Для чего нужна дэс
Зачем нужны дизельные электростанции (дизельгенераторы)
Поделиться
Ссылка
Поделиться на другие сайты
Мы настолько привыкли к некоторым благам цивилизации, что порой уже и не задумываемся над тем, откуда берется энергия. А зачем? Чтобы заработал телевизор, порой достаточно только вставить вилку в розетку и нажать на кнопку. Более эрудированные среди нас, конечно, знают, что экономика многих регионов зависит от того, есть ли поблизости где-то крупная электростанция. Например, атомная. Зная, что такие мощные электростанции обеспечивают энергией целые регионы, мы можем вполне логично спросить, а зачем в наш столь стремительный век до сих пор нужны дизельные электростанции? Может быть, они уже давно устарели морально? Нисколько! И это нетрудно доказать.
Дизельная электростанция – это энергетическая установка, у которой есть как минимум один электрический генератор. Однако бывают установки и с несколькими электрогенераторами. Именно они и вырабатывают энергию, поскольку соединены в одну технологическую цепочку вместе с дизелями. Дизель в конкретном случае представляет собой обыкновенный двигатель внутреннего сгорания. Существенное отличие его от многих подобных заключается в том, что воспламенение топлива, каковым обычно служат разные нефтепродукты, происходит за счет сжатия воздуха.
И в целом процесс выглядит так. Топливо сгорает. Выделяется энергия. И она производит механическую работу и теплоту. За счет такой работы двигателя и вырабатывается с помощью генератора электрический ток. Поскольку тепловые электростанции точно также вырабатывают энергию, сжигая в больших объемах топливо, то вопрос о том, зачем нужны дизельные электростанции, для некоторых может остаться по-прежнему непонятным.
На самом же деле дизельные электростанции не потеряли своего предназначения. Только потому, что в повседневной жизни есть еще такие зоны обитания человека, где без них никак не обойтись. Ведь есть же такие места, где тянуть линию электропередач экономически невыгодно, а люди ведь там живут. Мало того, смонтировать где-то рядом мини-электростанцию, которая использовала бы силу ветра, невозможно. Тогда дизельная электростанция становится тем самым изобретением человечества, которое может надежно обеспечить жизнедеятельность человека в автономном режиме. Лишь бы топлива хватало.
Дизельные электростанции (дизельгенераторы) вырабатывают такое количество энергии, которого бывает достаточно для обеспечения небольших населенных пунктов. И вставив в розетку вилку и нажав на кнопку, кто-то в отдаленном поселке может точно так же смотреть телевизор, слушать радио, пользоваться бытовыми приборами, как и в городе. Впрочем, как это ни странно, но и в городах, где уровень потребления электроэнергии большой и где развита система коммуникаций, порой не обойтись без дизельных электростанций. Увы, и в городах бывают отключения. Нет-нет, да и случиться авария. А есть объекты, которые должны обеспечиваться постоянно.
Вот почему дизельные электростанции как резервный или вспомогательный источник электроэнергии бывает на предприятиях, в строительных организациях, и тем более в аэропортах, больницах и госпиталях, узлах связи. Перечень подобных предприятий, организаций, учреждений, которые ни на минуту не могут остаться без электричества, можно продолжить. Помимо многих достоинств, дизельные электростанции хорошо зарекомендовали себя как дешевый источник электроэнергии. Все затраты окупаются быстро. И те средства, которые были потрачены на покупку самого оборудования, и те, которые израсходуют на топливо. Поскольку спрос на такую продукцию не упал, то отечественные производители выпускают ее в больших объемах. Это означает, что есть из чего выбирать.
Где используются дизельные генераторы
Дизельный генератор – автономное устройство для выработки энергии, работающее за счет наличия двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от способа монтажа модели группируются на мобильные и стационарные. Высокий КПД, надежность, экономичность и простота эксплуатации позволяют использовать оборудование как основной, аварийный и резервный источник питания. Применяется в промышленности, сельском хозяйстве и иных сферах деятельности, включая бытовые.
Назначение и преимущества
Дизельные электростанции преимущественно используются на территориях, где невозможно подключиться к центральной сети. К этой категории относятся:
загородные дома, дачи для постоянного и сезонного проживания;
временные вахтовые поселения.
