بخش‌های اصلی، انواع و هزینه نگهداری دیزل ژنراتور (Diesel Generator)

انرژی الکتریکی یکی از نیازهای اصلی در بخش‌های مختلف صنایع تولیدی و خدماتی محسوب می‏گردد. علی‏رغم توسعه شبکه توزیع و افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات مربوطه، در بسیاری از صنایع از انواع دیزل ژنراتور به عنوان یک منبع رزرو و یا حتی اصلی برای تامین این انرژی استفاده می‏شود. استفاده توامان از یک بخش مولد که معمولاً موتور دیزل بوده و یک بخش الکتریکی که دینام یا آلترناتور و یا ژنراتور نامیده می‏شود باعث شده تا چگونگی عملکرد و اجزاء این تجهیز برای بسیاری از علاقمندان مورد سوال باشد. در این مقاله به معرفی ارائه اطلاعات کاربردی با هدف افزایش شناخت از کاربرد، انواع، اجزا اصلی و اصلی‌ترین هزینه‌های این تجهیز می‌پردازیم.

موارد کاربرد دیزل ژنراتور

از انواع دیزل ژنراتور می‏توان به عنوان منبع دائم، منبع اضطراری، منبع رزرو و یا تجهیز جبران در زمان پیک مصرف (Peak Shaving) استفاده نمود. این دامنه وسیع استفاده تحت تاثیر عواملی همچون: دسترس‌‏پذیری، آغاز به کار سریع، قابلیت اطمینان بالا، قابلیت رسیدن به بار نامی در زمان کوتاه (Fast Ramp Up) و ماندگاری زیاد محقق شده است. هزینه بهره ‏برداری از ژنراتورها نسبتاً زیاد است. عمر مفید این تجهیزات معمولاً در بازه 15 هزار تا 30 هزار ساعت در نظر گرفته می‏شود، که البته این مقدار بصورت مستقیم به وضعیت کاربری و نگهداری و شرایط محیطی کاربری آن بستگی دارد.

اجزاء اصلی و عوامل موثر بر عملکرد دیزل ژنراتور

در دیزل ژنراتور انرژی سوخت فسیلی (گازوییل) بوسیله موتور دیزل (که یک موتور احتراق داخلی محسوب می‏شود) به انرژی مکانیکی و سپس بوسیله یک آلترناتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‏شود. با توجه به ابعاد و ظرفیت مخزن، می‏توان بر روی خروجی دیزل ژنراتور در زمان‏های مورد نیاز حساب کرد. در ساختار یک دیزل ژنراتور عموماً از یک کوپلینگ مکانیکی، تنظیم کننده سرعت (Speed Regulator)، تنظیم کننده اتوماتیک ولتاژ، یک شاسی، باطری (برای شروع به کا رموتور دیزل)، مخزن سوخت و یک صفحه فرمان (Control Panel) استفاده شده است.

انواع دیزل ژنراتورها معمولاً به گونه‏ای طراحی می‏شوند که قابلیت رسیدن به 30 الی 80 درصد خروجی نامی (که توسط سازنده یا OEM در نظر گرفته شده) را داشته باشند. انواعی از دیزل ژنراتور که مجهز به واحد کنترل‏کننده الکترونیکی (ECU) هستند در بخش تاسیسات (Utilities) مورد استفاده قرار می‏گیرند. واحد کنترل‏‌کننده الکترونیکی تجهیزی است که در داخل دیزل ژنراتور تعبیه شده و نقش آن پایش میزان تغییر نیاز به تولید برق و تنظیم سوخت ورودی به محفظه احتراق مولد توان یا موتور دیزل می‏باشد.

