بانک ماشین آلات پتروشیمی بندر امام


دیزل ژنراتور ها

Thursday, April 17, 2008Diesel generator دیزل ژنراتور دیزل ژنراتور با توان 500 کیلوولت آمپر در یک مکان توریستی در مصر A diesel generator of 500kVA in a tourist resort in Egypt. مقدمه :دیزل ژنراتورها از جمله وسایل بسیار متداول  و نسبتا ساده و آسان برای تولید برق هستند ولی به دلایل متعدد که مهم ترین آنها مصرف سوخت و هزینه بالای تولید برق و نیز آلایندگی محیط زیست است استفاده از این نوع مولد های تولید برق محدود بوده و برای جبران کمبود توان در مواقع اوج مصرف peak load  و نیز بیشتر به منظور استفاده بعنوان منبع برق اضطراری در مواقعی که برق شبکه قطع می شود و. یا در جاهایی که امکان استفاده از برق شبکه وجود ندارد مورد استفاده است . اما دیزل ژنراتورها چون از موتورهای دیزل برای بحرکت رد اوردن ژنراتور استفاده می کنند مشکلات خاص موتورهای دیزل را هم با خود به همراه دارند از جمله اقتصادی نبودن آنها بعلت گرانی سوخت های فسیلی و گازوئیل . ضمن اینکه بارگذاری این گونه مولدها ها معمولا بصورت صحیح صورت نمی گیرد و همین بار های کم و نامناسب باعث می شوند که احتراق در این نوع دیزل ها بخوبی صورت نگیرد کاهش درجه حرارت و فشار احتراق باعث می شود که راندمان حرارتی موتور کاهش پیدا کند و رسوبات کربن هم در داخل سیلندر جمع شود . این یک اصل در موتورهای دیزل است که باید در درجه حرارت و فشار معینی کار کنند در غیر اینصورت هم موتور صدمه می بیند و هم راندمان آن کاهش پیدا می کند . برای ما که کشور کم آبی هستیم و از طرفی منایع فراوان سوخت های فسیلی داریم استفاده از دیزل ژنراتورها به منظور تولید برق بطور موضعی و در مناطق دور افتاده در کنار استفاده از انرژی های نو مانند توربین های بادی و سلولهای خورشیدی ( فتوولتائیک ) می تواند انتخاب مناسبی باشد . در اینجا نیز در بانک ماشین آلات تعمیر و نگهداری دیزل اینگونه دیزل ژنراتورها بر عهده ماست و ازاین جهت لازم است که با جدیدترین دستاوردهای این رشته آشنا باشیم . ولی در کمال تعجب حتی یک متن ساده راجع به این گونه دستگاهها نه بر روی شبکه اینترنت فارسی و نه حتی در بین نوشته های الکترونیک ام پیدا نکردم و متن حاضر کوششی در همین جهت است باشد که مفید واقع شود !   دیزل ژنراتور ترکیبی ازیک موتور دیزل و یک ژنراتور الکتریکی است ( که اغلب آن را آلترناتور می نامند ) و از این مجموعه برای تولید انرژی الکتریسیته استفاده می شود .  دیزل ژنراتورها دستگاههایی هستند که در مناطقی استفاده می شوند که به شبکه سراسری برق متصل نیستند و یا امکان استفاده از برق را ندارند . اما دیزل ژنراتورها کاربرد های دیگری هم دارند و از جمله استفاده از آنها بعنوان منبع برق اضطراری و در مواقعی است که برق شبکه قطع می شود . اما دیزل ژنراتورها در ظرفیت های مختلفی ساخته می شوند نوع قابل حمل آن  از توان های پائین و حدود 1 کیلو ولت آمپر تا 10 کیلوولت آمپر و بیشتر هیتند در حالی که دیزل ژنراتورهای صنعتی بزرگ با ظرفیت 8 کیلو لوت آمپر تا 30 کیلو ولت امپر برای استفاده در خانه ها و مغازه های و ادارات تا ظرفیت 2000 کیلو ولت امپر برای مجتمع های اداری بزرگ ، کارخانه ها و ایستگاههای برق در دسترس هستند .  