К таким субъектам сложно подвести центральную магистраль. Большинство инженерных проектов обеспечение сетью нерентабельно, поэтому устанавливаются автономные источники питания.
Дизельный генератор 1100 Квт используется параллельно с центральной сетью для решения проблем с электрообеспечением на территориях с систематическими перебоями подачи электроэнергии. Особенно актуально для объектов, которым необходима круглосуточная бесперебойная подача электричества. В случае аварии генератор запускается автоматически, исключая возникновение форс-мажорных ситуаций.
Популярность оборудования обусловлена рядом причин:
Независимость от технической исправности центральной магистрали. Наличие электричества на участке независимо от графика проведения планового ремонта, частоты отключений линии.
Возможность монтажа на удаленных от цивилизации площадях.
Мобильность. Разработаны модели, которые легко перевозятся на локацию.
Экономичность. Учитывается цена топлива и расходы на сервисное обслуживание.
Безопасность. Дизельное оборудование производится в соответствии с регламентом пожарной и взрывобезопасности.
Генератор прост в эксплуатации. В комплектацию входит подробная инструкция подключения.
Промышленность
Оборудование используется для обеспечения больших производственных объектов электроэнергией, удаленных от центральной системы. Если экономически нерентабельно присоединяться к магистрали, генератор выступит достойной альтернативой. В остальных случаях служит аварийным источником питания. Применяется, если необходимо обеспечить:
Круглосуточное конвейерное производство, при котором нельзя останавливать линию из-за технических неполадок.
Бесперебойную работу рефрижераторов. Подразумевается хранение скоропортящейся продукции.
Вентиляцию. Преимущественно устанавливается на фермах разведения сельскохозяйственных животных.
Если на объекте централизованная подача электрической энергии, генератор выступает вспомогательным элементом, который запускается при отключении основного источника питания.
Медицина
Медицинские учреждения – одни из немногих объектов, где бесперебойная подача электричества жизненно необходима. Даже кратковременное отключение питания может привести к необратимым последствиям. Кроме этого, скачки напряжения выводят из строя технику и оборудование.
Дизельный генератор выступает в больницах резервным источником, который автоматически запускается при отключении основного. Устанавливается в отдельном помещении с соблюдением норм пожарной безопасности.
Наряду со стационарным оборудованием используется передвижное. Преимущественно мобильная версия предусмотрена для небольших клиник, выездных лабораторий и иных объектов временной эксплуатации.
Жилые здания и населенные пункты
Монтаж генераторов проводится на территориях, удаленных от цивилизации, где проведение линии нецелесообразно. Это:
частные загородные дома;
поселения временной эксплуатации (лагеря, вахты, поселения для добывающей промышленности);
жилые объекты, расположенные в суровых климатических условиях.
В данном случае устройство служит основным источником подачи электроэнергии. Прокладка линии для таких жилых комплексов нерентабельна.
Строительство
Коммуникации подводятся к зданию после его возведения. Это усложняет проведения работ с использованием специнструмента. Чтобы строительство проходило согласно утвержденным срокам, объект обеспечивается генератором. Производительность выбирается на основании количества запитанного оборудования.
Экстремальные условия
На территориях с суровым климатом нет возможности прокладки сетей. Возрастает риск промерзания линии, обрыва из-за сильных порывов ветра, перебои подачи электричества во время обильных осадков. Дизельный генератор устанавливается в отдельном помещении, что защищает его от неблагоприятной погоды. Благодаря этому обеспечивается бесперебойная подача электроэнергии.
Дизельные электростанции. Что это такое?
Оглавление
Несмотря на то, что глобальный рынок технологий распределенных энергоресурсов растет темпами около 6-9 % в год, активно развивается солнечная и ветрогенерация, одними из самых востребованных систем автономного энергоснабжения, особенно в отдаленных и арктических территориях, по-прежнему остаются дизельные электростанции – так называемая «классика советской энергетики».
И это вполне объяснимо: до сих пор на более половины территории нашей страны нет централизованного энергоснабжения, десятки тысяч населенных пунктов обеспечиваются электричеством за счет дизельных электростанций. В данном обзоре мы попытаемся разобраться, что такое дизельная электростанция, для решения каких задач она подходит, какими обладает преимуществами и недостатками и в чем секрет ее неугасающей популярности.
