی ترین الزامات یک ژنراتور برق است. بیشتر تجهیزات الکتریکی - موتورها، رایانه ها، ساعت ها و بالاست های روشنایی - دقیقاً در فرکانس 50 یا 60 هرتز طراحی شده اند. انحرافات فرکانس باعث اختلال در عملکرد تجهیزات، سایش زودرس یا آسیب می شود.

گاورنر سیستم مکانیکی یا الکترونیکی است که دور موتور (و در نتیجه فرکانس خروجی ثابت) را بدون توجه به تغییرات بار ثابت نگه می دارد. هنگامی که بار بزرگی به طور ناگهانی به یک ژنراتور متصل می شود، به طور لحظه ای موتور را کند می کند. گاورنر این افت سرعت را تشخیص می دهد و بلافاصله تحویل سوخت را برای بازیابی RPM افزایش می دهد. هنگامی که یک بار بزرگ قطع می شود، موتور به طور لحظه ای بیش از حد سرعت می گیرد و گاورنر تحویل سوخت را کاهش می دهد.

گاورنرهای مکانیکی در مقابل الکترونیکی

دیزل ژنراتورهای قدیمی‌تر از گاورنرهای مکانیکی وزن مگس استفاده می‌کردند - وزنه‌های گریز از مرکز که با افزایش سرعت موتور به سمت بیرون حرکت می‌کردند و قفسه کنترل سوخت را از طریق مکانیزم اهرمی تنظیم می‌کردند. در حالی که گاورنرهای مکانیکی قوی و قابل اعتماد هستند، معمولا فرکانس را درون خود نگه می دارند ± 3-5٪ از ارزش رتبه بندی شده .

ژنراتورهای مدرن از گاورنرهای الکترونیکی هم زمان استفاده می کنند - کنترل کننده های دیجیتالی که سرعت موتور را از طریق سنسورهای پیکاپ مغناطیسی اندازه گیری می کنند و تنظیمات سریع و دقیقی را در سیستم تزریق سوخت الکترونیکی انجام می دهند. گاورنرهای الکترونیکی فرکانس را در داخل حفظ می کنند ± 0.25٪ یا بهتر که برای الکترونیک حساس، موتورهای با سرعت متغیر و عملکرد موازی با دیگر ژنراتورها یا شبکه برق ضروری است.

انواع دیزل ژنراتورها و اصول عملکرد آنها

در حالی که همه دیزل ژنراتورها از اصول عملیاتی اساسی یکسانی پیروی می کنند، اما از نظر طراحی، مقیاس و کاربرد بسیار متفاوت هستند. درک تفاوت ها در انتخاب نوع مناسب برای یک نیاز خاص کمک می کند.

آماده به کار در مقابل قدرت اولیه در مقابل رتبه بندی مداوم

ژنراتورهای دیزلی برای چرخه های کاری مختلف رتبه بندی می شوند و استفاده از ژنراتور فراتر از وظیفه نامی آن به طور قابل توجهی عمر مفید آن را کاهش می دهد:

• امتیاز آماده به کار: حداکثر توان موجود برای مدت زمان اضطراری (معمولا تا 200 ساعت در سال). برای استفاده مداوم یا برق اولیه مناسب نیست.
• رتبه قدرت اولیه: برق برای ساعات نامحدود در سال با بارهای متغیر در دسترس است. به طور معمول 10٪ کمتر از رتبه بندی آماده به کار.
• رتبه بندی مستمر: حداکثر توان برای ساعات نامحدود در بار ثابت. به طور معمول 20٪ کمتر از رتبه بندی آماده به کار.

دیزل در مقابل ژنراتورهای بنزینی: تفاوت های عملیاتی چگونه مهم است

ژنراتورهای دیزلی و بنزینی هر دو سوخت را از طریق احتراق داخلی به الکتریسیته تبدیل می کنند، اما تفاوت های اساسی در فرآیند احتراق آنها تفاوت های عملی قابل توجهی در عملکرد، کارایی و طول عمر ایجاد می کند.

را مصرف سوخت 30 تا 40 درصد کمتر در هر کیلووات ساعت دیزل ژنراتورها آنها را به طرز چشمگیری برای کار در مقیاس ارزان تر می کند. یک تأسیسات تجاری که یک ژنراتور 100 کیلوواتی را به مدت 500 ساعت در سال کار می کند، تقریباً 15000-17500 لیتر گازوئیل در مقابل 22500-30000 لیتر بنزین مصرف می کند که تفاوتی بین 10000 تا 20000 دلار در سال با قیمت سوخت معمولی دارد.