اینگونه ژنراتورها نه تنها کاربردهای وسیعی بعنوان منبع برق اضطراری دارند بلکه بعنوان دستگاههای پشتیبان در شبکه های برق سراسری هم مورد استفاده هستند. چون اغلب این ژنراتورهای از موتور دیزل برای به حرکت در آمدن استفاده می کنند ( برخی از ژنراتورهای سبک و کم ظرفیت از موتورهای بنزینی برای این منظور استفاده می کنند ) نه تنها می توانند انرژری لازم برای تولید برق را تهیه کنند می توانند بعنوان نیروی محرکه و راننده در وسایل نقلیه  هم مورد استفاده قرار گیرند و این نوع استفاده از آن جهت اهمیت دارد که نیازی نیست که ژنراتور نزدیک محور محرک ( گاردان ) واقع شده باشد در عوض می توان آن را در جای مناسب دیگری قرار داد و این کار باعث می شود که بار بیشتری هم بتوان با آن وسیله نقلیه حمل نمود .کشتی ها اغلب از دیزل ژنراتورها استفاده می کنند و گاهی اوقات نه تنها انرژی الکتریکی مورد نیاز را تامین می کنند بلکه از آن برای تامین نیروی رانش کشتی هم استفاده می شود  استفاده از دیزل ژنراتور برای به حرکت در آوردن کشتی به این جهت رواج پیدا کرده است که در این روش نیازی نیست که ژنراتور در نردیکی محور متحرک کشتی نصب شود و در جای بهتری قرار داده می شود .برقی که توسط به منظور استفاده در برق پایه استفاده می شود .بجای اینکه از ان بعنوان برق اضطراری شود ( مثل برق اضطراری مورد نیاز در بیمارستان ها مورد استفاده قرار می گیرد ) Power plants  استفاده از دیزل ژنراتور ها در نیروگاههای برق دیزل ژنراتورها را می توان بصورت موازی در نیروگاههای برق نیز مورد استفاده قرار داد استفاده از  حالت موازی این مزیت را دارد که می تواند ظرفیت و کارآیی بیشتری داشته باشد و  حالت اضافه بر سازمان را داشته باشد . نیروگاههای برق که با دیزل ژنراتور کار می کنند بطور معمول شامل 3 تا 6 دستگاه هستند . ژنرانور ها را می توان از طریق فرآیند سنکرونیزه کردن ( همزمانی ) به یکدیگر متصل کرد و همزمانی یا سنکرونیزه کردن شامل تطابق دادن ولتاژ ، فرکانس و فاز دستگاهها قبل از متصل کردن آن به میله جریان = شمش اتصال = باس بار bus bar  است . ایجاد اشکال در سنکرونیزه کردن دستگاهها قبل از اتصال آنها می تواند باعث اتصال کوتاه با جریان بالا یا فرسودگی و صدمه دیدن ژنراتورها و یا سیستم های سویچ ( سویچینگ ) شود . عمل سنکرونیزه کردن را می توان با استفاده از دستگاه سنکرونیزه کننده خودکار auto-synchronizer module انجام داد . این دستگاه با خواندن پارامترهای  ولتاژ ، فرکانس و فاز از روی ولتاژ باس بار و ژنراتور باعث می شود که از طریق گاورنر بخش کنترل کننده موتور ECU (Engine Control Module) این هماهنگی را انجام دهد . با استفاده از تقسیم بار می توان باری را که روی ژنراتورهایی را که با هم بطور موازی کار می کنند روی آنها توزیع شود . در این حالت نیزمثل سنرکونیزه کردن خودکار این کار را می توان با استفاده از یک بخش تقسیم کننده بار load sharing module. انجام داد . این دستگاه با اندازه گیری بار و فرکانس در ژنراتور بصورت مداوم سرعت چرخش ژنراتور را با ری که روی آن است  تانظیم کند .دیزل ژنراتورها بعنوان یک ماشین محرک با سرعت ثابتی می چرخند ( چون تغییر سرعت باعث بر هم خوردن فرکانس برق تولیدی می شود ) فقط هنگامی که بار بیشتری بر روی آنها اعمال می شود سوخت بیشتری را مصرف می کنند و هنگامی که بار کم می شود مصرف سوخت هم کاهش پیدا می کند Supporting main utility gridsپشتیبانی از شبکه اصلی برق :دیزل ژنراتوها بعنوان منبع برق اضطراری برای بیمارستانها و واحدهای آبرسانی و نظایر آن مورد استفاده قرار گیرند . و از این جهت  که می توان از آنها بعنوان دستگاههای