Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Технологии, законодательство, финансирование, проектирование и прочее
Eltekhnics
энергетик со стажем
Сообщения: 33
Зарегистрирован: 18-июн-2009 14:17
Откуда: Москва
Контактная информация:

Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Сообщение Eltekhnics » 06-июн-2017 9:01

Ответ на этот и другие вопросы, связанные с сокращением расходов на обслуживание электростанции, можно найти в этой статье.

Как предотвратить снижение КПД двигателя

Как правило, работа электростанции под нагрузкой ниже минимального уровня связана со следующими причинами:
•суточные перепады нагрузки (сокращение потребности в электроэнергии в ночное время);
•сезонные пики нагрузки (значительное снижение потребности в электроэнергии в гостиничных комплексах в результате оттока туристов в зимние месяцы);
•строительство новых объектов в условиях «чистого поля» (строительство объектов там, где отсутствует электроснабжение от сети должно быть обеспечено электричеством. Однако потребляемая объектом мощность на этапе строительства значительно меньше мощности потребляемой на этапе ввода в эксплуатацию).

Результатом работы электростанции под нагрузкой ниже минимального уровня является неполное сгорание топлива в двигателе, при котором часть углеводородов превращается в сажу и в камерах сгорания, клапанах и в газопроводах двигателя появляются твердые углеродистые отложения – нагар. Все это приводит к быстрому разрушению деталей. Как следствие КПД двигателя уменьшается, сокращается производительность, растут потери топлива, в итоге увеличиваются расходы по его обслуживанию.

Ко всему прочему продукты неполного сгорания вредны для окружающей среды, так как вместе с СО2 и водяным паром образуется окись углерода (CO или угарный газ), углеводороды СН4, С2Н4 и др., а также канцерогенные вещества.

Решение этой проблемы достигается установкой нагрузочного модуля Cresthic с микропроцессорной системой Trakker II. Crestchic - английская компания, которая уже более 30 лет является ведущим мировым производителем нагрузочного оборудования.

Нагрузочный модуль (на англ. «load bank» - банк нагрузки) представляет собой устройство, производящее электрическую нагрузку, применяемую для источников питания. Назначение нагрузочного модуля – точная имитация рабочей («реальной») нагрузки. В результате использования нагрузочного модуля выходная мощность источника преобразуется или рассеивается.

Микропроцессорная система Trakker II — специально разработанная опция для нагрузочного стенда Crestchic, которая постоянно отслеживает ток от электростанции и, при необходимости, меняет мощность нагрузочного стенда для достижения требуемого уровня нагрузки. При резком увеличении внешней нагрузки система TrakkerII мгновенно снизит мощность нагрузочного стенда, чтобы электростанция смогла принять внешнюю нагрузку. При снижении внешней нагрузки ниже минимально-допустимого уровня TrakkerII автоматически увеличит мощность нагрузочного стенда для поддержания заданной нагрузки электростанции.

Особенности системы Trakker II:
•устанавливается на нагрузочный стенд до 2,5 МВт с шагом нагрузки 1 кВт и от 2.5 МВт с шагом 10 кВт;
•работает с датчиками тока заказчика любого размера;
•настраивается для использования с датчиками тока, установленные для контроля общей нагрузки генератора или только внешней нагрузки;
•используется как постоянная догрузка или как временная нагрузка для резервного генератора.
•настраиваемый минимальный уровень мощности нагрузки;
•настраиваемый шаг нагрузки и время сброса/наброса;
•номинальное выходное напряжение генератора настраивается заказчиком — система использует это значение для точного расчета требуемой мощности нагрузки.

Нагрузочный модуль с системой TrakkerII может также использоваться для ручного управления нагрузкой, что позволяет проводить стандартные периодические испытания электростанции с целью подтверждения номинальных характеристик или использоваться при пуско-наладочных работах генераторных установок с целью их синхронизации или проверки правильности монтажа и корректности проектных решений.

Рассмотрим принцип работы нагрузочного стенда с системой TrakkerII на реальном примере

В комплект поставки канатных дорог для зимне-летнего туристического комплекса в Азербайджане входило нагрузочное устройство с системой TrakkerII мощностью 200 кВт, которое может переключаться 4-мя ступенями по 50 кВт каждая. Данное нагрузочное устройство подключено к генератору мощностью 528 кВт с предварительно установленным уровнем срабатывания 330 кВт (определяется заказчиком).

