Меню

Автономные дизельные электростанции мощность



Как подобрать мощность дизельной электростанции?

К нам часто обращаются с вопросами о правилах расчета мощности дизельных электростанций. Вот лишь несколько примеров.

  • Предполагаем, что для снабжения офиса нужна дизельная электростанция 30 кВт. Купить ли эту установку, или подойдет электростанция меньшей мощности?
  • Больше миллиона стоила нам дизельная электростанция 200 кВт. Цена станции оправдает ожидания? Или для снабжения мастерской стоило взять оборудование чуть дороже, но с запасом мощности?
  • Справится ли с резервированием рабочего поселка дизельная электростанция 100 кВт? Купить ли оборудование мощнее?

Волнение заказчиков вполне понятно. К выбору мощности дизель-генератора стоит подходить очень внимательно. Ведь если эта характеристика подобрана неверно, то, в будущем вас может ожидать целый букет проблем.

Бывает, что клиенты на глаз и по наитию определяют, что для проекта нужен дизельный генератор 100 кВт. Купить, между тем, им стоило бы что-то мощнее. В итоге — перегрузка агрегата, снижение срока эксплуатации из-за длительной работы на предельных режимах, большой расход топлива.

Конечно, если вы не профессиональный инженер, лучше не полагаться на собственные знания, а обратиться за консультацией к специалистам. Но сам принцип расчета требуемой мощности дизельной электростанции лучше представлять себе хотя бы в общих чертах. Это элементарно упростит вам задачу выбора агрегата.

Элементарный расчет требуемой мощности

Необходим дизель-генератор для загородного дома, где семья проживает постоянно.

Мощности должно хватить на то, чтобы обеспечить освещение и отопление помещений, работу кондиционера и системы подготовки воды. А также запитать бытовые приборы: холодильник, микроволновую печь, телевизор, пылесос и стиральную машину.

Подойдет ли для этого ДГУ мощностью 25 кВт или все-таки придется выбрать дизельный генератор 30 кВт, цена которого – значительно выше?

Шаг 1. Определить мощности и коэффициенты пусковых токов всех приборов.

Прежде чем запрашивать у производителей цены на дизельные генераторы 30 кВт – разберитесь с потребителями, которых агрегат будет питать. Все электроприборы, которые находятся в вашем доме, делятся на резистивные и индуктивные. В составе резистивных приборов нет электродвигателя. Они потребляют активную мощность и преобразуют ее в свет или тепло. Это лампы накаливания, кухонные плиты, любые нагревательные приборы.

Индуктивные – это приборы, которые работают от электродвигателя. Например, компрессор, дрель, холодильник. На короткий промежуток времени после запуска такого оборудования возникает пусковой ток. Он может в несколько раз превышать номинальную мощность агрегата. Поэтому для запуска таких приборов требуется дополнительная мощность.

Как определить мощность и коэффициент пускового тока оборудования? Ищем информацию в паспорте устройства, в инструкции по применению или на заводской табличке/наклейке. Если нет возможности точно узнать, какой мощности приборы, которые вы собираетесь подключить, воспользуйтесь таблицей приближенных значений.

Тип потребителя Номинальная мощность, Вт Мощность при пуске, Вт Требуемый коэффициент запаса
Циркулярная пила 1100 1450 1,3
Дрель электрическая 800 950 1,2
Шлифовальная машинка 2200 2800 1,3
Перфоратор 1300 1600 1,2
Пылесос 1400 1700 1,2
Подвальный вакуумный насос 4000 4000 4
Холодильник 600 2000 3,3
Кондиционер 1000 3500 3,5
Стиральная машина 1000 3500 3,5
Обогреватель-радиатор 1000 1000 1
Лампа накаливания 500 500 1
Электроплита 6000 6000 1
Электропечь 1500 1500 1
Электрочайник 2000 2000 1
Микроволновая печь 800 1600 2
Телевизор 500 500 1
Электромясорубка 1000 до 7000 До 7
Утюг 1000 до 7000 До 7

Шаг 2. Сложить мощности всех потребителей. Добавить запас 20%.

Итого: 24 кВт

Берем номинальные мощности и умножаем их на коэффициент запаса. Так мы закладываем в мощность пусковые токи индуктивных приборов. В нашем случае сумма мощностей всех приборов составила 24 кВт.