پشتیبانی کننده  شبکه برق  خصوصا هنگامی که در ساعات  اوج مصرف برق قرار داریم وارد مدار شوند و ازاین  کاربرد گسترده ای در آمریکا و انگلستان دارند . ژنراتورهای دینیو محصولات ممتازی هستند که برای شرایط مختلف کاری طراحی شده اند و  برای مثال در انگستان برخی دیزل ژنراتورهای 2 گیگاوات  بطور معمول برای پشتیبانی از شبکه ملی برق که حداکثر بار آن 60 گیگا وات است  استفاده می شود مجموعه ای از دیزل ژنزاتورها از طیف 200 کیلووات تا 2 مگاوات وجود دارند . این امر سودمندی های زیادی دارد باید قابلیت اطمینان هم بالا باشد یکی از روشهای معمول استفاده از موازی کردن شبکه ها Grid paralleling است . شبکه ملی بریتانیا از نیروگاههایی با توان 2 گیکا وات استفاده می کند که در زمانی حدود دو دقیقه امکان موازی کردن آنها با شبکه وجود دارد . و این در مقایسه با نیروگاههای بار پایه که زمانی حدود 12 ساعت برای وارد مدار شدن زمان لازم دارند مدت زمان خیلی کمی است . اگر چه دیزل ژنراتورها از نظر مصرف سوخت خیلی گران قیمت هستند . ولی باید توجه داشت که همانگونه که گفته شد این دیزل ها فقط بعنوان کمکی مورد استفاده هستند و چند صد ساعت در سال وارد مدار می شوند و وجود آنها باعث می شود که دیگر نیازی به وارد مدار کردن نیروگاههای پایه که استفاده کوتاه مدت از آنها غیر اقتصادی است نباشد Engine Damageصدمات موتور :موتورهای دیزل طی سالها کار کردن و خصوصا هنگامی که این کار تحت بار کم و سرعت پائین باشد دچار صدماتی می شوند که ناشی از رسوب ذرات کربن است . چنین شرایطی ممکن است هنگامی که موتور در حالت هرز کار می کند و یا در حالت آماده باش قرار دارد نیز اتفاق بیفتد ضمن اینکه اغلب این دیزل ژنراتورهای تحت بار کم کار می کنند بطوریکه اغلب فقط 10% ظرفیت اسمی آنها بکار گرفته شوئد در صورتیکه بهترین حالت آن است که بین 60 تا 70% بار اسمی آنها مورد استفاده قرار گیرد و حدود 75% حداکثر سرعت ( هر چند تنظیم فاز این ژنراتور ها مشکل است ) لعاب گرفتگی = Glazing هنگامی اتفاق می افتد که درجه حرارت و فشار  احتراق در درون سیلندرها  پائین است . هنگامی که موتور بصورتی درست بارگذاری شود بار در برابر حرکت میل لنگ و پیستونها مقاومت می کند و این باعث می شود که فشار احتراق افزایش یابد در حالیکه حجم سیلندر  در طی فرآیند احتراق نمی تواند بصورت خطی و متناسب با این افزایش فشار زیاد شود . این امر باعث می شود که فشار درون سیلندر زیاد شود اما کار کردن موتور تحت بار و فشار پائین و متعاقب آن آب بندی ضعیف رینگ پیستونها – که باعث می شود نیرو فشار در مقابل لایه روغن که حالت آب بندی را دارد فشار وارد کند . و این فشار کم سبب احتراق ناقص و در نتیجه ایجاد احتراقی با درجه حرارت و فشار کم می شود . ژاین احتراق ضعیف منجر به تشکیل دوده و گازوئیل نسوخته می گردد که سبب مسدود شدن شیارهای رینگ پیستونها می شود . و این خود باعث می شود که کارآیی  آب بندی باز هم کاهش پیدا کند و کاهش فشار اولیه باز هم کمتر و خراب تر شود . برق افتادن هنگامی رخ می دهد که گازهای داغ ناشی از احتراق بدلیل نشت بندی ضعیف رینگها از آنها عبور می کنند و شبب می شوند که روغن روان کننده ای که در جداره داخلی سیلندر قرار دارد بسوزد و حالتی شبیه برق افتادگی  glazing  در جداره داخلی سیلندر ایجاد کند جداره ای که الگوهای پیچیده ای از روش ماشینکاری درون سیلندر را داشته است و اکنون محو شده است .  