Если рабочая нагрузка падает до 329 кВт, то добавляется одна ступень нагрузки мощностью 50 кВт. Это обеспечит подачу к генератору полной нагрузки до 379 кВт. Если же после этого местная нагрузка возрастает, увеличивая подачу полной нагрузки до 404 кВт (329 кВт + 150% от одной ступени мощностью 50 кВт), то искусственная нагрузка отключается, снижая уровень нагрузки до 354 кВт. Если рабочая нагрузка продолжит снижаться, то 50 кВт искусственной нагрузки снова будут включены при падении нагрузки ниже минимально допустимого уровня в 330 кВт.

В тех случаях, когда одной ступени мощностью 50 кВт недостаточно для подачи нагрузки выше предварительно установленного минимального уровня, с односекундным интервалом последовательно добавляются мощности второй, третьей и четвертой ступеней. Ступени будут отключаться с интервалами в 100 мсек, когда полная нагрузка будет возрастать выше 405 кВт.

Таким образом, нагрузочное устройство с системой TrakkerII обеспечивает ситуацию, при которой генератор общей мощностью 528 кВт никогда не будет работать под нагрузкой менее 62,5% от его максимальной допустимой непрерывной нагрузки (330 кВт). Предварительно установленное предельное минимальное значение нагрузки может быть определено на любом уровне. При такой эксплуатации расходы на техническое обслуживание электростанции не выходят за пределы сметы.

Начать экономить и получить предложение на поставку нагрузочного стенда с системой Trakker II можно уже сегодня. http://www.crestchic.ru


Источник: Ирина Яван, ООО «Техника в движении»

Guger
Главный энергетик
Сообщения: 101
Зарегистрирован: 08-мар-2016 21:36
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

Re: Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Сообщение Guger » 06-июн-2017 9:35

Грейте воздух, Господа. А то лета так и не дождёмся :))
Выбираете ГПУ ?
самые лучшие моторы MTU и MAN
потом Jenbacher - только не 624ый !!
далее Caterpillar - который жёлтый :)
нелюбимый всеми Perkins - достойный выбор
а MWM ? MWM полное г.. Не верите ? Тогда они могут прийти к Вам. :twisted:

Eltekhnics
энергетик со стажем
Сообщения: 33
Зарегистрирован: 18-июн-2009 14:17
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Сообщение Eltekhnics » 06-июн-2017 9:51

Guger писал(а):Грейте воздух, Господа. А то лета так и не дождёмся :))

Да мы вовсю стараемся :D

Eltekhnics
энергетик со стажем
Сообщения: 33
Зарегистрирован: 18-июн-2009 14:17
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Сообщение Eltekhnics » 16-июн-2017 10:42

Тому, кто уже заказал этим летом аренду нагрузочного устройства Crestchic loadbank - шуба не нужна! :D :D :D

Eltekhnics
энергетик со стажем
Сообщения: 33
Зарегистрирован: 18-июн-2009 14:17
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Сообщение Eltekhnics » 28-авг-2019 12:32

