Розуміння номінальних характеристик генераторної установки для максимальної продуктивності і надійності

Враховуючи безліч рейтингів та стандартів на ринку, вибір генераторної установки може спричинити труднощі. Але, погодивши свої вимоги з належними продуктивністю своєї генераторної установки. Перед встановленням кожної генераторної установки необхідно визначити правильні стандарти та номінальні параметри для ваших потреб, такі як загальна потужність у кВт, час роботи, коефіцієнти навантаження та норми викидів.

У цій статті будуть розглянуті існуючі галузеві стандарти, рейтинги викидів виробників та норми викидів, а також надано чітке керівництво щодо вибору найкращого рішення для енергосистеми.

Стандарти iso

ISO-8528-1: 2005 – це галузевий стандарт робочих параметрів у системах електропостачання на об'єкті. Рейтинги, зазначені в ISO-8528-1: 2005, визначають основні номінальні категорії генераторної установки, що базуються на чотирьох сегментах: аварійний режим очікування, основна потужність, обмежений час роботи та безперервна потужність. У кожній категорії потужність генераторної установки визначається її максимально допустимою вихідною потужністю залежно від часу роботи та профілю навантаження. Неправильне застосування цих характеристик може поставити під загрозу довговічність генераторної установки, анулювати гарантії виробника і надати генератору ризику виходу з ладу.

Вихідна потужність
Рейтинг аварійного режиму очікування (ESP) є одним з найбільш поширених і є максимальною кількістю потужності, яку видає генераторна установка. Генераторна установка ESP зазвичай використовується для подачі аварійного живлення під час відключення енергопостачання, доки живлення не буде відновлено.

Відповідно до визначення ISO-8528-1, генераторна установка з ESP повинна забезпечувати харчування «на час простою» та «з інтервалами обслуговування та процедурами, що виконуються відповідно до приписів виробників». Окремі виробники можуть визначати, чи дозволяти вищий середній 24-годинний коефіцієнт навантаження.

Наприклад, усі двигуни в генераторних установках із рейтингом ESP схвалені для середнього 24-годинного коефіцієнта навантаження 85 відсотків. Такий високий коефіцієнт навантаження збільшує доступну середню потужність генератора за 24 години на 15 відсотків порівняно зі стандартом ISO. Це також допоможе зменшити розмір або кількість генераторних установок, необхідних для підтримки об'єкта.

Основна потужність
Генераторні установки, розраховані на первинну потужність (PRP), призначені для подачі електроенергії замість електроенергії, яку купують на комерційній основі у комунального підприємства. Це може включати подачу електроенергії для тимчасового використання або для віддалених місць, таких як застави в дикій природі, видобуток корисних копалин, розробка кар'єрів або видобуток нафти.

Усі двигуни в генераторних установках із рейтингом PRP схвалені для середнього 24-годинного коефіцієнта навантаження 75 відсотків. ISO-8528-1 визначає середній 24-годинний коефіцієнт навантаження на 70 відсотків від номінального значення PRP. Однак, як і у випадку з рейтингом ESP, окремий виробник двигуна може дозволити вищий за середній коефіцієнт навантаження за 24 години. Стандарт MTU на роботу з вищим коефіцієнтом навантаження збільшує середню доступну потужність генератора за 24 години на п'ять відсотків порівняно зі стандартом ISO.

Обмежений за часом запуск Prime
Генераторні установки, розраховані на обмежений час роботи в основному режимі, зазвичай призначені для подачі електроенергії до комунального підприємства у рамках фінансової угоди. Додатки LTP включають зниження пікових навантажень, скорочення навантаження та когенерацію.

Безперервна потужність
Рейтинг тривалої потужності (COP) використовується, коли генераторна установка повинна забезпечувати постійне навантаження протягом необмеженої кількості годин на рік. Ці програми, такі як віддалені електростанції, зазвичай використовують кілька генераторних установок для живлення цього постійного навантаження, яке також відоме як «електростанція базового навантаження». Базове навантаження - це мінімальна кількість енергії, яку комунальне підприємство має надати задоволення попиту споживачів на електроенергію.

Більшість виробників слідують за рейтингами, зазначеними в ISO-8528-1. Однак деякі мають невеликі винятки з цих рейтингів, які допомагають їм відповідати вимогам своїх клієнтів, продуктивності або графікам обслуговування.