К этому числу следует добавить еще 20%. Эта дополнительная мощность покроет неточности в расчетах и даст возможность в будущем увеличить количество потребителей электроэнергии. Получается, что для резервного энергоснабжения загородного дома из нашего примера потребуется дизельная электростанция 30 кВт. Купить такую ДГУ лучше у производителя. А ее цена зависит от множества факторов: марка двигателя, положенного в основу установки, степень автоматизации, исполнение. Ориентируйтесь на то, что самый дешевый дизельный генератор 30 кВт купить получится не меньше, чем за стоимость нового легкового автомобиля отечественной сборки.

Шаг 3. Проверить оптимальность мощностного диапазона

Но не спешите тут же смотреть все дизель генераторы 30 кВт, которые предлагаются на рынке. Есть еще один способ убедиться, что вы определили требуемую мощность правильно.

Электроагрегат работает в оптимальном режиме лишь в том случае, когда подключенная к нему нагрузка составляет от 40 до 80% мощности станции. Дизель-генератор не должен работать на пределе своих возможностей, но и слишком низкая нагрузка вредит его способностям. Если в вашем расчете учтено много приборов, но далеко не все из них используются постоянно, можно немного уменьшить запас мощности, ограничившись 10-15%.

В нашем случае все рассчитано идеально. Среди учтенных приборов 5 работают постоянно, а значит, считаются минимально возможной нагрузкой. Это освещение, отопление, холодильник, вентиляция и снабжение дома водой. Все вместе они составляют 52% полной мощности электростанции. С верхней границей тоже все в порядке. При одновременном подключении всех приборов к дизель-генератору, он будет загружен на 80%. Корректировать добавленный запас мощности не нужно — дгу 30 кВт отлично справится с задачей.

Расчет мощности для «тяжелых» потребителей

Дизель-генератор будет работать на буровой установке – обеспечивать запуск ротора и насоса.

Насос потребляет 16 кВт. Но его пусковой ток – в семь раз больше. Ротор потребляет 9 кВт при стартовом токе в 45 кВт.

Подойдет ли дизельная электростанция 200 кВт для привода механизмов буровой установки? Или стоит купить ДГУ с запасом мощности?

Электроприводы насосов, роторов, лебедок имеют очень большие пусковые токи. При этом значение коэффициента мощности остается небольшим. Как это учитывать при выборе мощности электростанции?

Необходимо сложить пусковые токи одновременно запускаемых потребителей и убедиться в том, что полученная сумма не превышает возможностей станции. То есть электрогенератор способен вырабатывать максимальное значение в течение короткого времени.

Итого: 157 кВт

В нашем случае при сложении пусковых токов получилась цифра 157 кВт. Такую мощность могут вырабатывать сразу несколько моделей, и теперь главное – выбрать ту, для которой режим будет наиболее оптимальным. Так, рассматривать для проекта ДГУ номинальной мощностью 150 кВт чревато проблемами. Агрегат хоть и потянет стартовые скачки мощности, но долго проработать не сможет. Приобретать станцию 250 кВт тоже не имеет смысла. Придется раскошелиться, но при этом техника будет работать не в полную силу – это тоже плохо для ее ресурса. Для данного проекта стоит выбрать дизельный генератор 200 кВт, цена которого позволит не потратить лишних денег, а способностей хватит, чтобы справиться с высокими пусковыми токами без ущерба для собственной работоспособности.

Есть и другие варианты, которые помогают предотвратить чрезмерное увеличение пусковых токов. Например, потребителей можно разбить на группы с заранее заданной временной последовательностью пуска через 30-60 секунд. В таком случае снабдить буровую электричеством смогут и дизельные генераторы 100 кВт.

Подбор мощности для варьирующихся нагрузок

Требуется дизель-генератор для котельной – резервировать вспомогательное электрооборудование теплоисточников.

Уровень потребления котельной меняется в зависимости от сезона. Летом потребление небольшое — дизельная электростанция 100 кВт будет работать на четверть своих возможностей. Тем не менее, зимой мощности нужно больше и единственным решением кажется тот самый дизельный генератор 100 кВт, цена которого неоправданно высока для такого сезонного режима работы.

