Η επιλογή ενός σετ γεννήτριας ντίζελ για περιβάλλοντα λειτουργίας υψηλής θερμοκρασίας και σκόνης απαιτεί περισσότερα από την ανάγνωση μιας πινακίδας. Η θερμότητα αραιώνει τον αέρα που αναπνέει ο κινητήρας, μειώνοντας την ισχύ καύσης ακριβώς όταν η ζήτηση ψύξης κορυφώνεται, ενώ η λειαντική σκόνη φορτώνει τα φίλτρα αέρα μέσα σε λίγες ημέρες και μειώνει τη διάρκεια ζωής των εμβόλων, των ρουλεμάν και των περιελίξεων του εναλλάκτη. Ένα σετ γεννήτριας ντίζελ σχεδιασμένο για χρήση σε έρημο, εξόρυξη ή τροπικές συνθήκες συνδυάζει κινητήρα και εναλλάκτη με μειωμένες ονομαστικές τιμές για την ατμοσφαιρική πίεση, ένα υπερμεγέθες ψυγείο και εξαερισμό θόλου, φίλτρα αέρα βαρέως τύπου δύο σταδίων με προ-φίλτρο και ένα περίβλημα με κατάλληλη βαθμολογία IP. Αυτός ο οδηγός εξηγεί τι κάνουν η θερμότητα και η σκόνη στον εξοπλισμό παραγωγής ενέργειας, γιατί η μείωση των ονομαστικών τιμών λόγω ατμοσφαιρικών συνθηκών και η βαθμολογία του περιβλήματος καθορίζουν την αξιοπιστία και το συνολικό κόστος, και πώς να προσδιορίσετε ένα σετ γεννήτριας ντίζελ που θα συνεχίσει να λειτουργεί στις πιο δύσκολες συνθήκες του εργοταξίου. Θα μάθετε επίσης ποιες επιλογές, όπως ψυγεία ερήμου, κυκλωνικά προ-φίλτρα και θόλοι υψηλής IP, αξίζουν την επιπλέον τους τιμή, και πώς να επαληθεύσετε τους ισχυρισμούς μείωσης των ονομαστικών τιμών ενός προμηθευτή πριν δεσμευτείτε.
Η απόδοση κάθε κινητήρα ντίζελ περιορίζεται τελικά από το οξυγόνο που μπορεί να εισάγει στους κυλίνδρους του. Καθώς η ατμοσφαιρική θερμοκρασία αυξάνεται, η πυκνότητα του αέρα μειώνεται: στους 50 °C ένα κυβικό μέτρο αέρα περιέχει περίπου 9% λιγότερο οξυγόνο από ό,τι στους 20 °C, οπότε κάθε διαδρομή παρέχει λιγότερο αέρα για την καύση καυσίμου. Ένας υπερτροφοδότης ανακτά μέρος αυτής της απώλειας συμπιέζοντας περισσότερο αέρα, γι' αυτό και τα σύγχρονα υπερτροφοδοτούμενα σετ μειώνουν τις ονομαστικές τιμές λιγότερο σοβαρά από τους ατμοσφαιρικούς κινητήρες, αλλά εξακολουθούν να μειώνουν τις ονομαστικές τιμές σε ακραίες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Ο κινητήρας πρέπει επίσης να απορρίπτει ένα μεγάλο μέρος της ενέργειας του καυσίμου ως θερμότητα μέσω του ψυγείου, του ψυγείου λαδιού και της εξάτμισης, και η απόδοση του ψυγείου εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ψυκτικού υγρού και του ατμοσφαιρικού αέρα. Στους 45 °C αυτή η διαφορά είναι πολύ μικρότερη από ό,τι στους 25 °C, οπότε το ίδιο ψυγείο απορρίπτει λιγότερη θερμότητα και ο ανεμιστήρας ψύξης πρέπει να εργάζεται σκληρότερα για να διατηρεί τον κινητήρα στην προβλεπόμενη θερμοκρασία του.
Ο εναλλάκτης περιορίζεται από τη μόνωσή του. Η μόνωση κλάσης F έχει ονομαστική μέγιστη θερμοκρασία καυτού σημείου 155 °C και η κλάση H 180 °C, οπότε μια θερμότερη ατμόσφαιρα αφήνει λιγότερα περιθώρια για την αύξηση της θερμοκρασίας που δημιουργεί ο ίδιος ο εναλλάκτης κατά τη φόρτιση. Πάνω από 40 °C ατμοσφαιρική θερμοκρασία, οι περισσότεροι κατασκευαστές απαιτούν επομένως μείωση των ονομαστικών τιμών του εναλλάκτη ή μεγαλύτερο μέγεθος πλαισίου για να διατηρούνται οι θερμοκρασίες των περιελίξεων εντός της κλάσης μόνωσης.
Η σκόνη επιτίθεται στο σετ από τρία μέτωπα. Το φίλτρο αέρα είναι η πρώτη γραμμή: τα χάρτινα στοιχεία φορτώνονται γρήγορα με λεπτά σωματίδια, και ένα φραγμένο στοιχείο στερεί τον κινητήρα από αέρα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία εξάτμισης και την κατανάλωση καυσίμου, ενώ ο δείκτης περιορισμού ανεβαίνει προς το σημείο σέρβις. Τα σωματίδια που περνούν από το φίλτρο δρουν ως πάστα λείανσης στις επενδύσεις των κυλίνδρων, στα ελατήρια των εμβόλων και στα ρουλεμάν του υπερτροφοδότη, και το πυρίτιο εμφανίζεται αργότερα στην ανάλυση λαδιού. Τρίτον, η σκόνη καλύπτει τις πτερύγια του ψυγείου και τα περάσματα ψύξης του εναλλάκτη, μονώνοντάς τα σαν ένα παλτό από τσόχα, και η λειαντική άμμος μπορεί να βρεθεί σε πίνακες διανομής και πίνακες ελέγχου, όπου διαβρώνει τις επαφές.