Что такое дизельная электростанция?
Итак, под аббревиатурой «ДЭС» (дизельная электростанция) понимается стационарная или мобильная энергетическая установка, состоящая из двух основных элементов: электрогенератора и двигателя внутреннего сгорания, работающего на дизельном топливе. Соединенные с помощью общей рамы, данные элементы взаимодополняют друг друга и обеспечивают процесс изменения одного вида энергии в другой.
При этом следует учитывать, что термины «дизельная электростанция», «дизель-электрический агрегат», «дизель-генератор» – не тождественные определения. У данных понятий есть существенные отличия:
Дизель-генератор – устройство, состоящее из технологически объединённых дизельного двигателя и генератора;
Дизель-электрический агрегат – устройство, включающее в себя дизель-генератор, а также вспомогательные устройства (раму, приборы контроля, топливный бак);
Дизельная электростанция — это полноценный энергообъект, который включает, помимо дизель-электрического агрегата, множество других важных элементов: устройство для распределения электроэнергии, шкафы автоматики, пульт управления и др. Именно дизельная электростанция позволяет предоставлять потребителю электроэнергию нужного качества и в нужном объеме. И по сути, и делает данное направление автономной энергетики одним из самых востребованных и популярных в отдаленных территориях нашей страны.
Принцип работы ДЭС
Принцип работы дизельной электростанции заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. Можно выделить следующие ключевые этапы:
Сферы применения дизельных электростанций
Дизельные электростанции наиболее активно используются на территориях, где отсутствует централизованное энергоснабжение, или существуют определенные трудности с подачей электроэнергии. Как правило, это:
Именно там дизельные электростанции могут быть единственно возможным источником электроэнергии. При этом следует учитывать, что дизельные электростанции также могут выполнять и вспомогательные функции:
Разновидности дизельных электростанций
Существует несколько классификаций современных дизельных электростанций.
В зависимости от назначения выделяют дизельные электростанции:
В зависимости от конструктивного наполнения выделяют дизельные электростанции:
В зависимости от количества фаз, генерируемых оборудованием, выделяют дизельные электростанции:
В зависимости от вида напряжения выделяют дизельные электростанции:
Передвижные дизельные электростанции
В данном обзоре отдельно остановимся на такой разновидности современных дизельных электростанций, как передвижная (или мобильная) ДЭС. Ее главное предназначение – выработка электроэнергии в самых труднодоступных местах с возможностью оперативно менять свою дислокацию. Передвижные дизельные электростанции активно используются в горнодобывающей промышленности (например, на различных месторождениях природных ресурсов), в строительной отрасли (при возведении дорог и строительстве удаленных населенных пунктов), в сельском хозяйстве (на удаленных земельных угодьях), а также для удовлетворения нужд частных потребителей.
Вариантов изготовления передвижных дизельных электростанций – большое множество. Наиболее популярны мобильные ДЭС на собственных самоходных шасси; приспособленные для монтажа на кузове автомобиля; имеющие корпус, аналогичный «прицепу».
Как правило, передвижные дизельные электростанции изготавливаются в специальном прочном контейнере, который защищает устройство от неблагоприятных погодных условий (дождей) и механических повреждений. Главным преимуществом передвижной дизельной электростанции является высокая степень мобильности, максимальное удобство в обслуживании, использование электростанции сразу же после приобретения.
Плюсы и минусы дизельных электростанций
У дизельных электростанций, безусловно, имеются свои весомые плюсы, делающие данное направление автономного энергоснабжения популярным долгие годы. Среди основных преимуществ можно назвать следующие:
Однако имеются и существенные минусы дизельных электростанций, которые с каждым годом постепенно «вытесняют» ДЭС с лидирующих позиций, в том числе и в отдаленных и арктических территориях страны. Среди основных недостатков назовем следующие:
Мультиэнергокомплексы – альтернатива дизельным электростанциям
Так или иначе, приведенные выше недостатки дизельных электростанций стали весомым стимулом к поиску альтернативных решений для энергоснабжения отдаленных и изолированных территорий Крайнего Севера и Сибири. На сегодняшний день достойным вариантом решения проблемы становятся мультиэнергокомплексы, строительством которых занимается Группы компаний «МКС».