همچنین  دراثر احتراق ضعیف کربن سخت شده شکل می گیرد و این بشدت ساینده و خراش دهنده است که یاعث خط انداختن روی جداره داخلی سیلندر می کند که منجر به ساییدگی این جداره می شود . و این خود باعث مصرف روغن سوزی  بیشتر می گردد ( که نشانه آن خروج دود آبی رنگ از اگزوز است ) و بازهم افت فشار بیشتری را باعث می شود . چون روغن دیگر نمی تواند در شیارهای خیلی نازکی که در جداره داخلی سیلندر بود گیر کند و به این ترتیب جداره سیلندر و پیستون را نشت بندی نماید . سوخت های نسوخته از رینگ پیستون ها عبور کرده و باعث آلوده شده روغن روان کننده می شوند و در همان حال باعث می شوند که دهانه انژکتورها هم دوده گرفته و مسدود شود و باعث بدتر شدن وضعیت احتراق می گردد که نشانه آن خروج دود سیاه از اگزوز است . این سیکل معیوب و به قهقرا رفتن نتیجه اش این می شود که بسرعت صدمات غیر قابل بازگشتی به موتور وارد می گردد که باعث می شود موتور همیشه براحتی روشن نشود و توان کاملی  را که لازم داریم نتوانیم از موتور بگیریم .  بناچار هنگامی که موتور زیر بار قرار می گیرد سبب می شود که دود سفید که ناشی از سوخت های نسوخته است و بدلیل خرابی موتور است تولید شود و حرارت موتور سریعا بالا رود اما به مرور زمان این خرابی ها با دود آبی که ناشی از روغن های سوخته ای است که به محفظه احرتاق نشت کرده مخلوط می شود و باعث صدمه دیدن رینگ پیستونها می شود و دود سیاه نیز باعث صدمه دیدن انژکتورها می شود همه انی آلودگی ها غیر قابل قبول و گاه توام با هم هستند .  دود سفید و غلیظ باعث آلودگی هوا می شود البته بعدا از اینکه  موتور دیزل گرم شد این دود سفید بسرعت ناپدید می شود . برق افتادگی ناشی از رسوب کربن را می توان با باز کردن موتور و تراش جداره سیلندر برطرف نمود و یا اینکه اگر سیلندرها بوشی هستند باید آنها را تعویض نمود و محفظه احتراق و سوپاپها را نیز را رسوب گیری کرده و تمیز نمود . این تشخیص اگر در مراحل اولیه و زود صورت گیرد می توان با بالا بردن درجه حرارت و فشار موتور این امکان را فراهم کرد که رینگ ها منبسط شده و باعث شوند که براقی جداره داخلی سیلندر را برطف نمایند و نیز این امکان را فراهم کنند که رسوب های کربن نسوخته از جداره موتور پاک شوند اما همانگونه که گفته شد این کار وقتی موثر است که در مراحل اولیه باشد وگرنه هنگامی که برق افتادن و سائیدگی جداره سیلندر بقدری زیاد شود که حتی با منبسط شدن رینگها هم نتوان آن را برطف کرد دیگر بالابردن دما و فشار هم تاثیری ندارد . ظرفیت دیزل ژنراتورها :در این مورد یک موافقت نامه بین المللی وجود دارد که موتورهای دیزل را به شرح زیر دسته بندی کرده است :
  • دیزل ژنراتور آماده بکار Standby : خروجی این گونه دیزل ژنراتورها متفاوت است اساسا از این دیزل ها بعنوان جبران کننده بار اولیه استفاده می کنند بدون اینکه مدت زمان معینی برای کار کردن آنها در نظر گرفته شود .چون معمولا موتور در شرایط عادی راه اندازی نمی شود .
  • دیزل ژنرانور برای تامین برق پایه  Prime : میزان خروجی این دیزل ژنراتورها هم می تواند بین 25% تا 100% مقدار اسمی اشان متفاوت باشد و واحد را می توان با به مدت یک ساعت در هر 12 ساعت به مقدار  110% نیز بارگذاری کرد
  • استفاده پیوسته Continuous : خروجی این دیزل ژنراتورها ثابت و برای زمان نامحدود است .
اگر ظرفیت دیزل ژنراتور آماده بکار standby 1000 کیلووات باشد دیزل برق پایه 850 کیلووات و دیزل کار مداوم 800 کیلووات است .