مشکلات رایج و نحوه برخورد طرح ژنراتور با آنها

درک نحوه عملکرد دیزل ژنراتورها همچنین به معنای درک اشتباهات است - و اینکه چرا طراحی ژنراتور شامل موارد حفاظتی خاص در برابر رایج ترین حالت های خرابی است.

انباشتن مرطوب (کم بارگیری)

هنگامی که یک دیزل ژنراتور به طور مداوم در کمتر از 30 درصد از بار نامی آن دمای احتراق برای سوختن کامل مخلوط دیزل و هوا بسیار پایین است. سوخت نسوخته و رسوبات کربن (که "پشته مرطوب" یا "بارگذاری کربن" نامیده می شود) در سیستم اگزوز، توربوشارژر و رینگ های پیستون جمع می شوند. با گذشت زمان، این امر باعث کاهش قدرت، دود بیش از حد و افزایش مصرف سوخت می شود.

پیشگیری: اندازه ژنراتورها به گونه ای مناسب باشد که با 50 تا 80 درصد ظرفیت نامی کار کنند. برای ژنراتورهای آماده به کار که به ندرت کار می کنند، برای سوزاندن ذخایر کربن انباشته شده، آزمایش بارگیری منظم را برنامه ریزی کنید.

اضافه بار

کارکردن یک ژنراتور بالاتر از ظرفیت نامی آن به موتور، دینام و سیم کشی فشار وارد می کند. موتور باید گشتاور بیشتری نسبت به آنچه طراحی شده است ارائه دهد، مصرف سوخت، تولید گرما و سایش را افزایش دهد. دینام داغ تر می شود و عایق را روی سیم پیچ های استاتور ضعیف می کند. ژنراتورهای مدرن دارای قطع کننده های مدار و سیستم های مدیریت بار الکترونیکی هستند که در برابر اضافه بار مداوم محافظت می کنند، اما اضافه بارهای لحظه ای (مانند نوسانات راه اندازی موتور) می توانند به 3-6 برابر جریان معمولی و باید در محاسبات اندازه در نظر گرفته شود.

شروع شکست در شرایط سرد

موتورهای دیزلی به دستیابی به دمای تراکم کافی برای احتراق بستگی دارند. در دمای محیط سرد (زیر 40 درجه فارنهایت / 4 درجه سانتیگراد)، راه اندازی مشکل می شود زیرا هوای سرد متراکم تر و فشرده تر است، ویسکوزیته سوخت دیزل افزایش می یابد و ظرفیت باتری کاهش می یابد. دیزل ژنراتورهای مدرن این مشکل را برطرف می کنند شمع های تابش یا بخاری های هوای ورودی که محفظه احتراق را از قبل گرم می کنند، بخاری های بلوک موتور که دمای مایع خنک کننده را در حالت آماده به کار حفظ می کنند، و دیزل در هوای سرد با نقطه ریزش پایین تر ترکیب می شود.

ناپایداری ولتاژ و فرکانس

تغییرات سریع بار - مانند راه اندازی موتورهای بزرگ یا روشن شدن تجهیزات با وات بالا - باعث ایجاد تقاضای ناگهانی در ژنراتور می شود. گاورنر و AVR باید به سرعت واکنش نشان دهند تا از افت فرکانس (که موتورها را کند می کند و باعث سوسو زدن نور می شود) یا کاهش ولتاژ (که می تواند به قطعات الکترونیکی حساس آسیب برساند) واکنش نشان دهد. قابلیت پاسخ مولد، به عنوان اندازه گیری آن زمان پاسخ گذرا ، یک مشخصات حیاتی برای برنامه های کاربردی با بارهای دینامیکی است.

راندمان دیزل ژنراتور: در واقع چقدر سوخت مصرف می کند؟

مصرف سوخت هزینه عملیاتی اولیه دیزل ژنراتور است و به میزان قابل توجهی با سطح بار، اندازه موتور و سن متفاوت است. درک مصرف سوخت به برنامه ریزی عملیاتی، اندازه ذخیره سازی سوخت و محاسبات کل هزینه مالکیت کمک می کند.