Существует три режима работы ДГУ. Продолжительный, когда вы нагружаете ДЭС на 70% и она работает 24 часа в сутки. Основной режим, когда электростанция нагружается на 90% и работает 6-8 часов в сутки. И резервный режим, когда вы нагружаете агрегат по «полной», но он работает всего 500 часов в год.

В паспорте любого дизель-генератора указаны две мощности. Основная мощность (PRP, Prime Power) — номинал, вырабатывая который, дизельная электростанция будет чувствовать себя комфортно. И ограниченная по времени мощность (LTP, Limited Time Power) — номинал, вырабатывая который, ДЭС будет работать на максимуме своих возможностей. На первый показатель стоит ориентироваться, когда вы покупаете ДГУ для основного и продолжительного режимов работы. На второй – когда рассматриваете вариант использования ДГУ в качестве резервного источника питания.

Но в случае с котельной все гораздо сложнее. Режим работы не подходит под стандартные схемы. Агрегат, который по всем параметрам годится для проекта, на самом деле, принесет больше проблем, чем пользы. Не лучшим решением проблемы будет единичная дизельная электростанция 100 кВт. Цена решения и правда получится слишком высокой. Ведь летом, когда котельной требуется лишь 25% мощности станции, потребуется дополнительная искусственная нагрузка. Иначе обеспечить работоспособность и долговечность генератора не получится.

В подобных задачах стоит в принципе отказаться от идеи единичных электростанций и закрыть каталоги, в которых представлены дизель генераторы 100 кВт. Отличным вариантом для объектов с варьирующейся нагрузкой станет энергокомплекс – связка из нескольких электростанций. Энергокомплекс позволяет изменять рабочий режим в зависимости от потребностей. Установки могут действовать по-отдельности, а могут объединить усилия и работать синхронно. Так, зимой дуэт дизель-генераторов мощностью по 50 кВт каждый способен вырабатывать сразу 100 кВт энергии. А летом одна из станций прекратит свою работу, оставив дела компаньону. К тому же, обычно несколько установок стоят на 20-30% дешевле, чем единичная электростанции большой мощности.

Учиться лучше всего на примерах из реальной жизни. Мы подробно рассмотрели несколько кейсов по выбору мощности дизельных электростанций. Надеемся, что в нужный момент эти истории помогут разобраться: нужна вам дгу 100 кВт или стоит рассматривать для своего проекта исключительно дизельные генераторы 200 кВт.

Источник

Дизельные электростанции (ДЭС)

Довольно часто возникают ситуации, когда из-за отсутствия централизованного электроснабжения приходится использовать различные виды альтернативных источников электроэнергии. К этой категории относятся и дизельные электростанции, хорошо зарекомендовавшие себя среди потребителей при аварийных отключениях энергетической системы.

  1. Типовая конструкция установок на дизтопливе
  2. Принцип работы
  3. Где используются
  4. Конструктивные особенности
  5. Классификация ДЭС
  6. Тип и конструкция корпуса
  7. Мобильность
  8. Мощность
  9. Тип управления
  10. Техническое обслуживание и рекомендации по эксплуатации
  11. Производители и торговые марки

Типовая конструкция установок на дизтопливе

Конструктивно, все дизельные генераторы относятся к категории многопрофильных устройств с моторами ДВС. Станции производятся двух видов, предусматривающих неподвижное и мобильное применение, в зависимости от эксплуатационных условий.

Дизельные электростанции (ДЭС)

Практически все дизельные электростанции – представляют собой достаточно сложный механизм, собранный из различных частей и компонентов.

