Дизель-генераторные установки (электростанции)
1. Описание и обозначение дизель-генераторной установки
Дизель-генераторные установки являются независимыми устройствами для производства электроэнергии; в основном, они состоят из синхронного генератора постоянного напряжения, приводимого дизельным двигателем внутреннего сгорания. Данные установки используются для двух основных целей:
а) - установки, используемые в качестве основного источника электроснабжения -
Используются для генерирования энергии для самых разных нужд (силовая нагрузка, освещение, отопление и т. д.) в помещениях, где нет других источников электропитания.
б) - установки, используемые для покрытия аварийных нужд -
Используются при нарушении электроснабжения от сети, когда такие нарушения могут создать большие неудобства для людей, вызвать серьёзные повреждения материала и причинить материальный ущерб (например, в больницах, на производствах с непрерывным рабочим циклом и т. д.) или для удовлетворения пиковых потребностей в электроэнергии.
По своему применению дизель-генераторные установки далее подразделяются на:
- установки для использования на суше
- установки для использования на море
Установки для использования на суше могут быть либо:
- стационарными (неподвижные установки), либо
- подвижными (мобильные установки)
Эти два вида дизельных электростанций имеют много вариантов исполнения для конкретных производственных задач, основными из которых являются:
а) генераторные установки с ручным управлением
б) резервные генераторные установки
Стандартная стационарная дизель-генераторная установка включает:
- дизельный двигатель
- синхронный генератор
- соединительную муфту
- металлическое основание с амортизаторами
- батарею стартера
- топливный бак внутри основания
- приборную панель
- глушитель для отвода отработанных газов
Дизель-генераторы разработаны в виде пакетированного агрегата для обеспечения улучшенных эксплуатационных качеств и большей надёжности. На рис. 1 показаны основные элементы. На нём изображён типовой дизель-генераторный агрегат. Однако каждая электростанция несколько отлична от других в отношении размеров и конфигурации основных элементов. В настоящем разделе даётся краткое описание частей ДГУ.
Каждая дизель-генераторная установка снабжена заводской табличкой с рабочими параметрами (пункт 1), крепящейся, как правило, к основанию. На табличке указываются данные, необходимые для идентификации дизель-генераторной установки и ее рабочих характеристик. Эти данные включают номер модели, заводской номер, выходные характеристики, такие как напряжение и частота, выходные номинальные значения в кВА и кВт, дату изготовления и вес.
Номер модели и заводской номер идентифицируют дизель-генераторную установку и они нужны при заказе запчастей или для запросов о технической помощи или работах по гарантии. Дизель-генераторные установки серии АС представляют собой генератор переменного тока, изготовленный для непрерывной работы в местах, где нет электроснабжения (за исключением нескольких моделей) или в качестве резервного генератора в случае нарушения электроснабжения от сети. Генератор работает при напряжении фаза - нейтраль 230/220 В и при межфазном напряжении 400/440 В. В электростанциях серии АС генератор приводится в действие от дизельного двигателя с водяным охлаждением
2. Основные части дизель-генераторной установки
Рисунок 1 Типовая конфигурация ДГУ
1. Заводская табличка с параметрами дизель- генераторной установки
2. Дизельный двигатель
Воздушный фильтр
4. Батарея
5. Генератор переменного тока для заряда батареи
6. Радиатор
7. Генератор переменного тока
8. Коробка с зажимами
9. Основание
10. Топливный бак (внутри основания)
11. Амортизаторы для защиты от вибрации
12. Панель управления
3. Дизельный двигатель электростанции
Дизельный двигатель, приводящий в действие энергоустановку, выбран благодаря его надёжности, а также потому, что он специально предназначен для приведения в действие дизель- генераторных установок. Это промышленный двигатель большой мощности с 4-тактным компрессионным воспламенением, снабжённый всеми принадлежностями для обеспечения надёжного электроснабжения. Эти принадлежности, включают, в частности, сухой воздушный фильтр патронного типа и механический или электронный регулятор скорости двигателя. Блок цилиндров двигателя целиком отлит из чугуна (расположение цилиндров вертикально в ряд, с верхними клапанами;
кулачковый вал в блоке; или имеет V-образное расположение в зависимости от вида). Головка цилиндра изготовлена из специального чугуна. Плита для пламени, находящаяся под термической нагрузкой, эффективно охлаждается водой. Коленчатый вал изготовлен путём ковки (горячей штамповки) из стали, обладающей высокой прочностью на растяжение. Смазка: принудительная смазка посредством шестерённого насоса, специальных бумажных фильтров патронного типа, с охлаждением смазочного материала посредством теплообменника в большинстве вариантов исполнения.
