Дизельні генератори

Рекомендації щодо вибору мастила для дизель-генераторів

Основна умова забезпечення заявленого моторесурсу дизеля дизель-генератора — це використання імпортних моторних масел та лише відомих фірм-виробників. Фірма рекомендує використовувати для своїх дизелів мінеральні моторні мастила.

Якість всіх мастильних моторних масел і область їх застосування можна визначити за основною міжнародною класифікацією АРІ (Американського Інституту Нафти). Область застосування масел визначається першою літерою класифікації API «S» або «C», де «S» - відноситься до бензинових двигунів внутрішнього згоряння, а «C» - до дизельних двигунів.

Для дизельних двигунів внутрішнього згоряння класифікація API має наступний ряд якості, що визначається спеціальними добавками СА, СВ, СС,  CD, CD-11, CE і CF-4.< /p>

Кожна наступна літера англійського алфавіту за літерою «C» відображає поліпшення споживчої якості моторного мастила, тому мастила класифікацій СА, СВ , СС — є найнижчими і не рекомендуються до використання. Цифра 11 після букв CD означає, що масло призначене для двотактних дизелів, цифра 4 після букв  CF — що масло призначене для чотиритактних дизелів.

Рекомендованими моторними мастилами за класифікацією API є CD, CE, CF-4. При виборі мастила слід мати на увазі, що те саме моторне мастило за класифікацією API може бути призначене одночасно для бензинових і дизельних двигунів внутрішнього згоряння, наприклад, API SG/CD.

Іншим, крім якості та сфери застосування, важливим показником моторного мастила, яке потрібно враховувати при його виборі, є в'язкість масла. В'язкість моторного мастила зменшується зі збільшенням її температури. Для наведених вище марок моторних масел - це крутопадаюча крива, внаслідок якої взимку утруднений запуск дизеля через дуже високу в'язкість масла, а влітку в жарку погоду погіршується якість мастила вузлів через малу в'язкість, посилюється його випаровування в циліндрах та окислення. Ідеальною є таке моторне мастилол, в'язкість якого не змінюється у всьому діапазоні навколишньої температури повітря в літній та в зимовий періоди. Мається на увазі, що температура повітря безпосередньо впливає на робочу температуру моторного масла. Шляхом внесення спеціальних добавок у моторне масло вдається зберегти його необхідну в'язкість у певних температурних діапазонах навколишнього повітря. 

Міжнародною класифікацією моторних масел по в'язкості є класифікація SAE (Товариства Автомобільних Інженерів). Діапазони застосування моторних масел за SAE при різних температурах навколишнього повітря наведені вище на малюнку, де буква W означає, що моторне масло є зимовим  (winter).

З малюнка видно, що моторні мастила за в'язкістю бувають наступних видів:

Сезонні. Наприклад, зимове — SAE OW, призначене для експлуатації взимку при температурах навколишнього повітря від -30°С до 0°С. Літні — SAE20, SAE30, SAE40 зі своїми робочими температурними діапазонами навколишнього повітря.

Всесезонні — SAE SW20, SAE 10W30, SAE 15W40 , SAE 20W50, призначені для цілорічного використання.

Для того, щоб унеможливити підробку моторного масла Американський Інститут Нафти розробив спеціальний символ сертифікату, наявність якого обов'язкова на великих ємностях з моторним мастилом (наприклад, на бочках).

Графік сервісного обслуговування для дизельних генераторів

Цей документ має рекомендаційний характер і перераховує деякі вимоги до приміщень, де встановлюються та експлуатуються дизель-генераторні установки.

У разі суперечності вимог цієї інструкції діючим БНіПам, ДСТУ та ПЕУ набувають чинності вимоги БНіПів, ДСТів та ПЕУ України.

При проектуванні застосовувати Норми технологічного проектування дизельних електростанцій НТПД-90 Міненерго ССС? , затверджені 19.07.90 «Автоматизована дизельна електростанція».

1.      Приміщення електростанції

2.      Фундамент

3.      Обладнання

4.      Вентиляція

5.      Газовихлоп

6.      Освітлення

7.      Протипожежні вимоги

8.      Додаткові паливні ємності

9.      Електропровід

10.  Заземлення

11.   Технічна та експлуатаційна документація

1. Приміщення електростанції.

