Нээлттэй дизель генератор цахилгаан станцын хэрэглээнд тохиромжтой юу?

Эрчим хүчний станцын орчинд нээлттэй дизелийн генератор ойлгох

Нээлттэй дизель генераторын тодорхойлолт, үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг

Нээлттэй дизель генератор нь үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь гадаад хаалттайгаар ажилладаггүй механик эрчим хүчний систем юм. Гол элемент нь:

• Дизель motors : Төмрийн хүчний шатахууны эрэлт эрчим хүчийг эргэлтийн эрчим хүч болгон хувиргадаг (халуун эрчим хүчний үр ашиг: 3545%)
• Альтернатор : Механик эрчим хүчийг цахилгаан эрчим хүчээр хувиргадаг
• Контроль систем : Хүчдэл/давтамжийн тогтвортой байдлыг хянах (±2% нарийвчлал)
• Суурь хангамж ба хөргөлтийн систем : Интеграл радиатор бүхий ган шидэх хэлбэртэй бүтэц

Нэвтрэлт шаарддаг контейнерт нэгжүүдээс ялгаатай нь, нээлттэй загварууд дулаан салгахад орчны агаарын урсгалд тулгуурладаг тул удирдлагатай үйлдвэрийн орчинд тохиромжтой.

Нээлттэй дизелийн генераторууд хаалттай болон контейнерт нэгжүүдээс яаж ялгагдах вэ

Гурван бүтцийн хувилбар нь цахилгаан станцын интеграц дээр нөлөөлдөг:

Нээлттэй тохируулга нь орчныг хамгаалах боломжийг алдагдуулсан ч бүрэн битүүрэг хувилбартай харьцуулахад капиталын зардлыг 15–20% бууруулах, засварын ажлын урсгалыг хялбаршуулах давуу талтай.

Цахилгаан станц дахь дизель хөдөлгүүр ба генераторын системийн ажиллах зарчим

Энерги хувиргах үйл явц нь дөрвөн зэрэгцээ шатыг багтаана:

1. Гарах : Цилиндрүүдэд өндөр даралттай (200–300 баар) түлшний цацрагт шатах
2. Механик хөдөлгүүр : Пистонууд крекшофтыг 1,500/1,800 эрг/мин-д (50/60 Гц гаралт) эргүүлнэ
3. Цахилгаан соронзон индукц : Роторын ороомог статорын талбайг огтлох замаар гурван фазын хувьсах гүйдлийг үүсгэнэ
4. Урдасын шинжилгээ : Автомат хүчдэлийн зохицуулагчид (AVR) хувьсах хэмжээг <2.5% хэмжээнд барьж байдаг

Дэвшилтэт системүүд эрчим хүчний эрэлт өөрчлөгдөх үед 0.5 секундын дотор түлшний хангамжийг тохируулдаг ачаалал мэдрэг зохицуулагчийг ашигладаг бөгөөд тасралтгүй ажиллаж буй горимд 88–92% цахилгааны ашигт үйл ажиллагааны коэффициенттой шууд энергийн шилжилтийг боломжжуулдаг.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээнд цахилгаан эрчим хүчний гаралт, үр ашгийн чадавх ба ачааллын үзүүлэлт

Томоохон цахилгаан станц ашиглах зориулалтаар цахилгаан эрчим хүчний гаралтын багтаамжийг үнэлэх