Основными составляющими ДЭС являются:

  • Дизельный двигатель четырехтактный. Число цилиндров колеблется от 1 до 8 и соответствует заявленной производительности агрегата.
  • Топливная система и аппаратура для закачки воздуха. Внутрь двигателя компоненты смеси поступают раздельно. Дизтопливо через форсунки распыляется внутрь цилиндра топливным насосом, а нагнетание воздуха осуществляется турбокомпрессором. Под действием давления происходит сильный нагрев воздуха, воспламеняющего распыленное топливо.
  • Охлаждающая система, отводящая излишки тепла от разогретых деталей и поддерживающая необходимый уровень температуры. В роли охлаждающей жидкости выступает вода или антифриз. Ее движение внутри водяной рубашки происходит по специальным каналам, под давлением, создаваемым водяным насосом. В конце полного круговорота охлаждающая жидкость возвращается в радиаторную емкость и снижает температуру под действием лопастей вентилятора.
  • Генераторная установка. Производит электрический ток и, в зависимости от модификации, бывает одно- (220 В) или 3-х фазного (380 В и выше) типа.
  • Автоматическая система управления. Более известна как система автоматического ввода резерва. Данная аппаратура выполняет самостоятельное включение генератора без участия оператора.
  • Топливный бак. Достаточно вместительный резервуар объемом на 200-300 литров.
  • Рама. Металлический каркас, на котором размещаются все узлы и детали. В местах креплений установлены демпферные прокладки, обеспечивающие защиту от вибрационных колебаний.
  • Контейнерная емкость, он же кожух. Устанавливается поверх всей конструкции, защищает станцию от внешних негативных воздействий. Снижает уровень шума, производимого во время работы.

Принцип работы

Принцип функционирования электростанции основан на взаимодействии всех частей и компонентов, входящих в ее конструкцию. Он заложен в правила технической эксплуатации дизельных электростанций. Все подобные изделия производятся в неподвижном или мобильном исполнении, и применяются в качестве автономных, аварийных или резервных источников питающего напряжения.

Основой любой электрической станции считается дизель-генератор, содержащий в конструкции двигатель и генераторную установку. Оба компонента объединены друг с другом посредством специальной муфты, что позволяет преобразовывать вращательный момент в электрическую энергию.

Эксплуатация дизельных электроустановок происходит в определенном алгоритме:

  • В каждый цилиндр нагнетается воздушная масса под высоким давлением. В замкнутом пространстве происходит его сжатие и разогрев до высокой температуры. Через определенный промежуток времени в цилиндры подается топливо, распыленное в форсунках. Под действием нагретого сжатого воздуха пары солярки возгораются, расширяются и создают высокое давление во внутреннем пространстве цилиндра.
  • Раскаленная газовая смесь толкает поршень, вызывающий вращательное движение коленвала. Мотор запускается в действие и посредством муфты передает свой крутящий момент на генераторный ротор.
  • В результате преобразований в конечном итоге получается электрическое напряжение с установленными характеристиками.

Существует специальная терминология, отличающая разные виды установок, в соответствии с их функциями и целевым назначением. Прежде всего, это такие понятия как дизель-генератор, агрегат дизель-электрический, дизельная электростанция. Их отличия друг от друга заключаются в следующем:

  • Дизель-генератор. Состоит из дизельного мотора и генераторной установки, соединенных в общую конструкцию.
  • Агрегат дизель-электрический. Его основу составляет дизель-генератор, дополненный рамной конструкцией, баком для горючей и контрольной аппаратуры.
  • Дизельная электростанция (ДГУ). Изготавливается в виде неподвижного или мобильного агрегата, созданного на основе дизель-электрической установки. Его конструкция еще более расширена и дополнена распределительными устройствами, автоматикой, пультом управления и комплектом ЗИП.

Где используются

По своему функциональному предназначению рассмотренные электростанции бывают основными или главными, резервными или запасными и на случай аварий.

Первый вид установок используется в виде автономных или независимых источников напряжения местах строительства и в сельском хозяйстве, в лесозаготовительной сфере и в прочих удаленных точках, где по ряду причин невозможно воспользоваться и подключиться к стационарным электрическим сетям.

Резервные ДЭС. Заменяют основные электростанции, вышедшие из строя в результате аварии. Они же обеспечивают резервное электроснабжение при отключении внешних стационарных сетей.

Эксплуатация аварийных устройств осуществляется в лечебных учреждениях, узлах связи и прочих аналогичных местах, где совершенно не допускаются перебои с электричеством. Они находятся в постоянной готовности к принятию на себя полной или частичной загрузки при отключении напряжения, что предусматривают и правила технической эксплуатации дизельных электростанций.