Рейтинги виробників
Оскільки більшість виробників слідують рейтингам ISO-8528-1, важливо розуміти рейтинги ISO. Однак виробники роблять невеликі винятки, щоб якнайкраще обслуговувати своїх клієнтів, тому також необхідно вивчити термінологію. З розвитком технологій термінологія змінюється і іноді викликає плутанину. П'ять із найбільш поширених проблемних моментів: корисна потужність у порівнянні з повною вихідною потужністю, перевантажувальна система 

обність, коефіцієнт навантаження, максимально допустимий час роботи та час між капітальними ремонтами.

Повна вихідна потужність
При порівнянні характеристик генераторної установки важливо оцінювати їх на основі повної вихідної потужності системи, і це повинно включати споживану потужність системи охолодження, оскільки вона потрібна для роботи системи.

Можливість перевантаження
У минулому вихідна потужність генераторної установки PRP була меншою за номінальну потужність ESP, і це допускало можливість перевантаження. Для блоків з номіналом PRP це зазвичай рекламується як 10-відсоткова перевантажувальна здатність протягом встановленого періоду часу. Для генераторних установок з живленням від MTU 10-відсоткове навантаження можливе протягом однієї години з кожних 12, з рекомендацією використання один відсоток на рік, або 87 годин на рік. Інші виробники генераторних установок заявляють, що це годинне навантаження може використовуватися лише до 25 годин на рік.

Коефіцієнт навантаження
Фактор навантаження зазвичай неправильно розуміється, тому що історично генераторні установки були відомі тільки при їхньому максимальному номінальному значенні або номінальному значенні на паспортній табличці. У міру розвитку технології генераторних установок до обладнання висувалися все більш високі вимоги, і в результаті виробники генераторів використовували середній коефіцієнт навантаження, описаний ISO-8528-1, для визначення очікуваного використання свого обладнання.

При порівнянні продуктів з різними опублікованими коефіцієнтами навантаження, важливо враховувати деякі переваги генераторної установки з вищим опублікованим коефіцієнтом навантаження. У минулому для моторних навантажень часто використовувався простіший метод покрокового навантаження. Через цей метод часто встановлюються найвищі вимоги до потужності для генераторної установки, і розмір генератора продиктований цією номінальною потужністю. Це відомо як "необхідна пускова потужність".

Для порівняння, інженери-електрики часто віддають перевагу сучасним більш складним методам плавного навантаження, оскільки вони знижують вимоги до пускової потужності, що часто знижує необхідну максимальну вихідну потужність. В результаті генераторні установки меншого розміру, що працюють з вищим середнім коефіцієнтом навантаження, забезпечують найкращу загальну вартість для власника.

Максимальний час роботи
Хоча в стандарті ISO-8528-1 вказано максимальний час роботи ESP на рік за умов тестування, у ньому не вказуються обмеження часу роботи у разі вимкнення електромережі. В результаті більшість виробників заявили про свій очікуваний максимальний річний час роботи на основі типового досвіду роботи в польових умовах. Генераторні установки з харчуванням від MTU мають рекомендацію 500 годин на рік, тоді як інші виробники мають обмеження 50-200 годин.

Міжремонтний період (TBO)
Існує природна зворотна залежність між застосуванням генераторної установки та розрахунковим часом до капітального ремонту (TBO). Як правило, обладнання з рейтингом ESP має більш високу вихідну потужність, ніж таке саме обладнання з рейтингом PRP або COP, і в результаті обладнання з рейтингом ESP також має найкоротший міжремонтний інтервал. При типовому використанні генераторної установки з рейтингом PRP або COP, що працює на багато годин на рік більше, ніж ESP, вищий TBO є значною перевагою для користувачів цих програм за рахунок збільшення їх графіків технічного обслуговування та зниження витрат на життєвий цикл продукту.

Рейтинги викидів
Крім ISO, охорона навколишнього середовища, також впливає на характеристики генераторної установки залежно від використання двигуна.

Стаціонарні дизельні двигуни, що віднесені до категорії аварійних, використовуються під час відключень енергопостачання за деякими винятками. Стаціонарні дизельні двигуни, що не належать до аварійних, можна використовувати без будь-яких обмежень, але вимоги до викидів жорсткіші (рівень 4).

Вимоги EPA до генераторних установок включають двигуни мобільних генераторних установок. Мобільні генераторні установки повинні відповідати тим самим вимогам рівня, що й стаціонарні неаварійні двигуни. Для дизельних агрегатів це означає викиди рівня 4.