Дизель генераторуудын хэмжээ янз бүр байдаг бөгөөд ихэвчлэн ойролцоогоор 500 кВ-оос эхлэн 20 МВ хүртэлх хязгаарт байдаг тул тогтмол цахилгаан хангамж шаардлагатай болон цахилгааны эрэлт хэрэгцээ өндөртэй цагт нэмэлт чадал шаардлагатай үед ашиглахад тохиромжтой сонголт болдог. 2023 онд Олон улсын энергийн агентлагийн хийсэн сүүлийн үеийн судалгаагаар газрын доорхи олборлолт хийдэг уурхийн дөнгөж долоон буюу дөрвөөс гурвын хувь нь ил төрлийн дизель генераторуудад хэт их хамаардаг байна. Учир нь эдгээр нь хамгийн их ачаалал дор ч байнга жигд крутяны үзүүлэлт өгдөг. Дизелийг хийн турбинаас юугаар ялгах вэ? Хийн турбинаар ажилладаг станцууд чадлын түвшин 80%-иас буурах үед үр ашгийн чадвар буурах асуудалд тулгардаг бол дизель генераторын ихэнх загварууд хагас ачаалал дор ч хамгийн их гаралтын ойролцоогоор 95%-ийг хадгалж чаддаг. Иймээс дизель генераторууд өдрийн турш цахилгааны эрэлт хэрэгцээ хэлбэлзэлтэй байдаг газруудад ялангуяа илүү татамжтай сонголт болдог.

Бусад генераторын төрлүүдтэй харьцуулсан дулаан ба шатахууны үр ашгийг

Нээлттэй тохиргоогоор ажилладаг дизель генераторууд ихэвчлэн 38-42 хувийн дулааны үр ашигтай байдаг бөгөөд энэ нь хэсэгчилсэн ачаалал дээр зөвхөн ойролцоогоор 30-35 хувийн үр ашигтай ажилладаг шатгалын турбинаас илүү сайн үзүүлэлттэй. Гэсэн хэдий ч анхаарах зүйл байна. Эдгээр дизель төхөөрөмжүүд бүрэн чадал дээр ажиллах үедээ киловат цагт ойролцоогоор 0.28-0.35 литр шатахуун зарцуулдаг бөгөөд удаан хугацааны үйл ажиллагааны дараа хавсарсан циклтэй хийн төхөөрөмжүүдтэй харьцуулахад тэдний шатахууны зардал 12-18 хувиар илүү өртөгтэй байдаг. Харин хүйтэн цаг агаарын үед үзүүлэлт өөр байдаг. 2022 онд нийтлэгдсэн судалгаагаар харахад минус 20 хэм буюу түүнээс доошхи температурт маш хүйтэн эхлэлт үеийн пропаны оронд дизель хөдөлгүүр нэг мегават цагт 15 хувиар бага шатахуун хэрэглэдэг. Иймээс дизель хамгийн их хүйтэрдэг бүс нутгуудад түлхүү тохиромжтой сонголт болдог.

Ачааллын хувьсачилал үйл ажиллагааны үр ашгийн хувьд үзүүлэх нөлөө

2023 оны торлын тэсвэрт чадлын шинжилгээний дагуу, ачааллын хэлбэлзэл багтаамжийн 30% -иас доош байх үед түлшний хэрэгцээ 15–30% -иар нэмэгддэг. Орчин үеийн нээлттэй нэгжүүд энэ асуудлыг зохицуулагч турбо цахилгаанжуулалтын систем ашиглан хурдан ачааллын хэлбэлзэл үед энергийн алдагдлыг 8–12% хүртэл бууруулдаг. Давтамжийн зохицуулгын горимыг ашигладаг төхөөрөмжүүд тогтмол ачаалттай ажиллагаатай харьцуулахад түлшний 22% -ийг хэмнэж байна.

Туршилтын судалгаа: Үйлдвэрийн дизель цахилгаан станцын үзүүлэлт

Нээлттэй дизель генератор ашигладаг Карибын улсын цахилгааны төхөөрөмж 18 сарын турш дунджаар 38.7% үр ашгийг байршуулсан бөгөөд 2023 онд гаргасан Үйлдвэрийн цахилгааны системийн тайлан -д дэлгэрэнгүй тусгагдсан. Хиймэл оюун ухааны тусламжтай ачаалтын урьдчилан таамаглал хэрэгжүүлснээр төхөөрөмж түлшний зардлыг 11% -иар бууруулсан нь динамик торны орчинд дэвшилтэт удирдлагын систем хэрхэн үйл ажиллагааг сайжруулж болохыг харуулж байна.

