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:
| معیار | طبقه‌بندی | توضیحات |
| استاندارد توان خروجی | SAE ( آمریکای شمالی) | انواع دیزل ژنراتور های کوچک بین 20 تا 100 کیلووات، متوسط بین 1000 تا 2500 کیلووات، و بزرگ تا 60000 کیلووات و در صنایع معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. |
| DIN (اروپا) | ||
| JIN (ژاپن) | ||
| تعداد مراحل سیکل تولید قدرت موتور دیزل (Prime Mover) | 2 زمانه | این معیار مربوط به موتور دیزل است که در چند مرحله یک سیکل احتراق را طی می کند. متداول ترین موتورها در این عصر 4 زمانه هستند که سیکل احتراق در آنها در چهار مرحله مکش، تراکم، احتراق و تخلیه انجام می‌شود. |
| 4 زمانه | ||
| 5 زمانه (کمتر متداول) | ||
| 6 زمانه (کمتر متداول) | ||
| مورد استفاده | منبع اضطراری (ESP) :معمولاً کمتر از ساعت در سال کار می کند و به بالاتر از 80 درصد بار نامی نمی‌رسد، بار میانگین آن 60 درصد بار نامی است | |
| مولد اولیه (Prime Power): میتواند به طور دائم روشن باشد و بار میانگین آن 70 درصد بار نامی است. | ||
| مولد دائم (COP): میتواند به طور دائم و با 100 درصد بار نامی فعال باشد. | ||
| سرعت دوران | زیاد (1500 تا 1800 دور بر دقیقه) متوسط (600 تا 1200 دور بر دقیقه) کم (150 تا 450 دور بر دقیقه) | از نظر فرکانس متداول ترین جریان‌های خروجی بین 50 تا 60 هرتز می‌باشد. |
| نوع ورود به مدار | دستی | |
| اتوماتیک – با وقفه طولانی | ||
| اتوماتیک – با وقفه کم | ||
اتوماتیک - بدون وقفه
| ||
| سیستم خنک‌کاری | هوا خنک | این معیار مربوط به سیستم خنک‌کاری استفاده شده برای خنک کردن موتور دیزل مربوط می‌شود. |
| آب خنک |
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.:
| نقاط قوت | نقاط ضعف |
| بازدهی بیشتر در زمان بارهای لحظهای، انعطاف و دسترس پذیری | قیمت زیاد |
| ملاحظات ایمنی کمتر برای انبارش سوخت | آلودگی صوتی |
| بازدهی زیاد، آغاز به کار سریع و خطر آتش سوزی کمتر | ژنراتورهای دیزل قطعات زیادی دارند که در زمان خرابی و تعویض منجر به هزینه‌های تعمیرات زیاد می‌شود |
| هزینه نگهداری بسیار پایینتر از نمونههای گازسوز | از نظر استاندارد آلایندگی معمولاً سطح پایینی دارند. |
| هزینه خرید به مراتب پایینتر از دیگر ژنراتورها | هزینه اولیه زیاد |
| قابلیت استفاده در بارهای زیاد | زمان نصب نسبتاً زیاد |
| قابلیت استفاده مداوم برای زمان طولانی و عمر بالاتر | سختی در روشن کردن خصوصاً در فصول سرد |
| بازدهی سوخت بیشتر نسبت به نمونههای بنزینسوز |
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.
در صورت تمایل پاسخ دهید
آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. قسمتهای مورد نیاز علامت گذاری شده اند*