شکل 1-نمودار بلوکی اجزا در دیزل ژنراتور

شاخص‏های دیگری نیز وجود دارد که در زمان طراحی یک سیستم تولید انرژی الکتریکی بر حسب مورد استفاده در نظر گرفته می‏شود. از جمله این موارد می‏توان به سیستم خنک کاری، سیستم کنترل، شرایط ویژه محیطی، کیفیت سوخت، سیستم تنظیم دور، نوع مولد مورد استفاده و دمای محیط اشاره نمود. بازدهی، شاخص دیگری است که در زمان انتخاب مولد دیزل برای یک ژنراتور باید مورد توجه قرار گیرد. در معنای جامع‏‌تر البته، بازدهی یک دیزل ژنراتور به عواملی همچون شاخص بار (Load Factor)، شرایط محیطی، کنترل سوخت، سیستم خنک کاری و دور کاری تجهیز بستگی دارد. به کارگیری موفقیت‏‌آمیز یک دیزل ژنراتور به عملکرد صحیح تمامی اجزاء به کار رفته در آن بستگی دارد.

انواع دیزل ژنراتور

بر اساس طبقه بندی هر یک از اجزاء اصلی دیزل ژنراتور می‌توان انواع مختلفی برای این تجهیز برشمرد، در اینجا یک طبقه بندی کلی ارائه می‌گردد:

هزینه سوخت در انواع دیزل ژنراتور

میزان مصرف سوخت در دیزل ژنراتور مستقیماً به ظرفیت بار متصل شده به خروجی، نوع دیزل ژنراتور، نرخ بازدهی آن، کیفیت سوخت، دما و رطوبت محیط بستگی دارد. رابطه میان مصرف سوخت و انرژی الکتریکی تولیدی دیزل ژنراتور در شکل دو نمایش داده شده است.

شکل 2- نمودار مصرف سوخت (لیتر بر ساعت) بر حسب توان خروجی دیزل ژنراتور (کیلووات)

بازدهی دیزل ژنراتور

بازدهی کلی در انواع دیزل ژنراتور تابعی از بازدهی موتور دیزل و بازدهی آلترناتور محسوب می‏شود. در مورد بازدهی موتور دیزل اعداد ارقام میان 30 الی 55 درصد ارائه شده است که البته به طراحی آن بستگی دارد. بازدهی کلی مجموعه موتور و آلترناتور نیز میتواند اعدادی مانند 35، 60، 85 و یا حتی 95 درصد باشد. بازدهی کلی دیزل ژنراتور تحت تاثیر عواملی مانند طراحی، اندازه یا ظرفیت، مکانیزم کنترل سوخت، دور کاری، نوع سیستم خنک‏کاری و ... متغیر باشد. در زمان فعال بودن دیزل ژنراتور بازدهی آن می‏تواند بواسطه میزان بار کاری، شرایط محیطی و وضعیت کاربری و نگهداری کاهش پیدا کند. شکل 3 به طور میانگین بازدهی کلی یک دیزل ژنراتور را بر حسب ابعاد آن بیان می‏کند.

شکل 3- میانگین بازدهی دیزل‌ژنراتور (درصد) برحسب توان خروجی (کیلووات)

نقاط ضعف و قوت استفاده از دیزل ژنراتور

از انواع دیزل ژنراتورها در بخش‏های مختلف نظیر بخش تولید انرژی، معادن، راه‏‌آهن، کارخانجات، سازمان‏ها و بیمارستان‏ها برای تولید قدرت و انرژی گرمایی استفاده می‏شود. نقاط ضعف و قوت این تجهیزات در جدول زیر ذکر شده است، علم به این نقاط ضعف و قوت در زمان انتخاب و تامین این تجهیز می‌تواند بخش مهمی از مسیر نگهداری و تعمیرات را تسهیل نماید.:

از آنجاییکه بسیاری موارد از انواع دیزل ژنراتور بصورت دائم مورد استفاده قرار نمی‌گیرند بلکه گاهاً و در شرایط خاص به کار گرفته شده و جریان خروجی را وارد مدار می‏کنند، نگهداری صحیح این تجهیز با هدف افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه نگهداری و تعمیرات یکی از نیازهای اصلی در صنعت محسوب می‏گردد. در ادامه این رشته مقالات اطلاعات بیشتری با هدف افزایش شناخت از تجهیز و بهبود برنامه نگهداری و تعمیرات با هدف کاهش هزینه چرخه عمر آن ارائه خواهد شد. برای آشنایی با این حوزه با ماشین یار همراه باشید.