Engine-generator

 موتور ژنراتور

موتور ژنراتور در واقع ترکیبی از یک ژنرانور الکتریکی و یک موتور ( محرک ) است که به یکدیگر متصل شده اند و بصورت یکپارچه و یک تکه هستند این ترکیب را " مجموعه موتور ژنراتور " و یا به اختصار ژن – ستengine-generator set or a gen-se  نیز می گویند *** در بسیاری از متن ها نیز کلمه موتور را حذف کرده و به همان عبارت ژنراتور اکتفا می کنند .

اماعلاوه بر دیزل و ژنراتور این گونه دستگاهها شامل تجهیزاتی دیگر از قبیل مخزن سوخت = باک و تنظیم کننده سرعت موتور و تنظیم کننده ولتاژ و سیستم خنک کننده و اگزوز و روان کار نیز می باشند . واحدهای بزرگتر از 1 کیلووات دارای باتری و استارت هستند اما واحدهای خیلی بزرگ ممکن است که با کمپرسور هوا کار کنند . واحدهای تولید برق آماده بکار شامل سیستم ر اه اندازی = استارت خودکار بوده و یک کلید انتقال دارند که می تواند برق را از یک منبع دیگر به ژنراتور وصل یا قطع کند .

موتور – ژنراتور ها برای عرضه برق به مناطقی مورد استفاده هستند که امکان دسترسی به برق شبکهو ایستگاههای مرکزی برق  وجود ندارد یا اینکه تنها بطور موقت و برای مدت کوتاه نیاز به برق نیاز هست .

ژنراتورهای کوچک که گاهی اوقات برای تولید برق مورد استفاده هستند بعنوان تامین منبع برق برای کارهای ساختمانی بکار می روند . ژنراتورهایی که بر روی تریلی نصب شده اند را می توان برای استقرار در محل هایی که بطور موقت نیاز به برق و خصوصا روشنایی ، تقویت صدا و مسابقات سرگرمی  مورد استفاده قرار داد

ژنراتورهایی که بطور  دائمی در یک محل نصب می شوند برای تامین برق اضطراری در صورت قطع برق شبکه  مورد استفاده قرار می گیرند از جمله حالت آماده بکار در بیمارستانها تاسیسات مخابراتی مراکز پردازش داده ؛ ایستگاههای پمپ فاضلاب و سایر مراکز مهمی که قطع برق آنها  می تواند باعث اخلال در مراکز دیگر شود .

استفاده از دیزل ژنراتورهای خصوصی د رکشورهایی رایج است که یا شبکه برق وجود ندارد و یا در دسترس نیست . دیزل ژنراتورهایی را که روی تریلی نصب هستند می توان برای استفاده در مناطقی که بلایای طبیعی رخ می دهد و یا به هر دلیلی شبکه برق قطع شده است مورد استفاده قرار  داد که باید ولتاژ و فرکانس و توان مورد نیاز ژنراتور را تعیین کرد این شامل واحدهای دستی که می توانند صدها وات توان تا میلیونها وات  توان برقی را تولید نمایند . اغلب دیزل  ژنراتورها تک فاز هستند و تعداد معدودی از دیزل ژنراتورهای  قابل حمل  سه فاز در آمریکا تولید می شود

