Дизель-генераторные установки

ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Описание

Дизель-генераторная установка (далее ДГУ)  — это устройства, состоящие из дизельного двигателя и электрогенератора. Они обеспечивают автономное питание критичной нагрузки и предназначены для работы в качестве постоянных или резервных источников электроэнергии, способных функционировать в течение длительного периода времени (от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от емкости топливного бака).


Постоянное или резервное использование ДГУ

В случае постоянного источника электроэнергии, ДГУ выступает в качестве независимой подстанции питающей заданную нагрузку, без использования питания от сетей электроснабжения общего назначения. Время работы ДГУ зависит от емкости топливного бака, в базовом исполнении 6-8 часов от одной заправки (при номинальной мощности).
В случае использования ДГУ как резервного источника электроэнергии, запуск и подача электроэнергии осуществляется на время, когда отсутствует питание от сетей электроснабжения общего назначения.


Автоматическая и ручная система запуска ДГУ

Запуск и останов ДГУ может быть как ручным (кнопки стартера пуск и стоп), так и полностью автоматизированным (без участия оператора). Дизельные электростанции, поставляемые компанией N-Power, оснащены микропроцессорной панелью управления Guard Evolution, которая полностью контролирует работу устройства, включая автоматический запуск при авариях сетевого электропитания и его останов при возобновлении подачи электроэнергии. Для реализации автоматического запуска дополнительно используется автомат ввода резерва (АВР), который осуществляет переключение питания нагрузки между сетями электроснабжения общего назначения и сетью подаваемой от ДГУ. Управляется АВР микропроцессорной панелью ДГУ (процесс полностью автоматизирован).

В России согласно ГОСТ приняты четыре степени автоматизации от 0 до 3. Ниже приведена таблица с описанием каждой из них.

Таблица№1

Объём автоматизации (ГОСТ 50783)

Степень автоматизации

Стабилизация выходных электрических параметров.
Защита электрических цепей.

0

Стабилизация выходных электрических параметров.
Аварийно-предупредительная сигнализация и аварийная защита.
Автоматическое поддержание нормальной работы после пуска и включения нагрузки, в т. ч. без обслуживания в течение 4 или 8 ч.

1

Стабилизация выходных электрических параметров.
Аварийно-предупредительная сигнализация и аварийная защита.
Дистанционное и (или) автоматическое управление при пуске, работе и остановке со сроком необслуживаемой работы в течение 16 или 24 ч.

2

Стабилизация выходных электрических параметров.
Аварийно-предупредительная сигнализация и аварийная защита.
Дистанционное и (или) автоматическое управление всеми технологическими процессами, в т.ч. при параллельной работе, со сроком необслуживаемой работы в течение 150 или 240 ч. (для электроагрегатов и электростанций с тракторными двигателями 90 и 120 ч.)

3

Типы исполнения ДГУ

Существуют следующие исполнения ДГУ (см. рис. 1):

  • Открытое исполнение. ДГУ на станине, в которую, как правило, вмонтирован топливный бак. Используется для монтажа в помещение.
  • В защитном кожухе (миниконтейнере). ДГУ в защитных кожухах могут быть всепогодными, шумопоглащающие и супершумопоглащающие. Используются для установки на улице в условиях низких температур (от -40°С до +50°С) или в помещении.
  • В контейнере «СЕВЕР». ДГУ в контейнере «СЕВЕР» может быть оборудован множеством систем обеспечения безопасности, автономности и автоматизации, бытовым отсеком. Используется для установки на улице, когда необходимо обслуживать и эксплуатировать ДГУ условиях низких температур (от -50°С до +50°С) и длительного зимнего периода.
  • На мобильном шасси. Для перевозки ДГУ внутри объекта (завода, медицинского центра и т.д.) или между объектами по городу. На шасси могут быть смонтированы все предыдущие варианты исполнения.

Ниже будет рассмотрено целесообразность, преимущества и недостатки использования каждого типа исполнения ДГУ.

Дополнительные опции

ДГУ в базовой комплектации, как правило, в открытом исполнении, с ручным стартерным запуском. Дополнительные опции позволяют расширить возможности в эксплуатации и управлении ДГУ. Ниже приведены наиболее часто используемые опции.

  • Автоматический запуск ДГУ. Позволяют автоматически запускать ДГУ при отсутствии питания от сети общего назначения, переключая питание нагрузки посредством АВР на сеть ДГУ. При возобновлении питание в общей сети АВР переводит питание нагрузки от общей сети,  электронная панель управления останавливает ДГУ.
  • Электронный регулятор скорости вращения двигателя. Осуществляет автоматическую подстройку частоты тока генерируемой сети ДГУ, при изменении величины нагрузки на потребителей. В базовой комплектации ДГУ установлен ручной регулятор скорости вращения двигателя, и подстройку частоты осуществляет оператор. Опция обязательна, если после ДГУ используется источник бесперебойного питания, или при параллельной работе ДГУ.
  • Подогреватель двигателя. Используется для ДГУ в кожухах, для запуска в зимнее время, при температурах до -40С.
  • Дополнительный глушитель. Снижает уровень шума от ДГУ на 30 дБ.
  • Масляный насос. Ручной помповый насос для откачки масла.