При проектуванні розміщення дизель-генераторних станцій слід керуватися такими нормативними документами:

• БНіП 2.01.02-85 «Протипожежні норми» /1/;
• БНіП 2.09.02-85 «Виробничі будівлі» /2/;
• СНіП 2.11.03-93 «Склади нафти та нафтопродуктів. Протипожежні норми» /3/;
• СНіП 11-89-80 «Генеральні плани промислових підприємств» /4/;
• НВБ 105-95 «Визначення категорій приміщень та будівель з вибухопожежної та пожежної небезпеки» /5/.

Приміщення для розміщення дизель-генератора належать до категорії «Г» з вибухонебезпечності - наявність негорючих поверхонь у гарячому стані.

Відповідно до таблиці 1 /2/ приміщення дизель-генераторних можуть розміщуватися в будівлях будь-якого ступеня вогнестійкості, можуть вбудовуватися в багатоповерхові будівлі, розміщуватися в прибудованих або окремих будівлях будь-якого ступеня вогнестійкості, у тому числі в контейнерних конструкціях.

Віднесення приміщень дизель-генераторних до категорії «Г» приймається за умови використання в якості палива дизельного літнього палива з температурою спалаху понад 61°С, що відноситься до горючих рідин, у кількостях визначених нормами таблиці 12 /3/.

Відповідно до даних табл. 12 можливе розміщення запасу палива до 5 куб/м у приміщенні дизель-генераторної, що розміщується в приміщенні I та II ступеня вогнестійкості. При розміщенні дизель-генератора в будівлі зі ступенем вогнестійкості IIIа для розміщення запасу палива необхідно окреме приміщення, виділене протипожежними перегородками 1-го типу та перекриттям 3г типу з безпосереднім виходом назовні.

Класифікація будівель за рівнем вогнестійкості наводиться в нормах /1/. Так, до ступеня вогнестійкості IIIa відносяться будівлі з каркасною конструктивною схемою, елементи каркасу - із сталевих незахищених конструкцій, огорожу - із сталевих профільованих листів або інших негорючих листових матеріалів із важкозгоряним утеплювачем. Ця характеристика підходить до конструкцій контейнерних дизель-генераторних.

У разі необхідності розміщення запасу палива в одному приміщенні з дизель-генератором необхідно передбачити заходи щодо підвищення ступеня вогнестійкості з урахуванням вимог /I/ щодо вогнестійкості конструкцій. Відстань між окремою будівлею дизель-генераторною і будь-якою сусідньою будівлею не нормується, вона визначається за умов забезпечення нормативного освітлення приміщень у цьому будинку та можливості прибирання проїзду між будинками.

При проектуванні прибудованої будівлі дизель-генераторної слід забезпечити відстань 4 м від покрівлі дизель-генераторної до вікон основної будівлі.

При виборі обладнання необхідно врахувати, що для використання дизель-генератора як резервне джерело живлення слід застосовувати обладнання II ступеня автоматизації за ГОСТ 10032-80: воно повинно мати захист та сигналізацію за аварійними параметрами, автоматичний запуск та прийом навантаження за сигналами датчиків, пуск та зупинку з дистанційного пульта, час роботи без спостереження – 16 годин.

Інженерне обладнання приміщення дизель-генераторної має включати чергове опалення на розрахункову температуру +5°С, освітлення від аварійних джерел та вентиляцію на видалення теплонадлишків в обсязі 10% потужності дизель-генератора.

У зв'язку з тим, що дизель-генератор застосовується для роботи в аварійних випадках і на короткий час, особливих вимог щодо шуму та газовихлопу не пред'являється.

Зона обслуговування по периметру - не менше 1 м.

2. Фундамент

1.       При виготовленні фундаменту керуватися СНиП 3.02.01.-87 «Земляні споруди, основи та фундаменти».

2.       Арматурний каркас згідно креслення.

3.       Термін зняття опалубки - 7 (сім) днів.

4.       Термін твердіння бетону - 28 (двадцять вісім) днів.

5.       Для попередження передчасного руйнування фундаменту під впливом палива та мастила фундамент слід пофарбувати в 3 шари маслостійкою фарбою або просочити 3 рази 30% розчином рідкого скла.