4. Электрическая система двигателя
Электрическая система двигателя имеет напряжение 12 или 24 В постоянного тока при заземлении на минусе. Эта система включает электрический стартер двигателя, батарею и генератор переменного тока для заряда батареи. Система на 12 В имеет одну батарею. В системе на 24 В имеются две свинцовые аккумуляторные батареи. По заказу можно использовать другие виды батарей.
5. Система охлаждения двигателя электростанции
Система охлаждения двигателя охлаждается водой. Охлаждаемая водой система состоит из радиатора, вентилятора и термостата. Генератор переменного тока имеет собственный внутренний вентилятор для охлаждения.
6. Синхронный генератор переменного тока
Генератор переменного тока с горизонтальной осью (синхронный, трёхфазный) на роликовых подшипниках, с автовентиляцией внутри кожуха, с пакетом статора из кремнистой стали с малыми потерями, с обмоткой из электролитической меди с изоляцией класса Н. Выходная мощность обычно генерируется каплезащищенным самовозбуждающимся, саморегулирующимся, бесщёточным генератором переменного тока, защищённым от прикосновения, точно подобранным по выходной мощности установки. Сверху на генераторе установлена клеммная коробка из листовой стали.
7. Соединительная муфта
Дизель и генератор надежно соединены конусной соединительной муфтой, обеспечивающей требуемую соосность. Также используются агрегаты и с одной опорой. Специальный гибкий диск используется вместо гибкой соединительной муфты.
8. Топливный бак и основание дизель-электростанции
Двигатель и генератор соединяются вместе и устанавливаются на стальном основании, способном выдерживать большие нагрузки. Это основание содержит внутри топливный бак ёмкостью достаточной примерно на 8 часов работы при переменных нагрузках. Бак укомплектован крышкой заливной горловины и указателем уровня топлива и соединён гибкими вставками с всасывающими трубопроводами и перепускными трубами, содержащими топливо из спускного отверстия инжектора. Топливный бак установки большой ёмкости ставится отдельно.
9. Виброамортизаторы
Установка оснащена амортизаторами, предназначенными для уменьшения вибрации от двигателя, передаваемой на основание, на котором установлена ДГУ. Амортизаторы размещены между ножками двигателя/генератора и основанием.
10. Глушитель и выхлопная система
Выхлопные газы из турбонагнетателя выводятся в атмосферу через глушитель. Их следует выпускать как можно выше, и нельзя допускать их попадания обратно в двигатель через воздухозабор или загрязнять рёбра радиатора.
Важно отметить, что сопла турбонагнетателя не должны нести нагрузки. С дизель-генераторной установкой поставляется компенсатор выпуска из нержавеющей стали. Каналы выхлопа разных двигателей нельзя смешивать в общей трубе. Их нужно направлять отдельно по отдельным каналам, выполненным в дымовой трубе. Подходящим материалом является листовая углеродистая сталь; рекомендуется расчётная температура 525°C. Нужно предусмотреть постоянный дренаж от дождя и конденсата для предотвращения попадания воды в глушитель и двигатель. Предусмотрен отдельно поставляемый глушитель для монтажа на ДГУ. Глушитель и система выпуска уменьшают излучение шума от двигателя и они могут направлять выхлопные газы в безопасные выпускные отверстия.
Глушитель выполнен в виде приёмника из углеродистой стали, содержащего аттенюатор звука и систему смещения волны по фазе из перфорированного стального листа и тяжёлой минеральной ваты. Она не содержит асбеста. Глушитель выхлопа поставляется в двух конфигурациях: с промышленным глушением звука и глушением звука для жилых помещений.
11. Система управления дизельной электростанцией
Можно установить один из нескольких видов систем и панелей управления для управления работой и контроля за производительностью агрегата, а также для предупреждения возможной неисправности.