Сфера использования оборудования этого типа очень большая. Дизельные станции активно применяются в самых разных организациях и на предприятиях, специальными и техническими службами и владельцами загородных домов. Основными пользователями являются строительные организации, торговые фирмы, магазины и автомойки.

В соответствии с режимами и условиями будущей работы, выбирается соответствующая мощность оборудования. Обязательно следует учесть, что продолжительная работа с полной загрузкой или слишком маленькие нагрузки приводят к сокращению моторесурса и срока нормальной работы станции. Для постоянного рабочего режима нагрузка должна быть не выше 60-80% от номинальной производительности, а при использовании резервного варианта этот показатель составляет 70-90%.

Конструктивные особенности

Как уже отмечалось, все электроустановки с дизельными моторами бывают передвижного (АД) или неподвижного позиционного (АСД) типа. Станции, оборудованные автоматикой, имеют в маркировке еще одну литеру А.

Передвижные дизельные электростанции монтируются на прицепах легковых и грузовых авто или других наиболее подходящих средствах передвижения, оборудуются капотом. Нередко они устанавливаются непосредственно в кузов. Таким образом, обеспечивается защита от осадков и других отрицательных влияний, возможных на открытом воздухе. Каждая станция представляет собой комплектную электроустановку, содержащую отдельные блоки и узловые части, установленные на единую рамную конструкцию.

Электрические станции мобильного типа стабильно работают вне помещений в диапазоне температур от минус 50 до плюс 40 градусов. Они невосприимчивы к тряске и вибрации, обеспечены соответствующей защитой. На мобильные ДЭС устанавливаются разные типы моторов, работающих на дизтопливе. В большинстве случаев, это дизельные электростанции АД или АСДА с производительностью от 30 до 100 кВт.

Для размещения и обустройства крупных неподвижных электростанций используются вагоны, специально оборудованные для этого и, при необходимости, объединяемые в целые энергопоезда. Кроме вагонов, используются закрытые помещения, находящиеся на минимальном расстоянии от обслуживаемого объекта или нагрузки. Установка оборудования производится на заранее подготовленный фундамент.

В соответствии с конкретной модификацией, устройства среднего уровня оборудуются дизельными моторами с номиналами производительности 110, 220, 330, 440 и 735 киловатт. Более крупным установкам требуются двигатели, способные выдавать 2200 кВт и выше.

Наиболее оптимальной температурой для стационарных дизельных установок считается диапазон в пределах 8-40 градусов. Высота места установки над уровнем моря должна быть не более 1000 метров, а показатель влажности воздуха – 98%. В этих условиях станции вырабатывают наиболее качественную электроэнергию и они более щадящие, чем для передвижных электроустановок.

Классификация ДЭС

Существует множество модификаций этих агрегатов, которые в соответствии со своими характеристиками условно разделяются на несколько категорий.

Тип и конструкция корпуса

  • В открытом исполнении. Устанавливаются внутри помещений, не подверженных внешним воздействиям, оборудованных системами вентиляции, отопления, средствами тушения пожара, аварийной сигнализацией. Используются только в неподвижном варианте.
  • Закрытые кожухом. Отдельная металлоконструкция закрывает снаружи дизель-генераторную установку. Обеспечивает шумоизоляцию и защиту от дождя, снега, пыли и низких температур. Могут использоваться вне помещений. Как правило, они обладают малыми габаритами и невысокой мощностью.
  • Контейнерные. В этом случае все технологические приспособления и оборудование размещается в специальной емкости контейнерного типа или блок-боксе. Металлическая конструкция изнутри обшита утеплителем, а снаружи покрыта антикоррозийными составами. Кроме основных компонентов, внутри находятся системы вентиляции, отопления и другое оборудование для жизнеобеспечения станции. Это позволяет выполнить запуск сразу же после ее прибытия на объект.

Мобильность

  • Стационарные установки, они же автономные дизельные электростанции. Их основными положительными качествами являются высокая энергетическая производительность и широкий диапазон потенциальных возможностей. Монтируются внутри помещений в открытом виде.
  • Мобильные электрические станции. Закрываются специальным защитным кожухом или помещаются в контейнер и устанавливаются на отдельное шасси. Могут перевозиться на любые расстояния.
  • Портативные модели дизель-генераторов. Обладают невысокой производительностью и маленькими габаритами. Нашли свое применение на дачах, в загородных домах и коттеджах.

Мощность

  • Бытовые электроустановки. Используются в виде различных источников питания – основных или резервных. Их производительность находится в пределах 8-50 кВт.
  • Дизельные генераторы для промышленности. Диапазон мощностей более широкий, в пределах 50-1600 кВт. Применяются на производстве, в строительстве, в котельных и других участках с большими объемами энергопотребления.

Тип управления

  • Ручное. Пуск и отключение станции выполняются кнопкой, нажимаемой вручную. Тем не менее, базовая контрольная аппаратура имеется. Единственным недостатком таких установок является необходимость в постоянном дежурстве оператора.
  • Автоматический ввод резерва. Обеспечивает самостоятельное включение станции при отключении напряжения в стационарной сети. После возобновления подачи питания установка автоматически отключается. Функциональные возможности у разных моделей могут отличаться, поэтому в некоторых случаях может понадобиться оператор.
  • Дистанционное управление. Выполняется через подключенный компьютер. Такая система позволяет осуществлять контроль электроснабжения сразу нескольких объектов.

Техническое обслуживание и рекомендации по эксплуатации

При постоянном и продолжительном использовании установок необходимо соблюдать правила технической эксплуатации дизельных электростанций. Обслуживание проводится специально обученным персоналом. Лица, допущенные к использованию станций, должны хорошо знать принципы их работы, конструктивные отличия и особенности, потенциальные возможности контрольно-управляющих систем.

Периодически все работники, выполняющие обслуживание дизельных электростанций обязаны сдавать экзамены по должностным инструкциям, охране труда и безопасному использованию установок. По итогам экзаменов выдается удостоверение, разрешающее выполнение работы в должности оператора электростанции.

При выполнении обслуживания дизельных станций выполняются следующие действия:

  • Перед пуском двигателя в соответствии с ПТЭД проводится внешний осмотр установки. На все движущиеся детали устанавливаются защитные экраны. В устройстве должны отсутствовать видимые повреждения и потеки ГСМ. Масло в двигателе заранее прогревается до 35 градусов. За счет этого облегчается пуск, увеличивается срок эксплуатации.
  • После перехода в рабочий режим нужно регулярно выполнять контроль над показателями уровня масла в системе смазки. Допустимая естественная убыль составляет 100 г на каждые 100 часов отработанные агрегатом.
  • Узлы регулярно очищаются от пыли и грязи, накопившейся за прошедший период, удаляются масляные следы и потеки. Таким образом, электростанция не перегревается, продлевается срок ее службы.
  • Следует контролировать нагрузку, чтобы число потребителей не превысило номинальную мощность генератора. По этой причине генераторная установка чаще всего перегружается и перестает нормально работать, вплоть до полной остановки. Работа без нагрузки свыше 30 минут также отрицательно влияет на ресурс деталей, вызывая их преждевременный износ.
  • В случае вынужденного простоя генератора на протяжении долгого времени, рекомендуется хотя-бы 1 раз в месяц запускать его на 1 час.

Производители и торговые марки

Российский рынок дизель-генераторов представляет продукцию отечественных и зарубежных производителей.

Наибольшей популярностью пользуются изделия, изготовленные в следующих странах:

  • США. Представлена торговыми марками Cummins, Caterpillar, John Deere, отличающимися удобством пользования, практичностью, экономичностью и высоким эксплуатационным ресурсом. Эти дизельные электростанции они же ДЭС, изготавливаются для промышленных и бытовых нужд, с широким диапазоном мощностей.
  • Великобритания. Продукция этой страны известна благодаря таким торговым маркам, как Wilson и Perkins. Последняя производит двигатели и дизельные генераторы, поставляемые многим другим фирмам.
  • Россия. В производстве установок используются импортные и отечественные комплектующие. Одной из ведущих компаний является Азимут, выпускающий различные виды электростанций и генераторов. Поставщиками дизелей являются ЯМЗ – Ярославский моторный завод и ТМЗ – Тутаевский моторный завод в Ярославской области.

Источник

Читайте также:  Как определить мощность блока питания по размерам трансформатора