6.       Фундамент ДГ не повинен бути пов'язаний зі стінами та перекриттями споруди.

7.       За станом та осадкою фундаменту електростанції має бути організовано спостереження шляхом огляду, виміру вібрації та інструментальної фіксації положення. Спостереження має проводитись у перший рік експлуатації після спорудження фундаменту щомісяця. У наступні роки – щокварталу.

8.       Для спостереження за положенням фундаменту в приміщенні електростанції повинні бути глибинний і стінні репери. Глибинні репери встановлюються в чотирьох точках в кутах фундаменту не ближче 0,5 м. Глибина закладення глибинного репера (у вигляді бетонної палі) повинна бути нижчою за глибину промерзання (більше 1,2м.)

3. Оснащення

Приміщення електростанції має бути оснащене засобами пожежної сигналізації та пожежогасіння, аптечкою першої допомоги.

4. Вентиляція

Приміщення електростанції повинні мати вентиляцію, що забезпечує циркуляцію повітря вулиця/приміщення та приміщення/вулиця в обсязі не менше (зазначеному в інструкції з експлуатації) куб. м. /хв.

Система вентиляції повинна ефективно забезпечувати компенсацію теплової потужності, що виділяється ДГ, а саме :

• випромінюване тепло від корпусу ДГ;
• тепло, яке виділяється через радіатор.

Якщо електростанція експлуатується в умовах сильно запиленої місцевості (утримання пилу понад 5 мг/куб. м.), необхідно встановити додаткові очищувачі повітря.

5. Газовихлопи

Температура вихлопних газів на виході колектора досягає 550 °С.

Вихлопна труба з глушником встановлюється за обраною схемою згідно з рекомендаціями «посібники з встановлення генераторного агрегату».

Зовнішня частина газовихлопного трубопроводу, яка приєднується до вихлопних колекторів дизеля за допомогою компенсатора, за внутрішнім діаметром повинна бути не менш зазначеною в інструкції з експлуатації та обов'язково закріплена так, щоб вага трубопроводу не передавалась на вихлопні колектори дизеля.

Протитиск вихлопу зовнішньої частини трубопроводу повинен бути не більше 100 мм. ртутного стовпа. Число колін газовихлопного трубопроводу - не більше 6.

6. Освітлення

У приміщенні електростанції повинні бути віконні отвори або ліхтарі, які забезпечують достатнє освітлення пульта керування природним світлом.

Електростанція повинна мати робоче, аварійне та освітлення від зниженої напруги (акумуляторної батареї) відповідно до правил «ПЕУ». Виходи та проходи евакуації повинні бути освітлені цілодобово лампами, підключеними через запобіжники до шин постійного струму.

Освітлення в приміщенні електростанції штучним світлом (лампи розжарювання) - не нижче 30 лк, освітленість на панелі керування - не нижче 35 лк.

7. Протипожежні вимоги

Приміщення електростанції має бути обладнане пожежним водопроводом, а також забезпечене протипожежними засобами та інвентарем відповідно до протипожежних вимог СНіП та місцевих інструкцій, узгоджених з органами Державного пожежного нагляду.

8. Додаткові паливні контейнери

Додаткові паливні ємності встановлюються в окремому приміщенні через тамбур. Стіни тамбуру повинні мати вогнестійкість щонайменше - 0,75 години.

Приміщення для встановлення додаткових паливних баків має відповідати категорії В-II, а також мати приямок для збору пролитого палива, дверні отвори повинні бути обладнані бетонним порогом.

Паливопровід від додаткових ємностей повинен розташовуватися не ближче 0,5 м від вихлопного трубопроводу і не ближче 0,5 м від електропроводки.

Паливо, що заливається в ємності, має фільтруватися через сітчастий фільтр з шовк-ситом номер від 49 до 61 за ГОСТ 4403-56.

9. Електропроводка

Вся електропроводка в приміщенні електростанції повинна розташовуватися не ближче 0,5 м від трубопроводів вихлопу і не ближче 0,5 м від трубопроводів паливоподачі.