Τέλος, το περίβλημα αλλάζει την θερμική εικόνα. Ένας θόλος ηχοαπορρόφησης παγιδεύει τη θερμότητα γύρω από το σετ, οπότε ο αέρας που εισέρχεται στο ψυγείο μπορεί να ανέβει πολύ πάνω από την εξωτερική ατμόσφαιρα, εκτός αν τα ανοίγματα εξαερισμού, οι αγωγοί και οι ανεμιστήρες έχουν σωστό μέγεθος. Οι βαθμολογίες IP από το IEC 60529 περιγράφουν την προστασία από σκόνη και νερό: το IP23 είναι κατάλληλο για καθαρούς εσωτερικούς χώρους, ενώ το IP54 και υψηλότερο καθορίζεται όπου η σκόνη που μεταφέρεται από τον άνεμο είναι συνηθισμένη. Η ονομαστική τιμή, η μείωση των ονομαστικών τιμών, η διήθηση και το περίβλημα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως ένα μηχανολογικό πακέτο, όχι ως τέσσερις ανεξάρτητες επιλογές.
Οι τυπικές ονομαστικές τιμές καταλόγου δημοσιεύονται σε καθορισμένες συνθήκες αναφοράς, συνήθως στο επίπεδο της θάλασσας και σε ατμοσφαιρική θερμοκρασία από 25 έως 40 °C, και αυτές οι τιμές δεν είναι αυτό που θα παραδώσει το σετ ένα απόγευμα στους 50 °C. Μια μονάδα που αποδίδει τέλεια σε ένα εύκρατο δωμάτιο δοκιμών μπορεί να χάσει 10% ή περισσότερο της απόδοσής της σε ακραία ζέστη, ακριβώς όταν η ζήτηση ψύξης είναι υψηλότερη, και οι αγοραστές που αγνοούν τη μείωση των ονομαστικών τιμών λόγω ατμοσφαιρικών συνθηκών ανακαλύπτουν την έλλειψη κατά την έναρξη λειτουργίας, όταν η δοκιμή με φορτίο αποτυγχάνει ή οι κινητήρες δεν ξεκινούν το μεσημέρι. Σε σκονισμένες περιοχές, οι αποτυχίες φαίνονται διαφορετικά: τα φίλτρα φράζουν σε ημέρες αντί για μήνες, οι κινητήρες εισπνέουν λειαντικό πυρίτιο, οι όψεις των ψυγείων καλύπτονται με σκόνη, και η γεννήτρια σταματά, πάντα τη χειρότερη στιγμή, επειδή τα συστήματα προστασίας ανιχνεύουν υψηλή θερμοκρασία ψυκτικού υγρού ή υψηλό περιορισμό εισαγωγής. Κάθε απρόβλεπτη επίσκεψη σε έναν απομακρυσμένο πύργο τηλεπικοινωνιών, ορυχείο ή αγωγό κοστίζει πολύ περισσότερο από το ίδιο το στοιχείο φίλτρου, και κάθε ώρα χαμένης παραγωγής έχει τη δική της τιμή.
Η προδιαγραφή για το κλίμα του εργοταξίου προσφέρει τέσσερα μετρήσιμα πλεονεκτήματα:
Εξετάστε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα από τον κλάδο της εξόρυξης. Ένα σετ γεννήτριας 500 kVA που εγκαθίσταται σε υψόμετρο 1.800 μέτρων, όπου τα καλοκαιρινά απογεύματα φτάνουν τους 48 °C, μπορεί να χάσει 10 έως 15% της ονομαστικής του απόδοσης πριν συνδεθεί έστω και ένα φορτίο. Εάν το εργοτάξιο χρειάζεται πραγματικά 400 kW συνεχούς ισχύος, ο προμηθευτής πρέπει να επιλέξει μια μηχανή της οποίας η μειωμένη ονομαστική τιμή πρωτεύουσας ισχύος υπερβαίνει αυτό το ποσοστό και της οποίας το πακέτο ψύξης και φίλτρων την υποστηρίζει καθ' όλη τη διάρκεια της χειρότερης εβδομάδας του έτους, όχι μόνο της μέσης ημέρας.
Αυτές οι επιλογές σπάνια κοστίζουν πολύ κατά την αγορά, καθώς ένα πακέτο για έρημο ή τροπικές συνθήκες συνήθως προσθέτει μόνο μια μικρή επιπλέον χρέωση σε ένα τυπικό σετ, αλλά αποδίδουν αυτήν την επιπλέον χρέωση πολλές φορές σε χρόνο λειτουργίας, οικονομία καυσίμου και διαστήματα ανακατασκευής. Για εργολάβους και μηχανολογικές εταιρείες, μειώνουν επίσης τον κίνδυνο απαιτήσεων καθυστέρησης όταν μια γεννήτρια δεν μπορεί να αποδώσει στο εργοτάξιο όπου εγκαταστάθηκε.
Η παρακάτω διαδικασία επιλογής υποθέτει ότι η ζήτηση σε kW του εργοταξίου είναι ήδη γνωστή από μελέτη φορτίου. Η εστίαση εδώ είναι η μηχανολογική μηχανική γύρω από αυτόν τον αριθμό. Μοιραστείτε τις απαντήσεις με τον προμηθευτή σας, επειδή οι πίνακες μείωσης ονομαστικών τιμών, οι επιλογές ψυγείου και τα πακέτα φίλτρων διαφέρουν μεταξύ των κατασκευαστών.