Мультиэнергокомплексы – это энергообъекты, состоящие из нескольких альтернативных источников энергии:
Потребители в отдаленных и изолированных районах Крайнего Севера и Сибири, как правило, лишены централизованного энергоснабжения и запитаны от устаревших дизельных электростанций. Стоимость дизельного топлива составляет около 60-70 руб./т (без учета логистики). Мультиэнергокомплексы от Группы компаний «МКС» позволяют:
Оценка экономического эффекта зависит от показателей конкретного проекта.
Издается с 2007 года
О дизельных генераторах— как работают и где применяются
Сложно представить, но чуть больше столетия назад электроэнергия только входила в жизнь наших предков. Современные дома, склады, строительные объекты не могут обходиться без электричества. Практически везде расположены потребители тока. На случай отключения электроэнергии во многих учреждениях установлены бесперебойные источники питания и дизель-генераторные установки (ДГУ).
Что такое дизельный генератор
Дизельные генераторы – это источник электроэнергии на жидком топливе. Они представляют собой стационарные или передвижные энергетические установки, которые преобразовывают механическую (кинетическую) энергию вращения в электрический ток. Тем самым, дизельгенераторы обеспечивают автономное электроснабжения любого объекта.
Устройство и принцип работы
Конструкция ДГУ представляет собой генераторный блок переменного тока (альтернатор) с двигателем внутреннего сгорания. Для обеспечения корректной работы и подачи электроэнергии на малых дизельных электростанциях установлены дополнительные узлы:
Принцип работы генераторной установки прост: при сгорании топлива в двигателе происходит вращение коленвала, который, в свою очередь, начинает проворачивать ротор генератора. Благодаря этому происходит смена магнитных полюсов и в обмотке статора создаётся индукционный ток переменного напряжения.
Предохранители – плавкие вставки – защищают цепь в случае короткого замыкания. Автоматические переключатели и дополнительные сопротивления установлены для изменения и регулировки параметров. Применяются датчики контроля уровня масел, счетчики моточасов и другие контрольно-измерительные приборы.
Типы дизельных электростанций
Дизельные генераторные установки могут работать как для постоянного обеспечения электричеством, так и на случай аварийной подачи, в качестве резервного источника питания. Альтернативные источники электроэнергии отличаются по вариантам исполнения, типу управления – ручной или автоматический и техническим характеристикам.
Виды исполнения
Электрические дизельные генераторы бывают в открытом и закрытом исполнении. Открытые варианты применяются в основном в отдельно стоящих сооружениях или монтируются в специальные контейнера. Модели, устанавливаемые на улице, оборудованы защитным кожухом, чтобы защитить оборудование от воздействия окружающей среды, в основном осадков.
Кроме того, выпускаются передвижные мобильные генераторы. Такие источники электроэнергии можно легко транспортировать. Обычно их применяют там, где нужна мобильность, например, для организации концертных и массовых мероприятий на открытом воздухе, обеспечения освещения ремонтируемых участков дорог.
Способы охлаждения
Классификация ДГУ осуществляется по типу охлаждения двигателя. Поскольку при работе выделяется тепло, его нужно куда-то отводить. Проще и дешевле организовать воздушное охлаждение. Однако вместе с воздухом в двигатель попадают и сторонние частицы. Поэтому часто применяется замкнутая жидкостная система.
Типы генератора
Дизель-генераторные установки классифицируются по типу генератора. Различают два типа:
Классификация по мощности
Важным критерием классификации дизельных генераторов является вырабатываемая мощность. Они делятся на три основные категории:
Стоит отметить! Электрогенератора 2,5 мВт достаточно, чтобы запитать крупный завод или посёлок.
Области применения генераторов
ДГУ нельзя отнести к экономичным и экологически чистым способам получения электричества. Однако, благодаря своим характеристикам, они заняли место альтернативных или резервных источников электропитания.