Для чего нужно испытание дизель-генератора под нагрузкой?
1. Очистка двигателя от нагароотложений. Если двигатель ДГУ закоксован, образовался нагар на внутренних его поверхностях, при этом двигатель не развивает паспортную мощность, то такому двигателю необходимо поработать при полной нагрузке до тех пор, пока у него не станет чистым выхлоп и он нормально будет держать паспортную нагрузку для данного ДГУ. На такую работу ДГУ может уйти один час, а может 4-6 часов, в зависимости от степени загрязнения двигателя. Сильно загрязненный двигатель может держать 20-30% от полной нагрузки, постепенно поднимая нагрузку доводят ее до 100%.
2. Просушка обмоток основного генератора. В осенне-весенний период в воздухе накапливается много влаги и если ДГУ стоит на открытом воздухе (даже в звукоизолирующем кожухе), эта влага пропитывает обмотки основного генератора. Сопротивление изоляции обмоток резко падает и при работе дизель-генератора без нагрузки может произойти пробой изоляции вырабатываемого основным генератором переменного напряжения на корпус, что часто приводит к выходу основного генератора из строя (сгорают его обмотки). Замеряют сопротивление изоляции обмоток генератора Мегомметром с напряжением на его выходных клеммах 1000В, при этом сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 Мом. Перед замером сопротивления изоляции необходимо все концы обмоток открутить и заизолировать, с AVR отключить, сняв все провода, которые к нему подходят. Сопротивление изоляции замеряют: - между изолированными обмотками; - между каждой обмоткой и корпусом генератора. Часто замерять сопротивление изоляции обмоток генератора не рекомендуется, замер производить только в исключительных случаях для того, чтобы во время испытания не провоцировать пробой изоляции в дальнейшей работе генератора. Измерение сопротивления изоляции в особо опасных помещениях и наружных установках (ДГУ) производятся 1 раз в год, в остальных – 1 раз в 3 года. С практики эксплуатации ДГУ и так понятно, что после дождливой осени и сырой весны сопротивление изоляции обмоток низкое и их необходимо просушить. Поэтому в эти периоды проводят дизель-генератору техническое обслуживание с нагрузкой. После просушки можно, при желании, замерить сопротивление изоляции. Но только после просушки обмоток генератора! Для просушки обмоток генератора есть несколько способов: а) к генератору подключают нагрузку Crestchic loadbanks и запускают дизель-генератор. Поначалу подают 30% нагрузки на время 20 мин., потом 60% на то же время, потом 100% нагрузки на 30-40 мин, а то и больше. По амперметру выставляют номинальный ток в нагрузке для данного генератора. При этом токе обмотки генератора нагреваются, сам генератор при работе вентилируется и осушается. б) отключают AVR, выходные контакты обмоток генератора закорачивают перемычкой, генератор запускают, а на обмотку возбуждения через реостат подают постоянное напряжение с аккумулятора и также, как и в первом случае, по амперметру выставляют номинальный ток в нагрузке для данного генератора. И так же при этом токе обмотки генератора нагреваются, сам генератор при работе вентилируется и осушается. В обоих случаях для убыстрения процесса осушки обмоток генератора во всасывающие окна направляют нагретый тепловыми пушками воздух. в) разбирают генератор, статор с обмотками и ротор располагают в сухом теплом помещении. Статор устанавливают вертикально и внутрь подвешивают лампу мощностью 0,5-1 кВт и включают ее. Ротор располагают на подогревателе. Сушат несколько суток.

Последствия воздействия малой нагрузки на двигатель дизель-генератора.

Если двигатель эксплуатируется под нагрузкой менее 30% от номинальной мощности длительное время, следует обратить внимание на следующее:
1. Результат такой работы – повышенное потребление моторного масла, подтекание масла из турбонаддува и попадание масла в выхлопной и в воздушный коллекторы.
2. При малой нагрузке на двигатель в цилиндры поступает недостаточное количество топлива. Двигатель не прогревается до необходимой температуры. Из-за низкой температуры в цилиндрах происходит неполное сгорание топлива, что приводит к повышенному нагарообразованию. А также несгоревшее топливо смывает масляную пленку со стенок цилиндра и частично попадает в масляный картер. При таком режиме зазоры в цилиндро-поршневой группе не достигают эксплуатационных размеров (увеличены), что приводит к излишнему попаданию масла в цилиндр, что также сказывается на повышенном нагарообразовании. Это также приводит к медленному подтеканию масла в уплотнителях выхлопного коллектора. Происходит скапливание нагара на клапанах, головке поршня и выхлопном коллекторе. Происходит местный перегрев их из-за накопленного нагара, который накаляется, возникает эффект калильного зажигания, когда топливо воспламеняется раньше, чем должно при нормальной работе двигателя, то есть, появляется детонация, ударные нагрузки на внутренние детали двигателя, что повышает его износ.
3. При попадании большого количества топлива в картер двигателя происходит разжижение масла и падение давления в смазывающей системе двигателя. Это происходит, когда на непрогретый дизель-генератор подается полная нагрузка, через форсунки в цилиндры поступает много топлива и оно не успевает воспламениться и полностью сгореть. Большей частью топливо поступает в картер двигателя. Так же топливо может попасть в двигатель, когда форсунка не распыляет топливо, а подает его струей. Попадание топлива в масло приводит к задирам трущихся поверхностей деталей, повышению температуры двигателя, заклиниванию отдельных его деталей и выхода двигателя из строя.

Guger
Главный энергетик
Сообщения: 101
Зарегистрирован: 08-мар-2016 21:36
Откуда: Санкт-Петербург
Контактная информация:

Re: Как предотвратить снижение КПД двигателя, если электростанция работает под нагрузкой ниже минимального уровня?

Сообщение Guger » 30-авг-2019 8:51

Какая удивительная хрень ! Сами писали, или копипастили с какого-то далёкого от специфики ресурса ?
Выбираете ГПУ ?
самые лучшие моторы MTU и MAN
потом Jenbacher - только не 624ый !!
далее Caterpillar - который жёлтый :)
нелюбимый всеми Perkins - достойный выбор
а MWM ? MWM полное г.. Не верите ? Тогда они могут прийти к Вам. :twisted:


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя