Дизель-генераторы
Дизель-генератор — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания.
В качестве первичного двигателя в дизель генераторах используются двигатели внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия воздуха – дизели. Энергия, выделившаяся при сгорании топлива, в дизеле производит механическую работу и теплоту. Механическая работа на валу двигателя используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока.
Для дизелей применяются дистиллятные и остаточные топлива. К дистиллятным топливам относятся дизельное (марки Л - летнее, З - зимнее, А - арктическое) и газотурбинное топливо. Остаточные (тяжелые) топлива представляют топливо моторное для среднеоборотных дизелей (марки ДТ и ДМ) и мазуты (марки Ф-5 и Ф-12). Остаточные (тяжелые) топлива используются в дизелях, оборудованных системами топливоподготовки (сепарации и подогрева), а также специальной топливной аппаратурой (ТНВД и форсунками).
Газодизель (двутопливный двигатель) работает при воспламенении газовоздушной смеси от самовоспламенения запальной дозы жидкого топлива (5-12% от цикловой порции при работе на жидком топливе). Газ – попутный нефтяной, шахтный, природный без предварительной очистки.
Как правило, такие электростанции объединяют в себе генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания, которые установлены на стальной раме, а также систему контроля и управления установкой. Двигатель внутреннего сгорания приводит в движение синхронный или асинхронный электрический генератор. Соединение двигателя и электрического генератора производится либо напрямую фланцем, либо через демпферную муфту. В первом случае используется двухопорный генератор, то есть генератор, имеющий два опорных подшипника, а во втором — с одним опорным подшипником (одноопорный).
Главным образом различаются по выходной электрической мощности; виду тока (переменный 3-фазный/однофазный, постоянный); выходному напряжению и по частоте тока (например 50, 60, 400 Гц).
Существуют стационарные дизель-генераторы с жидкостным охлаждением. Это самые надежные и долговечные дизельные электростанции индустриального класса. Существуют «низкооборотистые» дизель-генераторы (1500 об/мин) и более шумные, работающие на 3000 об/мин. «Быстроходные» дешевле и меньше по весу и габаритам, но гораздо шумнее и отличаются более высоким расходом топлива и меньшим ресурсом. Для круглосуточной работы 365 дней в году годятся только дизель-электростанции, работающие на 1500 об/мин.
Стационарные дизельные генераторы с жидкостным охлаждением часто применяются в качестве систем гарантированного электроснабжения. Автоматическая система запуска активирует установку сразу после прекращения подачи электричества по центральной линии.
Рекомендуемая длительность работы дизель-генератора с воздушным охлаждением составляет 2-8 часов в зависимости от модели и условий эксплуатации. При 100% нагрузке время работы не должно превышать двух часов. Режим работы дизельгенератора считается нормальным, если мощность нагрузки составляет 30-100% от номинальной. Нельзя позволять двигателю работать продолжительное время при малой нагрузке или в холостом режиме. Нормальным периодом работы станции является время работы от одного полного штатного топливного бака, после которого стоит дать станции отдохнуть. При использовании трехфазных генераторов необходимо помнить о правильном (равномерном) распределении нагрузки по фазам (перекос фаз должен составлять не более 25% относительно друг друга).
Основные характеристики дизель-генераторов
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт·ч) | 0,184-0,220 |
| Удельный расход масла, г/кВт·ч | 0,30-1,40 |
| КПД (без утилизации теплоты) | 0,39-0,47 |
| КПД (с утилизацией теплоты) | 0,70-0,80 |
| Мощность единичной установки, МВт | 0,006-5,00 |
| Напряжение, кВ | 0,24-13,0 |
| Диапазон рабочих режимов, % от ном. мощности | 10-110 |
| Ресурс до текущего ремонта (не менее), тыс.ч. | 10-60 |
| Ресурс до капитального ремонта (не менее), тыс.ч. | 60-100 |
| Срок службы двигателя (не менее),тыс ч. | 150-300 |
| Затраты на ремонт, % от стоимости | 5-20 |
| Уровень шума на расстоянии 1м (не более), дБ | 85 |
| Стоимость установленной мощности, $/кВт | 90-300 |
Преимущества дизель генераторов:
- Они способны работать гораздо дольше и без перебоев.
- Современное поколение дизельных генераторов более бесшумно, дешевле в обслуживании и проще в эксплуатации своих аналогов предыдущего поколения.
- Более простая система зажигания — нет свечей и сложной электропроводки, это говорит о том, что эксплуатационные расходы значительно снижаются.
- Более долговечны и надёжны.
- Себестоимость топлива для дизельных электростанций значительно ниже в сравнении с бензиновыми генераторами.
- Двигатель дизельного генератора работает на более низких температурах, и поэтому срок службы больше, чем у бензиновой станции.