 Mid-size stationary engine-generator دیزل ژنراتورهای با اندازه متوسط با ظرفیت 100 کیلو ولت آمپر که ولتاژی حدود 415 ولت و جریانی حدود 110 آمپر تولید می کنند و مجهز به موتور پرکینز 7/6 لیتری ( 6700 سی سی ) از سری موتورهای 1000 می باشند و هر ساعت تقریبا حدود 27 لیتر سوخت مصرف می کنند و دارای یک باک 400 لیتری می باشند  . دیزل ژنراتورهایی که در انگلستان وجود دارند دارای سرعتی  حدود 1500 دور در دقیقه می باشند و فرکانس برقی که تولید می کنند 50 هرتز است که مطابق با فرکانس برق انگلستان است اما در مناطقی که فرکانس برق 60 هرتز است ( مثل ایالات متحده ) ژنراتورها با سرعت  1800rpm  یا 3600rpm می چرخند . دیزل ژنراتورهایی که به منظور استفاده در مواقع حداکثر بار peak ساخته شده اند چیزی بین 3 تا 4 کیلووات انرژی الکتریکی به ازای هر لیتر سوخت مصرفی تولید می کنند و هنگامی که بصورت موضعی بار گذاری شوند part load.  راندمان آنها کمتر است .  توضیح  برخی از واژه ها : *میله جریان = شمش اتصال یا همان باس بار Synchronization involves matching voltage, frequency and phase before connecting the generator to a live bus bar**سنکرونیزه کردن یا همزمان کردن شامل تطابق ولتاژ ؛فرکانس و فاز برق های تولید شده قبل از اینکه همگی ژنراتورها  بر روی یک میله جریان ( شمش اتصال ) به هم شوند . *** در فارسی می توان اصطلاح " موتوژن را برای این منظور بکار برد که اتفاقا نام شرکتی در تبریز است که کارش ظاهرا تولید موتور الکتریکی و ژنراتور است ! .....................مقدمه و ترجمه از محمد توکلی – اردیبشهت ماه 1387 – ماهشهر – BIPC http://en.wikipedia.org/wiki/Diesel_generator   

محمد توکلی

صفحه نخست
آرشیو وبلاگ
پست الكترونيك

محمد توکلی


نویسندگان
محمد توکلی


آرشیو من
آذر ٩٥
آبان ٩٥
مهر ٩٥
شهریور ٩٥
امرداد ٩٥
تیر ٩٥
خرداد ٩٥
اردیبهشت ٩٥
فروردین ٩٥
اسفند ٩٤
بهمن ٩٤
دی ٩٤
آبان ٩٤
مهر ٩٤
شهریور ٩٤
امرداد ٩٤
تیر ٩٤
خرداد ٩٤
اردیبهشت ٩٤
اسفند ٩۳
بهمن ٩۳
دی ٩۳
آذر ٩۳
شهریور ٩۳
تیر ٩۳
خرداد ٩۳
اردیبهشت ٩۳
فروردین ٩۳
آذر ٩٢
آبان ٩٢
مهر ٩٢
شهریور ٩٢
امرداد ٩٢
تیر ٩٢
فروردین ٩٢
اسفند ٩۱
بهمن ٩۱
امرداد ٩۱
فروردین ٩۱
اسفند ٩٠
بهمن ٩٠
دی ٩٠
آذر ٩٠
آبان ٩٠
مهر ٩٠
شهریور ٩٠
امرداد ٩٠
تیر ٩٠
خرداد ٩٠
اردیبهشت ٩٠
فروردین ٩٠
آذر ۸٩
آبان ۸٩
مهر ۸٩
فروردین ۸٩
اردیبهشت ۸۸
اسفند ۸٧
دی ۸٧
آذر ۸٧
آبان ۸٧
شهریور ۸٧
امرداد ۸٧
تیر ۸٧
خرداد ۸٧
اردیبهشت ۸٧
فروردین ۸٧
اسفند ۸٦
بهمن ۸٦
دی ۸٦
آبان ۸٦
مهر ۸٦
شهریور ۸٦
تیر ۸٦
خرداد ۸٦
اردیبهشت ۸٦
اسفند ۸٥
دی ۸٥
آبان ۸٥
تیر ۸٥
خرداد ۸٥
اردیبهشت ۸٥
بهمن ۸٤
دی ۸٤
آذر ۸٤
آبان ۸٤
مهر ۸٤
شهریور ۸٤
امرداد ۸٤
خرداد ۸٤
فروردین ۸٤
بهمن ۸۳
دی ۸۳
مهر ۸۳
خرداد ۸۳
اردیبهشت ۸۳
فروردین ۸۳


لینک دوستان
  ليست وبلاگ ها
قالب هاي وبلاگ
اخبار ایران
فناوری اطلاعات
تفريحات اينترنتي
پردیس من


آمار وبلاگ


وبلاگ فارسی
  RSS 2.0