Сравнение трех типов исполнения ДГУ

Таблица№2


Параметр

Открытое

В контейнере  «СЕВЕР»

В защитном кожухе

Стоимость

- сам ДГУ;
- система автоматических жалюзи;
- систем вентиляции и охлаждения в помещении;
- монтажа ДГУ и всех систем в помещении;

- сам ДГУ;
- система автоматических жалюзи;
- систем вентиляции и охлаждения;
- изготовление контейнера;
- строительные работы (фундамент, прокладка кабеля)
- монтажа ДГУ и всех систем в контейнере;

- сам ДГУ;
- защитный кожух;
- опция подогрев двигателя;
- строительные работы (фундамент, прокладка кабеля)
- монтажа ДГУ;

Срок исполнения

Срок поставки ДГУ,
Монтаж ДГУ,
Монтаж систем.

Срок поставки ДГУ,
Срок изготовления контейнера,  
монтаж ДГУ

Срок поставки ДГУ,
монтаж ДГУ

Преимущества

1) Обслуживание в  помещении
2) не нужно выделять пространство на улице.
3) Проще работы по прокладке кабелей и подключение к щитовой.

1) Обслуживание в отапливаемом контейнере.
2) Не нужно выделять помещение.
3) Антивандальная и шумопоглощающая защита

1) Простота установки, так как не нужны: системы вентиляции и  охлаждения, автоматических жалюзи, пожаротушения и их монтаж.
2) итоговая стоимость проекта меньше чем в контейнере и в помещении
3) процедура разрешающих документов проще (санэпидемнадзор, пожарная служба).
4) срок поставки и монтажа меньше и проще.
5) Все системы предустановленны на заводе.
6) Антивандальная и шумопоглощающая защита

Недостатки

1) Сложность в установке ДГУ и монтаже, так как необходимо делать отверстие в стене для воздуховодов.
2) Сложный процесс монтажа выхлопной системы, выхлоп должен быть выше козырька здания.
3) Более сложная процедура разрешений и заключений (санэпидемнадзор, пожарная служба).
4) Необходимость в выделении отдельного помещения.
5) Итоговая стоимость проекта выше
6) Срок исполнения средний
7) Шум в соседних помещениях здания

1) Срок исполнения высокий
Итоговая стоимость проекта выше.
2) Необходимость прокладки кабеля  до здания с щитовой (строительные работы)
3) Приобретается два изделия: ДГУ и контейнер, с двумя сертификациями.
4) Необходимо выделить пространство на улице

 

1) Необходимость прокладки кабеля  до здания с щитовой (строительные работы)
2) Необходимо выделить пространство на улице
3) Необходимость огородить место установки
4) Организовывать пожарный уголок
5) Сложность обслуживания в зимний период (работы на улице)

Комментарии

Применяется, когда нет возможности установки ДГУ на улице.

Применяется когда нет возможности установки в помещении, в условиях  суровой и длительной зимы (крайний север),  на не охраняемых территориях с угрозой вандализма*.

Применяется когда нет возможности установки в помещении, в условиях  умеренной зимы.

* - контейнер «СЕВЕР» может быть в антивандальном исполнении, а защитный кожух имеет антивандальную защиту.

Блок контейнер Север представляет собой объемный модуль каркасно-панельной конструкции. Несущая конструкция - стальной каркас. Ограждающие конструкции - трехслойные панели с наружной обшивкой из профилированного алюминиевого или стального листа, с внутренним слоем из трудносгораемого утеплителя. Кровля выполнена из оцинкованной стали. Пол и потолок утеплены. Наружная окраска производится специальными эмалями, цвет по желанию заказчика. Внутренняя часть блока может быть поделена поперечными и продольными перегородками, по желанию на любые требуемые отсеки. По желанию заказчика может быть выполнен любой тип окон, люков и дверей. Внутри блок-контейнера устанавливаются осветительные приборы, розетки, пожарная сигнализация, электрообогревательные приборы и другое необходимое заказчику оборудование.
Конструкция блок-контейнеров позволяет блокировать их через стыковочные модули в небольшие здания различного назначения.
Блок контейнеры Север разработаны специально для работы в экстремальных климатических условиях, а их конструкция и примененный утеплитель обеспечивает эксплуатацию оборудования в диапазоне температур от -50°С до +50°С.

Рекомендация к монтажу ДГУ в кожухе

В случаях, когда на каком либо объекте (завод, предприятие, учебное заведение, медицинское учреждение, и т.п.) нет помещения для установки ДГУ, территория огорожена, является охраняемой - может быть использован ДГУ в защитном кожухе. Для установки ДГУ выделяется место максимально приближенное к щитовой, от которой запитаны потребители. Система АВР устанавливается в щитовой, в ней же может быть установлен пульт удаленного запуска ДГУ. На выделенной территории (около 15-20 м2) территории строиться фундамент, с анкерными болтами для крепления на нем ДГУ. Территория огораживается забором сеткой, а лучше кирпичным или шлакоблочным с запираемой дверью. Поверхность вокруг фундамента ДГУ покрывается щебнем или цементируется. Хорошим вариантом будет создание крыши (шифер, профилированный металлический лист), навесного характера, а не глухой. Получается территория, защищенная от случайного или намеренного проникновения посторонних лиц. Там же располагается пожарный щит, ящик с песком. Минимальным решением будет фундамент и пожарный щит.
По сути ДГУ в кожухе сходна с контейнером «СЕВЕР» по исполнении задачи, разница в отсутствии отапливаемого помещения для обслуживания (ремонта ДГУ), бытового или операторского отсека. Решение на базе защитного кожуха является прямой альтернативой контейнеру «СЕВЕР», и является более экономичным, примерно на 20%.


Рекомендация к монтажу ДГУ в контейнере «СЕВЕР»

Контейнер «СЕВЕР» устанавливается так же на фундамент, с защитной зоной (минимум 1м) в виде щебня. Для установки, выделяется место максимально приближенное к щитовой от которой запитаны потребители. Система АВР устанавливается в щитовой, либо в самом контейнере. Решение на базе контейнера «СЕВЕР» имеет более широкое применение, но относительно высокую стоимость и сроки изготовления.


Рекомендации к монтажу ДГУ в помещении

При монтаже ДГУ в закрытом помещении необходимо обеспечить:

  • Достаточную вентиляцию помещения.
  • Свободное пространство вокруг агрегата не менее 1 м по периметру и 1.5 м сверху (для эффективного охлаждения, а также свободного доступа к его основным узлам).
  • Меры по минимизации механических вибраций при работе двигателя.
  • Эффективную внешнюю выхлопную систему.

На открытой площадке дизель-генератор может устанавливаться и эксплуатироваться только в защитном кожухе или контейнере.
При монтаже устройство должно быть жестко закреплено на правильно подготовленном фундаменте. Идеальным фундаментом является железобетонная подушка. Крепление агрегата производится с помощью анкерных болтов через установочные отверстия основания ДГУ. Размеры фундамента должны соответствовать габаритам ДГУ, а глубина — не менее 150 … 200 мм. При установке ДГУ в помещениях необходимо учитывать требования соответствующих строительных норм и правил. Конструкции зданий должны позволять выдерживать нагрузку, соответствующую весу оборудования, дополнительных аксессуаров и максимального запаса топлива.
Для минимизации вибраций ДГУ снабжен амортизаторами. Они расположены между установочными опорами вибрирующих узлов (двигатель, генератор) и металлической рамой (станиной), являющейся основанием ДГУ. Также предусмотрены гибкие соединения топливных трубопроводов, системы отвода выхлопных газов (сильфон), выпускного воздуховода радиатора охлаждения, электрических силовых и управляющих кабелей, а также других внешних вспомогательных устройств.
При работе ДГУ в закрытом помещении нужно обеспечить приток свежего воздуха, необходимого для нормальной работы двигателя. Он должен быть чистым, свежим и как можно более холодным. ДГУ является мощным источником тепла, особенно такие его узлы, как двигатель, электрогенератор и выпускной коллектор. Поэтому помещение необходимо оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией. При ее проектировании нужно правильно ориентировать воздушный поток. Воздух должен поступать в комнату со стороны электрогенератора, проходить вдоль двигателя, затем сквозь радиатор системы охлаждения и в итоге выбрасываться вентилятором за пределы помещения через воздуховод.
Также необходимо правильно смонтировать выхлопную систему. ДГУ в защитном кожухе уже оснащены встроенной выхлопной системой. ДГУ в открытом исполнении обычно поставляются с промышленным глушителем, выпускным патрубком и сильфоном. Для того чтобы ее собрать, необходимо использовать дополнительные элементы, в том числе добавочные колена трубопровода, опорные кронштейны, гибкие сильфоны, стенной термокомпенсатор и защитный внешний козырек. Для уменьшения обратного давления выхлопная система должна быть как можно более короткой и прямой. Радиус закругления любого соединительного колена должен быть как минимум в 1.5 раза больше его внутреннего диаметра.

Монтаж в закрытом помещении

1 — впускное воздушное отверстие
2 — выпускное воздушное отверстие

Антивибрационные элементы:
3 — амортизаторы
4 — сильфон
5 — гибкий воздуховод

Выхлопная система:
6 — глушитель
7 — термокомпенсатор
8 — защитный козырек
9 — подвесные опоры

Материалы