Καταγράψτε τη μέγιστη ατμοσφαιρική θερμοκρασία που έχει παρατηρηθεί ποτέ, επειδή σε πολλές περιοχές ερήμου και τροπικές περιοχές αυτό σημαίνει σχεδιασμό για 45 έως 50 °C αντί για τον ετήσιο μέσο όρο. Σημειώστε το υψόμετρο του εργοταξίου πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τον κυρίαρχο τύπο σκόνης, είτε πρόκειται για αιχμηρή άμμο πυριτίου, σκόνη τσιμέντου ή αγροτικά λεπτά σωματίδια, καθώς και την υγρασία και την επικρατούσα κατεύθυνση του ανέμου. Γράψτε το σημείο σχεδιασμού στην προδιαγραφή, για παράδειγμα πλήρη ονομαστική απόδοση στους 48 °C ατμοσφαιρική θερμοκρασία και υψόμετρο 1.200 μέτρων. Ένας προμηθευτής δεν μπορεί να σχεδιάσει το σωστό πακέτο χωρίς αυτούς τους αριθμούς, και μια ασαφής οδηγία συνήθως παράγει ένα τυπικό σετ που υποαποδίδει στο εργοτάξιο.
Ζητήστε τις καμπύλες μείωσης ονομαστικών τιμών του κατασκευαστή και ελέγξτε την απόδοση στο σημείο σχεδιασμού αντί για τις συνθήκες αναφοράς. Ως κοινός εμπειρικός κανόνας, η απόδοση μειώνεται περίπου 1% για κάθε 100 μέτρα πάνω από τα 1.000 μέτρα υψόμετρο και για κάθε επιπλέον 5 έως 6 °C πάνω από τους 40 °C ατμοσφαιρική θερμοκρασία, αλλά οι ακριβείς τιμές εξαρτώνται από την υπερτροφοδότηση, το σύστημα καυσίμου και το πακέτο ψυγείου, και ορισμένοι κινητήρες διατηρούν πλήρη απόδοση έως τους 45 °C χωρίς απώλεια. Ο εναλλάκτης πρέπει επίσης να μειωθεί η ονομαστική του τιμή, ή να αυξηθεί κατά ένα μέγεθος πλαισίου, έτσι ώστε η συνεχής του kVA σε υψηλή ατμοσφαιρική θερμοκρασία να καλύπτει ακόμα το φορτίο. Επιβεβαιώστε ότι οι μειωμένες τιμές, όχι οι τιμές της πινακίδας, υπερβαίνουν τη ζήτηση του εργοταξίου με περιθώριο.
Επιλέξτε ένα ψυγείο και έναν ανεμιστήρα με μέγεθος για την προβλεπόμενη ατμοσφαιρική θερμοκρασία. Πολλοί προμηθευτές προσφέρουν πακέτα για τροπικές συνθήκες ή έρημο με ονομαστική τιμή για ατμοσφαιρικές θερμοκρασίες 50 °C με υψηλότερα όρια θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού και ισχυρότερους ανεμιστήρες. Στη συνέχεια, επαληθεύστε τον εξαερισμό του θόλου: η ροή αέρα του ψυγείου πρέπει να εισέρχεται και να εξέρχεται με ελάχιστο περιορισμό, τα ανοίγματα εισόδου και εξόδου πρέπει να είναι στραμμένα μακριά από τους επικρατούντες ανέμους που μεταφέρουν σκόνη, και οι γρίλιες ακουστικής μόνωσης δεν πρέπει να περιορίζουν τη ροή του αέρα. Σε εγκαταστάσεις σε κοντέινερ, τοποθετήστε επιπλέον ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξαγωγής με θερμοστατικό έλεγχο, και διατηρήστε τα δωμάτια ελέγχου σφραγισμένα και κλιματιζόμενα ώστε τα ηλεκτρονικά να επιβιώνουν από τη ζέστη.
Για σκονισμένα εργοτάξια, προδιαγράψτε φίλτρα δύο σταδίων: ένα κυκλωνικό προ-φίλτρο που περιστρέφει και απομακρύνει τα μεγαλύτερα σωματίδια πριν από το κύριο στοιχείο, πολλαπλασιάζοντας συνήθως τη διάρκεια ζωής του στοιχείου αρκετές φορές, συν ένα χάρτινο στοιχείο υψηλής χωρητικότητας με δείκτη περιορισμού. Επιλέξτε τη βαθμολογία IP του περιβλήματος για να ταιριάζει με το περιβάλλον, IP54 ή υψηλότερη για εξωτερική χρήση σε έρημο και εξόρυξη, και IP23 όπου το σετ βρίσκεται σε καθαρή αίθουσα μηχανών, και επιβεβαιώστε ότι ο εναλλάκτης και ο πίνακας ελέγχου προστατεύονται με το ίδιο πρότυπο. Τοποθετήστε τις εισόδους αέρα πάνω από τη γραμμή σκόνης και τοποθετήστε ασπίδες σκόνης στις όψεις των ψυγείων όπου η άμμος που μεταφέρεται από τον άνεμο είναι συνηθισμένη.
Προσαρμόστε τα διαστήματα σέρβις στο περιβάλλον: ελέγχετε τους δείκτες περιορισμού των φίλτρων αέρα κάθε 50 έως 100 ώρες λειτουργίας σε βαριά σκόνη, σέρβις τα στοιχεία όταν ο δείκτης σηματοδοτεί αντί για ένα σταθερό ημερολόγιο, και κρατήστε εφεδρικά στοιχεία και ιμάντες στο εργοτάξιο επειδή η εφοδιαστική σε απομακρυσμένες περιοχές είναι αργή. Προσθέστε ανάλυση λαδιού σε κάθε σέρβις για να εντοπίσετε έγκαιρα την είσοδο πυριτίου, και τοποθετήστε απομακρυσμένη παρακολούθηση για τη θερμοκρασία ψυκτικού υγρού, τον περιορισμό εισαγωγής και την πίεση λαδιού, ώστε οι χειριστές να βλέπουν προβλήματα να αναπτύσσονται μεταξύ των επισκέψεων. Θέστε σε λειτουργία το πακέτο με δοκιμή με φορτίο στην πλήρη μειωμένη απόδοση για να το αποδείξετε πριν η παραγωγή εξαρτηθεί από αυτό.