В качестве резервных источников электричества дизель-генераторы используют, например:
Кроме того, широкое применение ДГУ получили там, где нет централизованного электроснабжения:
Достоинства и особенности
Главным достоинством дизельных генераторных установок является обеспечение бесперебойного электроснабжения и поставку электричества в отдалённых и труднодоступных местах. Кроме того, они:
Но есть и свои недостатки:
С развитием технологий на замену ДГУ приходят новые виды устройств подачи электроэнергии, в том числе так называемые экологически чистые. В частности, способные аккумулировать электричество из солнечных панелей или накапливать излишки и выдавать их в пиковые нагрузки. Но дизельные генераторы по-прежнему остаются востребованными, в т.ч. благодаря универсальности применения.
По каким критериям выбирают
Перед покупкой дизельного генератора необходимо определиться с типом электропитания. Это может быть источник переменного тока с одной фазой, трёхфазные генераторы 380В и узкоспециализированные установки постоянного тока.
Важным критерием является мощность генераторной установки. Для определения необходимой ДГУ следует посчитать суммарное потребление всех подключённых в сеть электроприборов – лампы освещения, плиты, оборудование и т.д. В суммарную нагрузку учитываются дополнительно подключаемые потребители: компрессора, дрели, пилы, холодильники и др. Мощность дизельного генератора должна на 25% превышать все подключаемые приборы.
Также стоит обратить внимание на наличие инвертеров (выпрямителей тока), уровень автоматизации, наличие дополнительных опций, в зависимости от цели и региона использования.
Расход топлива и объём бака, например, напрямую влияют на автономность работы. Опытным путем установлено, что для генерирования одного кВт/час электрической энергии ДГУ расходует 0,02 кг топлива. Значит генератор мощностью 100 кВт израсходует за час около 2,4 литров дизельного топлива. Это среднее значение, которое зависит от производителя и условия работы, но позволяет получить представление о затратах.
Дизельный генератор: устройство, принцип работы, виды, критерии выбора
Из-за аварий, случающихся в электрической сети, прекращается работа всех электроприборов, потребляющих электрическую энергию для обеспечения жизнедеятельности человека. Выход из ситуации – в резервном электроснабжении дома, офиса, учреждения или производственного предприятия. Надёжным автономным источником электроэнергии является дизель генератор – мини электростанция, работающая на дизельном топливе.
Установка автономного электроснабжения решает проблему с обеспечением резервного питания подключённого оборудования. Мини электростанция позволяет сохранить непрерывный процесс функционирования дорогостоящей аппаратуры, включая медицинское оборудование и охранные системы. Применение дизельных генераторов с функцией автоматического запуска гарантирует сохранение скоропортящихся продуктов, хранящихся в холодильниках на складах и в продовольственных магазинах.
Устройство и принцип работы
Конструкция стационарных и передвижных (см. рис.1) дизельных электростанций предусматривает наличие в них двух основных рабочих механизмов: генератора электрического тока (1) и ДВС (2). Эти детали расположены на жёсткой раме (3) и соединены между собой таким образом, что вал ротора и коленвал дизельного двигателя находятся на одной оси.
Рис. 1. Переносной стартерный дизель генератор
В зависимости от типа модели и марки электроустановки станции оборудуются дополнительными элементами и рабочими узлами:
Мощные промышленные дизельные генераторы, например, станции марки WattStream (рис. 2), размещаются в специальных защитных контейнерах с дополнительным оборудованием.
Рис. 2. Стационарная электростанция для промышленных нужд
В основе принципа работы лежит процесс преобразования механической энергии, выработанной дизельным двигателем, в электрический ток. Источником электроэнергии является генератор, который приводится в действие дизельным двигателем. Момент силы от вращения коленчатого вала ДВС передаётся на ротор генератора (альтернатора). В результате взаимодействия магнитных полей возникает ЭДС. В обмотках статора появляется переменный ток.
Частота тока поддерживается путём обеспечения стабильных оборотов двигателя. Для этого в конструкции дизель генераторов предусмотрен механизм стабилизации скорости вращения коленвала. При возрастании нагрузки увеличивается подача дизельного топлива в камеры сгорания, в результате чего мощность ДВС возрастает. Когда нагрузка падает – двигатель также сбрасывает обороты до заданного уровня.
Виды и варианты исполнения
В продаже можно встретить сотни различных моделей дизельных генераторов. Но, несмотря на такое разнообразие, их можно классифицировать по нескольким основным признакам:
Остановимся более подробно на видах применяемых альтернаторов. Поскольку они генерируют ток, то полезно будет знать некоторые нюансы в работе самих генераторов.