مصرف سوخت در سطوح مختلف بار

الف commonly used rule of thumb is that a diesel generator consumes approximately 0.4 لیتر گازوئیل در ساعت به ازای هر کیلووات ظرفیت نامی در بار 75 تا 80 درصد با این حال، مصرف واقعی با درصد بار متفاوت است:

توجه کنید که راندمان سوخت (لیتر در کیلووات ساعت) در واقع با افزایش بار بهبود می یابد . کارکردن یک ژنراتور با بار ۲۵ درصد به میزان قابل توجهی سوخت بیشتری را به ازای هر واحد برق تولید شده نسبت به کار با بار ۷۵ تا ۱۰۰ درصد هدر می دهد. به همین دلیل است که اندازه مناسب ژنراتور - نه خیلی بزرگ و نه خیلی کوچک - تأثیر مستقیمی بر هزینه سوخت دارد.

آلایندگی ها: دیزل ژنراتور چه اگزوز می کند و چرا مهم است

احتراق گازوئیل چندین گاز و ذرات اگزوز تولید می کند. درک این که اینها چیست و چگونه ژنراتورهای مدرن آنها را مدیریت می کنند، با تشدید مقررات زیست محیطی در سطح جهانی اهمیت فزاینده ای دارد.

اجزای اصلی اگزوز

• دی اکسید کربن (CO2): را primary combustion product. Unavoidable with any carbon-based fuel. Approximately 2.68 kg of CO₂ is produced per liter of diesel burned.
• اکسیدهای نیتروژن (NOx): هنگامی که نیتروژن اتمسفر با اکسیژن در دمای احتراق بالا واکنش می دهد تشکیل می شود. NOx به مه دود و باران اسیدی کمک می کند و در معرض محدودیت های شدید انتشار است.
• ذرات معلق (PM): ذرات ریز دوده کربن که در اثر احتراق ناقص تولید می شوند. PM یک نگرانی بهداشتی مهم است، به ویژه در محیط های بسته یا شهری.
• مونوکسید کربن (CO): در اثر احتراق ناقص تولید می شود. سمی در غلظت های بالا؛ دلیل اصلی این است که دیزل ژنراتورها هرگز نباید در داخل یا در فضاهای بسته بدون تهویه مناسب کار کنند.
• هیدروکربن ها (HC): ذرات سوخت نسوخته، همچنین از احتراق ناقص.

سیستم های مدرن کنترل انتشار

مقررات انتشار گازهای گلخانه ای برای ژنراتورهای دیزلی بر اساس استانداردهایی مانند EPA Tier 4 Final، EU Stage V و استاندارد ملی VI چین تنظیم می شود. انطباق مستلزم ادغام فناوری های پس از درمان است:

• فیلتر ذرات دیزلی (DPF): ذرات دوده را به دام می اندازد و به طور دوره ای می سوزاند و انتشار PM را تا 95 درصد کاهش می دهد.
• کاهش کاتالیزوری انتخابی (SCR): مایع اگزوز دیزل (DEF/AdBlue - محلول اوره) را به جریان اگزوز تزریق می کند، جایی که با NOx روی یک کاتالیزور واکنش می دهد تا نیتروژن و آب بی ضرر تولید کند و NOx را تا 90٪ کاهش دهد.
• چرخش گاز اگزوز (EGR): بخشی از گاز خروجی را به هوای ورودی بازگردانده و دمای اوج احتراق و در نتیجه تشکیل NOx را کاهش می دهد.

موتورهای EPA Tier 4 Final تقریباً 90٪ کمتر از موتورهای دیزلی NOx و PM کمتر منتشر می کنند. از دهه 1990، نشان دهنده یک بهبود چشمگیر در اثرات زیست محیطی و سلامتی است.

ملزومات تعمیر و نگهداری بر اساس نحوه عملکرد ژنراتور

دانستن اینکه چگونه یک دیزل ژنراتور کار می کند به طور مستقیم به تعمیر و نگهداری نیاز دارد و چرا. هر زیرسیستم نیازمندی های خدماتی خاصی دارد که با شرایط عملیاتی آن مرتبط است.

فواصل تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده

چرا این وظایف از نظر مکانیکی اهمیت دارند؟

روغن موتور از طریق تجزیه حرارتی و آلودگی با محصولات جانبی احتراق تجزیه می شود. روغن فرسوده استحکام لایه محافظ خود را از دست می دهد و امکان تماس فلز با فلز را فراهم می کند. فیلترهای سوخت آب و ذرات را جمع می کنند که در غیر این صورت انژکتورها را مسدود کرده یا باعث خوردگی می شوند. خنک کننده از نظر شیمیایی تجزیه می شود و خاصیت بازدارنده خوردگی خود را از دست می دهد و نقطه جوش را کاهش می دهد. نادیده گرفتن تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده شایع ترین علت خرابی زودرس دیزل ژنراتور است - و قابل پیشگیری ترین.