Η απώλεια εξαρτάται από την υπερτροφοδότηση και το πακέτο ψυγείου. Πολλοί κατασκευαστές διατηρούν πλήρη απόδοση έως περίπου 40 °C, στη συνέχεια μειώνουν σταδιακά τις ονομαστικές τιμές, με καμπύλες που συνήθως δείχνουν απώλεια αρκετών ποσοστών ανά επιπλέον 5 έως 10 °C. Ο εναλλάκτης μειώνεται ξεχωριστά, οπότε ζητήστε δεδομένα μείωσης ονομαστικών τιμών για την προβλεπόμενη ατμοσφαιρική θερμοκρασία του εργοταξίου σας και επιλέξτε το σετ με βάση τις μειωμένες τιμές.
Οι βαθμολογίες IP ακολουθούν το IEC 60529. Το IP23, τυπικό για ανοιχτά σετ σε καθαρούς χώρους, προστατεύει από εργαλεία και ψεκασμό νερού, αλλά όχι από σκόνη. Για εξωτερικές τοποθεσίες σε έρημο, εξόρυξη ή αγροτικές περιοχές, προδιαγράψτε IP54 ή υψηλότερη: προστασία από σκόνη και εκτοξεύσεις νερού. Ελέγξτε ότι οι εισόδους αέρα είναι φιλτραρισμένες, οι πόρτες πρόσβασης σφραγίζουν σωστά και οι πίνακες ελέγχου φέρουν την ίδια βαθμολογία.
Ναι. Τα τυπικά μονοσταδιακά στοιχεία φράζουν γρήγορα σε λειαντική σκόνη. Ένα κυκλωνικό προ-φίλτρο περιστρέφει και απομακρύνει τα μεγαλύτερα σωματίδια πριν από το κύριο στοιχείο, πολλαπλασιάζοντας τη διάρκεια ζωής του στοιχείου αρκετές φορές. Το κύριο στοιχείο πρέπει να είναι υψηλής χωρητικότητας με δείκτη περιορισμού, και ολόκληρη η διαδρομή εισαγωγής πρέπει να είναι σφραγισμένη, ώστε ο αφιλτράριστος αέρας να μην παρακάμπτει το φίλτρο. Η ανάλυση λαδιού επιβεβαιώνει ότι η προστασία λειτουργεί.
Μόνο με τη σωστή μηχανική. Ο κινητήρας και ο εναλλάκτης πρέπει να μειωθούν οι ονομαστικές τιμές για την ατμοσφαιρική θερμοκρασία, το ψυγείο και οι ανεμιστήρες να έχουν μέγεθος για 50 °C, και το κοντέινερ να αερίζεται ώστε ο αέρας εισαγωγής να παραμένει κοντά στην εξωτερική θερμοκρασία. Χωρίς αυτά, η προστασία από υψηλή θερμοκρασία ψυκτικού υγρού περιορίζει την απόδοση κάτω από την ονομαστική τιμή. Ζητήστε από τον προμηθευτή ένα πακέτο για έρημο ή τροπικές συνθήκες με υπολογισμό μείωσης ονομαστικών τιμών.
Ποτέ μην βασίζεστε μόνο στο ημερολόγιο. Χρησιμοποιήστε τον δείκτη περιορισμού του φίλτρου, ο οποίος μετρά την πτώση πίεσης στο στοιχείο, και ελέγξτε τον κάθε 50 έως 100 ώρες λειτουργίας σε βαριά σκόνη. Αντικαταστήστε το στοιχείο όταν ο δείκτης φτάσει στο σημείο που έχει ορίσει ο κατασκευαστής, κρατήστε εφεδρικά στο εργοτάξιο και αδειάζετε τον εκτοξευτήρα σκόνης του προ-φίλτρου σε κάθε επίσκεψη.
Ναι, πάντα. Το υψηλό υψόμετρο και η υψηλή θερμοκρασία μειώνουν και τα δύο την πυκνότητα του αέρα, οπότε οι επιπτώσεις τους είναι αθροιστικές, και η χειρότερη περίπτωση είναι ένα ζεστό απόγευμα σε υψόμετρο. Εφαρμόστε τις καμπύλες μείωσης ονομαστικών τιμών του κινητήρα και του εναλλάκτη για τη συνδυασμένη συνθήκη αντί για κάθε παράγοντα ξεχωριστά, και δώστε στον προμηθευτή τόσο τη μέγιστη θερμοκρασία του εργοταξίου όσο και το υψόμετρο.
Τα θερμά, σκονισμένα περιβάλλοντα λειτουργίας τιμωρούν τα σετ γεννητριών που προδιαγράφηκαν για εύκρατα εκθετήρια. Η λύση δεν είναι ένας μεγαλύτερος κινητήρας που αγοράζεται με εικασίες, αλλά ένα πακέτο σχεδιασμένο για το εργοτάξιο: κινητήρας και εναλλάκτης επιλεγμένοι από καμπύλες μείωσης ονομαστικών τιμών στην πραγματική μέγιστη ατμοσφαιρική θερμοκρασία και υψόμετρο, ψυγείο και σύστημα εξαερισμού με πραγματικό περιθώριο, φίλτρα αέρα δύο σταδίων βαρέως τύπου και περίβλημα με βαθμολογία IP που κρατά τη σκόνη μακριά από τον κρίσιμο εξοπλισμό. Προσθέστε διαστήματα σέρβις προσαρμοσμένα στη φόρτιση σκόνης και απομακρυσμένη παρακολούθηση, και το σετ θα παραδώσει την υπόσχεση της πινακίδας του εκεί που πραγματικά βρίσκεται. Όταν καθορίζετε το επόμενο έργο σας, επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μας με τη μέγιστη θερμοκρασία, το υψόμετρο και τις συνθήκες σκόνης του εργοταξίου. Θα ετοιμάσουμε μια πρόταση ειδικά για το εργοτάξιο, συμπεριλαμβανομένων των υπολογισμών μείωσης ονομαστικών τιμών, ώστε να μην υπάρχουν εκπλήξεις την ημέρα της έναρξης λειτουργίας.
Η επιλογή ενός σετ γεννήτριας ντίζελ για περιβάλλοντα λειτουργίας υψηλής θερμοκρασίας και σκόνης απαιτεί περισσότερα από την ανάγνωση μιας πινακίδας. Η θερμότητα αραιώνει τον αέρα που αναπνέει ο κινητήρας, μειώνοντας την ισχύ καύσης ακριβώς όταν η ζήτηση ψύξης κορυφώνεται, ενώ η λειαντική σκόνη φορτώνει τα φίλτρα αέρα μέσα σε λίγες ημέρες και μειώνει τη διάρκεια ζωής των εμβόλων, των ρουλεμάν και των περιελίξεων του εναλλάκτη. Ένα σετ γεννήτριας ντίζελ σχεδιασμένο για χρήση σε έρημο, εξόρυξη ή τροπικές συνθήκες συνδυάζει κινητήρα και εναλλάκτη με μειωμένες ονομαστικές τιμές για την ατμοσφαιρική πίεση, ένα υπερμεγέθες ψυγείο και εξαερισμό θόλου, φίλτρα αέρα βαρέως τύπου δύο σταδίων με προ-φίλτρο και ένα περίβλημα με κατάλληλη βαθμολογία IP. Αυτός ο οδηγός εξηγεί τι κάνουν η θερμότητα και η σκόνη στον εξοπλισμό παραγωγής ενέργειας, γιατί η μείωση των ονομαστικών τιμών λόγω ατμοσφαιρικών συνθηκών και η βαθμολογία του περιβλήματος καθορίζουν την αξιοπιστία και το συνολικό κόστος, και πώς να προσδιορίσετε ένα σετ γεννήτριας ντίζελ που θα συνεχίσει να λειτουργεί στις πιο δύσκολες συνθήκες του εργοταξίου. Θα μάθετε επίσης ποιες επιλογές, όπως ψυγεία ερήμου, κυκλωνικά προ-φίλτρα και θόλοι υψηλής IP, αξίζουν την επιπλέον τους τιμή, και πώς να επαληθεύσετε τους ισχυρισμούς μείωσης των ονομαστικών τιμών ενός προμηθευτή πριν δεσμευτείτε.
Η απόδοση κάθε κινητήρα ντίζελ περιορίζεται τελικά από το οξυγόνο που μπορεί να εισάγει στους κυλίνδρους του. Καθώς η ατμοσφαιρική θερμοκρασία αυξάνεται, η πυκνότητα του αέρα μειώνεται: στους 50 °C ένα κυβικό μέτρο αέρα περιέχει περίπου 9% λιγότερο οξυγόνο από ό,τι στους 20 °C, οπότε κάθε διαδρομή παρέχει λιγότερο αέρα για την καύση καυσίμου. Ένας υπερτροφοδότης ανακτά μέρος αυτής της απώλειας συμπιέζοντας περισσότερο αέρα, γι' αυτό και τα σύγχρονα υπερτροφοδοτούμενα σετ μειώνουν τις ονομαστικές τιμές λιγότερο σοβαρά από τους ατμοσφαιρικούς κινητήρες, αλλά εξακολουθούν να μειώνουν τις ονομαστικές τιμές σε ακραίες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Ο κινητήρας πρέπει επίσης να απορρίπτει ένα μεγάλο μέρος της ενέργειας του καυσίμου ως θερμότητα μέσω του ψυγείου, του ψυγείου λαδιού και της εξάτμισης, και η απόδοση του ψυγείου εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ψυκτικού υγρού και του ατμοσφαιρικού αέρα. Στους 45 °C αυτή η διαφορά είναι πολύ μικρότερη από ό,τι στους 25 °C, οπότε το ίδιο ψυγείο απορρίπτει λιγότερη θερμότητα και ο ανεμιστήρας ψύξης πρέπει να εργάζεται σκληρότερα για να διατηρεί τον κινητήρα στην προβλεπόμενη θερμοκρασία του.
Ο εναλλάκτης περιορίζεται από τη μόνωσή του. Η μόνωση κλάσης F έχει ονομαστική μέγιστη θερμοκρασία καυτού σημείου 155 °C και η κλάση H 180 °C, οπότε μια θερμότερη ατμόσφαιρα αφήνει λιγότερα περιθώρια για την αύξηση της θερμοκρασίας που δημιουργεί ο ίδιος ο εναλλάκτης κατά τη φόρτιση. Πάνω από 40 °C ατμοσφαιρική θερμοκρασία, οι περισσότεροι κατασκευαστές απαιτούν επομένως μείωση των ονομαστικών τιμών του εναλλάκτη ή μεγαλύτερο μέγεθος πλαισίου για να διατηρούνται οι θερμοκρασίες των περιελίξεων εντός της κλάσης μόνωσης.
Η σκόνη επιτίθεται στο σετ από τρία μέτωπα. Το φίλτρο αέρα είναι η πρώτη γραμμή: τα χάρτινα στοιχεία φορτώνονται γρήγορα με λεπτά σωματίδια, και ένα φραγμένο στοιχείο στερεί τον κινητήρα από αέρα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία εξάτμισης και την κατανάλωση καυσίμου, ενώ ο δείκτης περιορισμού ανεβαίνει προς το σημείο σέρβις. Τα σωματίδια που περνούν από το φίλτρο δρουν ως πάστα λείανσης στις επενδύσεις των κυλίνδρων, στα ελατήρια των εμβόλων και στα ρουλεμάν του υπερτροφοδότη, και το πυρίτιο εμφανίζεται αργότερα στην ανάλυση λαδιού. Τρίτον, η σκόνη καλύπτει τις πτερύγια του ψυγείου και τα περάσματα ψύξης του εναλλάκτη, μονώνοντάς τα σαν ένα παλτό από τσόχα, και η λειαντική άμμος μπορεί να βρεθεί σε πίνακες διανομής και πίνακες ελέγχου, όπου διαβρώνει τις επαφές.
Τέλος, το περίβλημα αλλάζει την θερμική εικόνα. Ένας θόλος ηχοαπορρόφησης παγιδεύει τη θερμότητα γύρω από το σετ, οπότε ο αέρας που εισέρχεται στο ψυγείο μπορεί να ανέβει πολύ πάνω από την εξωτερική ατμόσφαιρα, εκτός αν τα ανοίγματα εξαερισμού, οι αγωγοί και οι ανεμιστήρες έχουν σωστό μέγεθος. Οι βαθμολογίες IP από το IEC 60529 περιγράφουν την προστασία από σκόνη και νερό: το IP23 είναι κατάλληλο για καθαρούς εσωτερικούς χώρους, ενώ το IP54 και υψηλότερο καθορίζεται όπου η σκόνη που μεταφέρεται από τον άνεμο είναι συνηθισμένη. Η ονομαστική τιμή, η μείωση των ονομαστικών τιμών, η διήθηση και το περίβλημα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως ένα μηχανολογικό πακέτο, όχι ως τέσσερις ανεξάρτητες επιλογές.
Οι τυπικές ονομαστικές τιμές καταλόγου δημοσιεύονται σε καθορισμένες συνθήκες αναφοράς, συνήθως στο επίπεδο της θάλασσας και σε ατμοσφαιρική θερμοκρασία από 25 έως 40 °C, και αυτές οι τιμές δεν είναι αυτό που θα παραδώσει το σετ ένα απόγευμα στους 50 °C. Μια μονάδα που αποδίδει τέλεια σε ένα εύκρατο δωμάτιο δοκιμών μπορεί να χάσει 10% ή περισσότερο της απόδοσής της σε ακραία ζέστη, ακριβώς όταν η ζήτηση ψύξης είναι υψηλότερη, και οι αγοραστές που αγνοούν τη μείωση των ονομαστικών τιμών λόγω ατμοσφαιρικών συνθηκών ανακαλύπτουν την έλλειψη κατά την έναρξη λειτουργίας, όταν η δοκιμή με φορτίο αποτυγχάνει ή οι κινητήρες δεν ξεκινούν το μεσημέρι. Σε σκονισμένες περιοχές, οι αποτυχίες φαίνονται διαφορετικά: τα φίλτρα φράζουν σε ημέρες αντί για μήνες, οι κινητήρες εισπνέουν λειαντικό πυρίτιο, οι όψεις των ψυγείων καλύπτονται με σκόνη, και η γεννήτρια σταματά, πάντα τη χειρότερη στιγμή, επειδή τα συστήματα προστασίας ανιχνεύουν υψηλή θερμοκρασία ψυκτικού υγρού ή υψηλό περιορισμό εισαγωγής. Κάθε απρόβλεπτη επίσκεψη σε έναν απομακρυσμένο πύργο τηλεπικοινωνιών, ορυχείο ή αγωγό κοστίζει πολύ περισσότερο από το ίδιο το στοιχείο φίλτρου, και κάθε ώρα χαμένης παραγωγής έχει τη δική της τιμή.
Η προδιαγραφή για το κλίμα του εργοταξίου προσφέρει τέσσερα μετρήσιμα πλεονεκτήματα:
Εξετάστε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα από τον κλάδο της εξόρυξης. Ένα σετ γεννήτριας 500 kVA που εγκαθίσταται σε υψόμετρο 1.800 μέτρων, όπου τα καλοκαιρινά απογεύματα φτάνουν τους 48 °C, μπορεί να χάσει 10 έως 15% της ονομαστικής του απόδοσης πριν συνδεθεί έστω και ένα φορτίο. Εάν το εργοτάξιο χρειάζεται πραγματικά 400 kW συνεχούς ισχύος, ο προμηθευτής πρέπει να επιλέξει μια μηχανή της οποίας η μειωμένη ονομαστική τιμή πρωτεύουσας ισχύος υπερβαίνει αυτό το ποσοστό και της οποίας το πακέτο ψύξης και φίλτρων την υποστηρίζει καθ' όλη τη διάρκεια της χειρότερης εβδομάδας του έτους, όχι μόνο της μέσης ημέρας.
Αυτές οι επιλογές σπάνια κοστίζουν πολύ κατά την αγορά, καθώς ένα πακέτο για έρημο ή τροπικές συνθήκες συνήθως προσθέτει μόνο μια μικρή επιπλέον χρέωση σε ένα τυπικό σετ, αλλά αποδίδουν αυτήν την επιπλέον χρέωση πολλές φορές σε χρόνο λειτουργίας, οικονομία καυσίμου και διαστήματα ανακατασκευής. Για εργολάβους και μηχανολογικές εταιρείες, μειώνουν επίσης τον κίνδυνο απαιτήσεων καθυστέρησης όταν μια γεννήτρια δεν μπορεί να αποδώσει στο εργοτάξιο όπου εγκαταστάθηκε.
Η παρακάτω διαδικασία επιλογής υποθέτει ότι η ζήτηση σε kW του εργοταξίου είναι ήδη γνωστή από μελέτη φορτίου. Η εστίαση εδώ είναι η μηχανολογική μηχανική γύρω από αυτόν τον αριθμό. Μοιραστείτε τις απαντήσεις με τον προμηθευτή σας, επειδή οι πίνακες μείωσης ονομαστικών τιμών, οι επιλογές ψυγείου και τα πακέτα φίλτρων διαφέρουν μεταξύ των κατασκευαστών.
Καταγράψτε τη μέγιστη ατμοσφαιρική θερμοκρασία που έχει παρατηρηθεί ποτέ, επειδή σε πολλές περιοχές ερήμου και τροπικές περιοχές αυτό σημαίνει σχεδιασμό για 45 έως 50 °C αντί για τον ετήσιο μέσο όρο. Σημειώστε το υψόμετρο του εργοταξίου πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τον κυρίαρχο τύπο σκόνης, είτε πρόκειται για αιχμηρή άμμο πυριτίου, σκόνη τσιμέντου ή αγροτικά λεπτά σωματίδια, καθώς και την υγρασία και την επικρατούσα κατεύθυνση του ανέμου. Γράψτε το σημείο σχεδιασμού στην προδιαγραφή, για παράδειγμα πλήρη ονομαστική απόδοση στους 48 °C ατμοσφαιρική θερμοκρασία και υψόμετρο 1.200 μέτρων. Ένας προμηθευτής δεν μπορεί να σχεδιάσει το σωστό πακέτο χωρίς αυτούς τους αριθμούς, και μια ασαφής οδηγία συνήθως παράγει ένα τυπικό σετ που υποαποδίδει στο εργοτάξιο.
Ζητήστε τις καμπύλες μείωσης ονομαστικών τιμών του κατασκευαστή και ελέγξτε την απόδοση στο σημείο σχεδιασμού αντί για τις συνθήκες αναφοράς. Ως κοινός εμπειρικός κανόνας, η απόδοση μειώνεται περίπου 1% για κάθε 100 μέτρα πάνω από τα 1.000 μέτρα υψόμετρο και για κάθε επιπλέον 5 έως 6 °C πάνω από τους 40 °C ατμοσφαιρική θερμοκρασία, αλλά οι ακριβείς τιμές εξαρτώνται από την υπερτροφοδότηση, το σύστημα καυσίμου και το πακέτο ψυγείου, και ορισμένοι κινητήρες διατηρούν πλήρη απόδοση έως τους 45 °C χωρίς απώλεια. Ο εναλλάκτης πρέπει επίσης να μειωθεί η ονομαστική του τιμή, ή να αυξηθεί κατά ένα μέγεθος πλαισίου, έτσι ώστε η συνεχής του kVA σε υψηλή ατμοσφαιρική θερμοκρασία να καλύπτει ακόμα το φορτίο. Επιβεβαιώστε ότι οι μειωμένες τιμές, όχι οι τιμές της πινακίδας, υπερβαίνουν τη ζήτηση του εργοταξίου με περιθώριο.
Επιλέξτε ένα ψυγείο και έναν ανεμιστήρα με μέγεθος για την προβλεπόμενη ατμοσφαιρική θερμοκρασία. Πολλοί προμηθευτές προσφέρουν πακέτα για τροπικές συνθήκες ή έρημο με ονομαστική τιμή για ατμοσφαιρικές θερμοκρασίες 50 °C με υψηλότερα όρια θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού και ισχυρότερους ανεμιστήρες. Στη συνέχεια, επαληθεύστε τον εξαερισμό του θόλου: η ροή αέρα του ψυγείου πρέπει να εισέρχεται και να εξέρχεται με ελάχιστο περιορισμό, τα ανοίγματα εισόδου και εξόδου πρέπει να είναι στραμμένα μακριά από τους επικρατούντες ανέμους που μεταφέρουν σκόνη, και οι γρίλιες ακουστικής μόνωσης δεν πρέπει να περιορίζουν τη ροή του αέρα. Σε εγκαταστάσεις σε κοντέινερ, τοποθετήστε επιπλέον ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξαγωγής με θερμοστατικό έλεγχο, και διατηρήστε τα δωμάτια ελέγχου σφραγισμένα και κλιματιζόμενα ώστε τα ηλεκτρονικά να επιβιώνουν από τη ζέστη.
Για σκονισμένα εργοτάξια, προδιαγράψτε φίλτρα δύο σταδίων: ένα κυκλωνικό προ-φίλτρο που περιστρέφει και απομακρύνει τα μεγαλύτερα σωματίδια πριν από το κύριο στοιχείο, πολλαπλασιάζοντας συνήθως τη διάρκεια ζωής του στοιχείου αρκετές φορές, συν ένα χάρτινο στοιχείο υψηλής χωρητικότητας με δείκτη περιορισμού. Επιλέξτε τη βαθμολογία IP του περιβλήματος για να ταιριάζει με το περιβάλλον, IP54 ή υψηλότερη για εξωτερική χρήση σε έρημο και εξόρυξη, και IP23 όπου το σετ βρίσκεται σε καθαρή αίθουσα μηχανών, και επιβεβαιώστε ότι ο εναλλάκτης και ο πίνακας ελέγχου προστατεύονται με το ίδιο πρότυπο. Τοποθετήστε τις εισόδους αέρα πάνω από τη γραμμή σκόνης και τοποθετήστε ασπίδες σκόνης στις όψεις των ψυγείων όπου η άμμος που μεταφέρεται από τον άνεμο είναι συνηθισμένη.
Προσαρμόστε τα διαστήματα σέρβις στο περιβάλλον: ελέγχετε τους δείκτες περιορισμού των φίλτρων αέρα κάθε 50 έως 100 ώρες λειτουργίας σε βαριά σκόνη, σέρβις τα στοιχεία όταν ο δείκτης σηματοδοτεί αντί για ένα σταθερό ημερολόγιο, και κρατήστε εφεδρικά στοιχεία και ιμάντες στο εργοτάξιο επειδή η εφοδιαστική σε απομακρυσμένες περιοχές είναι αργή. Προσθέστε ανάλυση λαδιού σε κάθε σέρβις για να εντοπίσετε έγκαιρα την είσοδο πυριτίου, και τοποθετήστε απομακρυσμένη παρακολούθηση για τη θερμοκρασία ψυκτικού υγρού, τον περιορισμό εισαγωγής και την πίεση λαδιού, ώστε οι χειριστές να βλέπουν προβλήματα να αναπτύσσονται μεταξύ των επισκέψεων. Θέστε σε λειτουργία το πακέτο με δοκιμή με φορτίο στην πλήρη μειωμένη απόδοση για να το αποδείξετε πριν η παραγωγή εξαρτηθεί από αυτό.