Альтернаторы бывают двух видов: синхронные и асинхронные. Главное их отличие кроется в конструкции ротора. Якоря синхронных генераторов имеют обмотки. Для их возбуждения необходимо подать постоянный ток. Его можно взять из независимого источника либо снять часть напряжения с обмоток статора и выпрямить его.
В альтернаторах средней и большой мощности устанавливают на валу независимый генератор постоянного тока, который используется для возбуждения катушек ротора. Напряжение подаётся через щётки на кольца якоря. Поэтому синхронные генераторы ещё называют щёточными альтернаторами. Большое преимущество таких альтернаторов в том, что они обладают функцией регулятора напряжения.
Схема строения синхронного генератора показана на рисунке 3. Красным цветом обозначены контактные кольца (1), а сверху видны щёткодержатели (2). Хорошо видна полюсная катушка ротора (зелёный цвет).
Рис. 3. Схема синхронного дизель генератора
Альтернатор синхронного типа обеспечивает стабильные параметры напряжения при различных допустимых нагрузках. Отклонение в любую сторону не превышает 5%. Это достигается благодаря применению регулятора напряжений. На выходе генератора снимается высококачественный электрический ток.
Роторы асинхронных генераторов лишены проволочных катушек. Функции обмоток выполняют короткозамкнутые, чаще всего алюминиевые полосы, впрессованные в магнитопровод. По сути, они образуют сплошную массивную болванку. Плюсом такой конструкции является то, что для возбуждения не требуется подача постоянного тока. Достаточно токов самонаводки.
Ещё достоинства:
К сожалению, у этих генераторов есть серьёзный минус в технических характеристиках – ток низкого качества на выходе. Напряжение нестабильно и может колебаться в пределах больше 10%. Во многих случаях это не существенно, однако для питания точной аппаратуры и электронных устройств применять такие генераторы не желательно.
А вот для сварочных аппаратов они пригодны и даже желательны, при условии, что их мощности достаточно для подключения этих устройств. Существуют даже специальные сварочные генераторы на базе асинхронных альтернаторов (Рис. 4).
Рис. 4. Сварочный дизельный генератор
По способу охлаждения электростанции делятся на два типа: с жидкостным и воздушным охлаждением. Наличие водяного охлаждения позволяет двигателю длительное время работать при больших нагрузках. В частности такие двигатели выпускает японская фирма KUBOTA. На базе своих дизелей производитель поставляет на рынок очень надёжные дизельные генераторы, бренд которых завоевал всемирную известность.
Применение
В качестве резервных источников в снабжении электроэнергией дизельные генераторы нашли применение во многих сферах:
В отличие от бензиновых моделей дизельные электростанции оказались более надёжными. Их эффективность выше, а срок эксплуатации более длительный. Дизельные станции менее прихотливы и просты в обслуживании. Они отличаются:
Всё это способствует росту популярности дизельных моделей генераторов.
Критерии выбора
Правила эксплуатации и обслуживания
Дизельные двигатели довольно неприхотливые и выносливые. Их обслуживание в основном заключается в своевременной замене масла и контроле уровня дизельного топлива в баке. Дополнительного контроля требует водяное охлаждение, если оно есть. Необходимо вовремя доливать воду или тосол, во избежание перегрева ДВС.
Особое внимание обращаем на обслуживание дизельных генераторов, оборудованных пусковой автоматикой. Учитывая то, что двигатель запускается стартером от аккумуляторной батареи, необходимо следить за состоянием этих деталей. При разрядившемся аккумуляторе двигатель просто не сможет запуститься в нужный момент. А это чревато далеко идущими последствиями.
Асинхронный альтернатор обслуживания не требует на протяжении всего срока службы. А вот синхронный генератор со щётками требует к себе внимания. Замена щёток – стандартная процедура. Сроки замены зависят от интенсивности эксплуатации. Обычно раз в 2 – 4 года.
Старые модели синхронных альтернаторов слабо защищены от попадания пыли на щёточный механизм. Это приводит к повышенному износу деталей генератора. Своевременное техническое обслуживание продлит срок службы генератора, защитит вашу электротехнику от непредвиденных ситуаций.