Переріз силового кабелю живлення навантаження — не менше зазначеного в інструкції з експлуатації (мідь не менше 75%)

Кількість жил у кабелі - 4 (чотири)

10. Заземлення

1.       Для забезпечення безпеки людей, а також захисту електрообладнання від грозових та інших перенапруг у приміщенні електростанції повинні бути заземлені металеві частини електрообладнання та електроустановок відповідно до вимог «ПЕУ».

2.       Захистному заземленню на електростанціях підлягають:

• корпуси електричних машин, трансформаторів, апаратів, світильників тощо.
• приводи електричних апаратів
• каркаси розподільних щитів, пультів управління, збірок, шаф та щитів
• металеві конструкції розподільних пристроїв, металеві кабельні конструкції
• металеві корпуси пересувних та переносних електроприймачів.

3.       Відповідно до рекомендацій МЕК введення силового кабелю, комунікацій та шини заземлення до приміщення електростанції виконувати в одному місці з розносом не більше 1 м.

4.       Опір заземлювального пристрою повинен бути не більше 4 Ом.

11. Технічна та експлуатаційна документація

На електростанції має бути наступна технічна документація:

• генеральний план ділянки з нанесенням всіх споруд та основних підземних комунікацій;
• креслення будівлі та розміщення обладнання;
• технічний паспорт;
• виконавчі схеми первинних та вторинних електричних з'єднань;
• інструкції посадові та виробничі з обслуговування обладнання.

На електростанції має бути заведена за встановленою формою оперативна документація :

• оперативний журнал для запису в хронологічному порядку всіх змін у схемах, режиму роботи та дефектів обладнання, а також отриманих оперативних вказівок та розпоряджень вищого технічного персоналу;
• книга розпорядження - для запису розпоряджень вищого технічного персоналу, які мають постійний характер або термін дії понад добу;
• добова оперативна схема електричних з'єднань;
• книга заявок на ремонт та зупинку основного обладнання;
• журнал обліку регламентних робіт;
• журнал обліку ремонтних робіт;
• журнал грозових відключень;
• журнал реєстрації вимірів просідання фундаменту.

Одним із важливих етапів проектування системи гарантійного електропостачання є вибір місця майбутньої експлуатації дизель-генераторної установки. При цьому необхідно забезпечити виконання таких вимог:

• достатня вентиляція
• захист агрегату від впливу факторів навколишнього середовища, у тому числі атмосферних опадів, надмірно низьких або високих температур, прямих сонячних променів та можливого проникнення води при весняних повенях та паводках;
• захист агрегату від проникнення повітряних домішок та суспензій, у тому числі будівельного пилу, диму, кіптяви, вихлопних газів, хімічних речовин та ін.
• для ефективного охолодження дизель-генератора, а також вільного доступу до його основних вузлів, вільний простір навколо агрегату повинен бути не менше 1м по периметру та 1,5 зверху;
• при монтажі дизель-генератора в закритому приміщенні необхідно передбачити вільний прохід для доставки агрегату до місця майбутньої експлуатації. У разі обмеженого простору можливе використання знімних (розбоних) дверних блоків або віконних отворів;
• необхідно передбачити обмеження доступу сторонніх осіб до приміщення або на територію, де встановлено дизель-генератор;

Підготовка фундаменту

Всі дизель-генератори поставляються у зібраному вигляді. Їхні силові агрегати (двигун, генератор) розташовані співвісно і змонтовані на жорсткій металевій рамі (станіні), що є основою дизель-генератора. При монтажі дизель-генератора він повинен бути жорстко закріплений на підготовленому фундаменті. Кріплення здійснюється за допомогою анкерних болтів через установочні отвори основи дизель-генератора.

Ідеальним фундаментом є залізобетонна подушка. Вона забезпечує жорстку опору, запобігає просіданню агрегату та поширенню вібрацій. Довжина та ширина фундаменту повинні відповідати габаритним розмірам дизель-генератора, а глибина має бути не менше 150-200 мм. Поверхня землі або підлоги під ним має бути правильно підготовлена ​​та мати структуру, здатну витримати вагу фундаменту з агрегатом. При встановленні дизель-генератора у приміщеннях необхідно враховувати вимоги відповідних будівельних правил. Конструкції будівель повинні дозволяти витримувати навантаження, що відповідає вазі фундаменту, обладнання, додаткових аксесуарів та максимальному запасу палива.