Η απώλεια εξαρτάται από την υπερτροφοδότηση και το πακέτο ψυγείου. Πολλοί κατασκευαστές διατηρούν πλήρη απόδοση έως περίπου 40 °C, στη συνέχεια μειώνουν σταδιακά τις ονομαστικές τιμές, με καμπύλες που συνήθως δείχνουν απώλεια αρκετών ποσοστών ανά επιπλέον 5 έως 10 °C. Ο εναλλάκτης μειώνεται ξεχωριστά, οπότε ζητήστε δεδομένα μείωσης ονομαστικών τιμών για την προβλεπόμενη ατμοσφαιρική θερμοκρασία του εργοταξίου σας και επιλέξτε το σετ με βάση τις μειωμένες τιμές.
Οι βαθμολογίες IP ακολουθούν το IEC 60529. Το IP23, τυπικό για ανοιχτά σετ σε καθαρούς χώρους, προστατεύει από εργαλεία και ψεκασμό νερού, αλλά όχι από σκόνη. Για εξωτερικές τοποθεσίες σε έρημο, εξόρυξη ή αγροτικές περιοχές, προδιαγράψτε IP54 ή υψηλότερη: προστασία από σκόνη και εκτοξεύσεις νερού. Ελέγξτε ότι οι εισόδους αέρα είναι φιλτραρισμένες, οι πόρτες πρόσβασης σφραγίζουν σωστά και οι πίνακες ελέγχου φέρουν την ίδια βαθμολογία.
Ναι. Τα τυπικά μονοσταδιακά στοιχεία φράζουν γρήγορα σε λειαντική σκόνη. Ένα κυκλωνικό προ-φίλτρο περιστρέφει και απομακρύνει τα μεγαλύτερα σωματίδια πριν από το κύριο στοιχείο, πολλαπλασιάζοντας τη διάρκεια ζωής του στοιχείου αρκετές φορές. Το κύριο στοιχείο πρέπει να είναι υψηλής χωρητικότητας με δείκτη περιορισμού, και ολόκληρη η διαδρομή εισαγωγής πρέπει να είναι σφραγισμένη, ώστε ο αφιλτράριστος αέρας να μην παρακάμπτει το φίλτρο. Η ανάλυση λαδιού επιβεβαιώνει ότι η προστασία λειτουργεί.
Μόνο με τη σωστή μηχανική. Ο κινητήρας και ο εναλλάκτης πρέπει να μειωθούν οι ονομαστικές τιμές για την ατμοσφαιρική θερμοκρασία, το ψυγείο και οι ανεμιστήρες να έχουν μέγεθος για 50 °C, και το κοντέινερ να αερίζεται ώστε ο αέρας εισαγωγής να παραμένει κοντά στην εξωτερική θερμοκρασία. Χωρίς αυτά, η προστασία από υψηλή θερμοκρασία ψυκτικού υγρού περιορίζει την απόδοση κάτω από την ονομαστική τιμή. Ζητήστε από τον προμηθευτή ένα πακέτο για έρημο ή τροπικές συνθήκες με υπολογισμό μείωσης ονομαστικών τιμών.
Ποτέ μην βασίζεστε μόνο στο ημερολόγιο. Χρησιμοποιήστε τον δείκτη περιορισμού του φίλτρου, ο οποίος μετρά την πτώση πίεσης στο στοιχείο, και ελέγξτε τον κάθε 50 έως 100 ώρες λειτουργίας σε βαριά σκόνη. Αντικαταστήστε το στοιχείο όταν ο δείκτης φτάσει στο σημείο που έχει ορίσει ο κατασκευαστής, κρατήστε εφεδρικά στο εργοτάξιο και αδειάζετε τον εκτοξευτήρα σκόνης του προ-φίλτρου σε κάθε επίσκεψη.
Ναι, πάντα. Το υψηλό υψόμετρο και η υψηλή θερμοκρασία μειώνουν και τα δύο την πυκνότητα του αέρα, οπότε οι επιπτώσεις τους είναι αθροιστικές, και η χειρότερη περίπτωση είναι ένα ζεστό απόγευμα σε υψόμετρο. Εφαρμόστε τις καμπύλες μείωσης ονομαστικών τιμών του κινητήρα και του εναλλάκτη για τη συνδυασμένη συνθήκη αντί για κάθε παράγοντα ξεχωριστά, και δώστε στον προμηθευτή τόσο τη μέγιστη θερμοκρασία του εργοταξίου όσο και το υψόμετρο.
Τα θερμά, σκονισμένα περιβάλλοντα λειτουργίας τιμωρούν τα σετ γεννητριών που προδιαγράφηκαν για εύκρατα εκθετήρια. Η λύση δεν είναι ένας μεγαλύτερος κινητήρας που αγοράζεται με εικασίες, αλλά ένα πακέτο σχεδιασμένο για το εργοτάξιο: κινητήρας και εναλλάκτης επιλεγμένοι από καμπύλες μείωσης ονομαστικών τιμών στην πραγματική μέγιστη ατμοσφαιρική θερμοκρασία και υψόμετρο, ψυγείο και σύστημα εξαερισμού με πραγματικό περιθώριο, φίλτρα αέρα δύο σταδίων βαρέως τύπου και περίβλημα με βαθμολογία IP που κρατά τη σκόνη μακριά από τον κρίσιμο εξοπλισμό. Προσθέστε διαστήματα σέρβις προσαρμοσμένα στη φόρτιση σκόνης και απομακρυσμένη παρακολούθηση, και το σετ θα παραδώσει την υπόσχεση της πινακίδας του εκεί που πραγματικά βρίσκεται. Όταν καθορίζετε το επόμενο έργο σας, επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μας με τη μέγιστη θερμοκρασία, το υψόμετρο και τις συνθήκες σκόνης του εργοταξίου. Θα ετοιμάσουμε μια πρόταση ειδικά για το εργοτάξιο, συμπεριλαμβανομένων των υπολογισμών μείωσης ονομαστικών τιμών, ώστε να μην υπάρχουν εκπλήξεις την ημέρα της έναρξης λειτουργίας.