При небезпеці проникнення води в приміщення експлуатації дизель-генератора (наприклад, при установці дизель-генераторного агрегату в котельні) подушка фундаменту повинна бути піднята над рівнем підлоги.

Мінімізація вібрацій

Для мінімізації поширення механічних вібрацій під час роботи двигуна дизель-генератор має амортизатори. Амортизатори агрегатів малої та середньої потужності розташовані між настановними опорами вібруючих вузлів (двигун, генератор) та металевою рамою (станіною), що є основою дизель-генератора. При їх монтажі проводиться жорстке з'єднання основи дизель-генератора та бетонного фундаменту. У дизель-генераторах великої потужності двигун та генератор жорстко закріплені на підставі, а амортизатори поставляються окремо. Їх установка проводиться між станиною та бетонним фундаментом під час монтажу дизель-генератора на місці майбутньої експлуатації.

У будь-якому випадку агрегат повинен бути надійно закріплений на фундаменті для запобігання його переміщенням під час роботи.

Для зменшення вібрацій також передбачені гнучкі з'єднання паливних трубопроводів, системи відведення вихлопних газів (сільфон), випускного повітроводу радіатора охолодження, електричних силових та керуючих кабелів, а також інших зовнішніх допоміжних пристроїв.

Впускний повітропровід

Повітря, що надходить в камеру згоряння двигуна, має бути чистим, свіжим і якомога холоднішим. Зазвичай це повітря, що безпосередньо оточує агрегат і всмоктується через встановлений на двигуні повітряний фільтр. 

Однак, у деяких випадках, через високу запиленість, забрудненість або високу температуру, повітря навколо агрегату є непридатним для камери згоряння. У цих випадках встановлюється додатковий впускний повітропровід. Він йде від джерела чистого повітря, наприклад зовнішньої стіни будівлі, до встановленого на двигуні повітряного фільтра.

Експлуатація дизель-генератора без повітряного фільтра не рекомендується, оскільки збільшується ризик проникнення механічного пилу, бруду та ін. сторонніх предметів усередину двигуна агрегату через повітропровід.

Охолодження та вентиляція

У процесі роботи дизель-генератор є потужним джерелом тепла. Його найбільш тепловиділяючі елементи є двигун, електрогенератор, а також випускний колектор. Це може призвести до підвищення температури в приміщенні експлуатації агрегату і негативно вплинути на його продуктивність.

Для запобігання негативним наслідкам приміщення має бути обладнане відповідною системою припливно-витяжної вентиляції, здатною відводити тепло, що виділяється. Під час її проектування необхідно правильно орієнтувати повітряний потік. Повітря має надходити в кімнату з боку електрогенератора, проходити вздовж двигуна, потім крізь радіатор системи охолодження і викидатися вентилятором за межі приміщення через повітропровід.

За відсутності відведення гарячого повітря назовні відбуватиметься його рециркуляція та ефективність системи охолодження різко знизиться.

Впускний та випускний повітряні отвори мають бути достатнього розміру для забезпечення вільного повітряного потоку як всередину приміщення, так і за його межі. Їх площа повинна бути як мінімум у півтора рази більша за площу радіатора дизель-генератора.

На отворах мають бути встановлені захисні жалюзі. Вони можуть бути фіксованими чи рухливими. Останнє особливо переважно у районах з холодним кліматом, оскільки дозволяє закривати жалюзі після зупинки двигуна для збереження тепла у приміщенні. Це, у свою чергу, прискорює запуск двигуна та зменшує час виходу на робочий режим.

Під час роботи дизель-генератора в автоматичному режимі рухомі жалюзі повинні бути обладнані автоматичним сервоприводом, розрахованим на негайне відкривання під час запуску двигуна.

До речі, не слід покладатися на велику силу повітряного потоку від вентилятора системи охолодження дизель-генератора для відкриття рухомих жалюзі. Швидше за все, її буде недостатньо.

Рекомендується вибирати розташування дизель-генератора у приміщенні відповідно до схеми, представленої на малюнку. При цьому повітря, що виходить з радіатора системи охолодження, викидається безпосередньо назовні через повітропровід, що з'єднує радіатор з отвором у зовнішній стіні.

Для зменшення довжини повітроводу двигун повинен розташовуватися якомога ближче до зовнішньої стіни. Якщо повітропровід занадто довгий, ефективнішим рішенням буде застосування виносного радіатора.

При цьому опір потоку повітря, що виходить, не повинен перевищувати величину допустимого статичного тиску вентилятора. Для з'єднання радіатора дизель-генератора з нерухомим випускним повітроводом необхідно використовувати гнучкий перехідний повітропровід, що виготовляється з гуми або іншого подібного матеріалу. Його довжина має забезпечувати достатню віброізоляцію та відносну свободу переміщення генераторного агрегату.

Вихлопна система

Вихлопна система призначена для відведення відпрацьованих газів у місце, де вони не становлять небезпеки і не завдають незручностей. Крім того, вона зменшує рівень акустичного шуму працюючого двигуна, для чого має бути обладнана відповідним глушником. Він може бути розташований як у приміщенні експлуатації агрегату, так і за його межами. 

Дизель-генератори із захисним кожухом оснащені вбудованою вихлопною системою. Дизель-генератори у відкритому виконанні зазвичай поставляються з промисловим глушником, випускним патрубком та сильфоном.

Для кріплення вихлопної системи до стелі рекомендується використовувати додатковий монтажний комплект, що складається з додаткового коліна трубопроводу, опорних кронштейнів та гнучких сильфонів, якщо останні не увійшли до стандартного комплекту постачання.

Для відведення вихлопних газів за межі приміщення застосовують установчий комплект глушника, що включає стінний термокомпенсатор, коліно трубопроводу і захисний зовнішній козирок. Варто зауважити, що прямі труби вихлопної системи та стрижні опорних кронштейнів не входять у заводське постачання.

Додаткове зниження рівня шуму досягається при використанні спеціального поєднання глушників. Якщо цього недостатньо для задоволення вимог замовника, приміщення може бути обладнане спеціальними атенюаторами (розміри та компонування розраховуються на заводі), а стіни покриті звукоізолюючим матеріалом.

При розробці вихлопної системи необхідно суворо дотримуватись вимоги не перевищувати допустимого зворотного тиску, встановленого виробником дизельного двигуна. Надмірний зворотний тиск суттєво зменшує його вихідну потужність, термін служби та збільшує витрату палива.

Для зменшення зворотного тиску вихлопна система повинна бути якомога коротшою та прямішою. Радіус закруглення будь-якого з'єднувального коліна повинен бути як мінімум у 1,5 раза більшим за його внутрішній діаметр. Конструкція вихлопної системи довжиною понад 3 метри повинна затверджуватись заводом-виробником.

Для вирішення цієї проблеми спочатку необхідно визначити прилади, які Ви плануєте підключити:

• активні (електроплити, освітлення, електронагрівачі),
• індуктивні (дрилі, пили, насоси, компресори, холодильники, електродвигуни, лазерні принтери).

У випадку, якщо Ви вибрали електростанцію з синхронними генераторами, то її потужність розраховується з наступних співвідношень: для активних потрібно підсумувати потужність всіх приладів, що одночасно підключаються, додати приблизно 15-20 - процентний запас по потужності, і ви отримаєте необхідну потужність генератора.

Електротехніка індуктивного типу потребує моменту запуску більшої потужності, тому їх сумарну потужність необхідно збільшити в 2,5-3 рази для забезпечення працездатності станції.

Практичний досвід використання електростанцій говорить про те, що для освітлення дачного будиночка (2-3 лампочки, холодильник, телевізор) цілком достатньо потужності в 2 кіловати. Власнику заміського котеджу, якого постійно турбують перебої з електроенергією, необхідно придбати електростанцію потужністю від 10 до 30 кіловат. Будівельникам, що користуються дрилем, болгаркою та бетонозмішувачем, буде достатньо потужності до 6 кіловат.

Необхідно врахувати, що заплановане Вами навантаження (що резервується автономним джерелом електропостачання) в 10 і більше кВт при тривалих відключеннях централізованого електропостачання передбачає використання дизельних (як більш надійних при тривалому використанні), а не автономних бензинових джерел електропостачання.