Тасралтгүй ажиллаж буй үед найдвартай байдал, бат бөх чанар, үйлчилгээний ажил

Цахилгаан станцын ачааллын нөхцөлд нээлттэй дизель генераторын амьдралын хугацаа

Зөөлөн дизелийн генераторуудыг зөв байлгасан тохиолдолд ихээр засварлах шаардлагатай болохоос өмнө ерөнхийдөө 40,000-60,000 цагийн үйлчилгээний хугацаатай байдаг. Асуудал нь системд орж буй жижиг хэсгүүдийг дотор нь оруулдаг тул хаалттай загваруудтай харьцуулахад илүү их элэгдэл үүсгэдэгт оршдог. Таатай тал нь сүүлийн жилийн Power Engineering International-ийн мэдээгээр үйлдвэрийн чанарын шүүлтүүрүүд хөдөлгүүрийн гэмтлийг ойролцоогоор 28-34 хувь бууруулдаг гэж зааж өгсөн. Эдгээр машинууд өдөр бүр 80-100 хувийн бүрэн чадалтайгаар тасралтгүй ажиллахад хүлээсэнээс илүү хурдан стресст орох тэмдэг илтгэдэг. Иймд генераторыг хугацааны туршид найдвартай ажиллуулахыг хүсч буй хэн бүрт жигд шалгалт хийх нь маш чухал юм. Усанд кварталд нэг удаа тосны шинжилгээ хийх, хамархайн даралтын үнэлгээг алдахгүйгээр жигд засварын хуваарьт оруулах ёстой.

Жигд засварын шаардлага ба зогсонгилох хугацааг удирдах

Агаарын шүүлтүүр, хөлдөөгчийн түвшин болон түлшний савханзагыг өдөр бүр шалгах нь зүйлийг гладко ажиллуулахад маш чухал юм. Хэтэрч задрахаас сэргийлэх хувьд зүйлс анхнаасаа л задарч эхлэхийг хүлээх арга замаас илүү цаашдын урьдчилан мэдээлэл дээр суурилсан арга замууд илүү давуу талтай байдаг. Мэдээллийн сангийн өгөгдлийн дагуу, хэлбэлзэл хянах эсвэл дулааны зураг авах зэрэг аргууд нь гэнэтийн зогсолтыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулж чаддаг. Ихэнх төхөөрөмжүүд голомтлоос гарахгүй байхын тулд ойролцоогоор 500 цаг тутамд жигд дарааллын үйл maintenancе хийдэг. Гэсэн хэдий ч, тодорхойлсон горимоос гадуур үйл maintenancе шаардлагатай байх нь үргэлж байдаг. Операторууд ихэвчлэн түлшийн системийг цэвэрлэх, хэмжээсээр нь износод орсон ремүүдийг солих зэрэг зүйлсийн тулд сард 12-16 цагийн хооронд зарцуулах хэрэгтэй байдаг.

Нээлттэй нэгжид өртөх орчны эрсдэл ба эдгээрээс сэргийлэх арга замууд

Элсэнцэр, чийгт бүс нутгуудад нээлттэй загварууд нь хаалттай загваруудын гурвалжин хэмжээгээр илүү ихээр исэлддэг. Генераторууд дээрх исэлдэлтээс хамгаалах бүрхүүл болон цайрлах аргаар боловсруулсан хяналтын самбарууд нь цаг агаарын нөхцөлд үүссэн гэмтлийг 52%-иар бууруулдаг. Хуурай бүс нутгуудад нунтаг эмгэнэл нь маш чухал бөгөөд төвөөс зугатах урьдчилан цэвэрлэгч нь агаарын оролтын чанарыг 90%-иар сайжруулж, хөдөлгүүрийн үйлчилгээний хугацааг уртасгадаг.

Сүлжээний алдагдлын үе дэх эхлэлийн найдвартай байдал болон урвалын хугацаа

Гэнэт цахилгаан алдагдах үед нээлттэй дизель генераторууд бүрэн ачаалалд 8–12 секундын дотор хүрдэг буюу турбайн суурилсан системүүдээс 20% илүү хурдан байдаг. Дэвшилтэт зохицуулагчид ачааллын 50–100% гэнэт шилжилтийн үед ч давтамжийн тогтвортой байдлыг ±0.25 Гц-д хадгалдаг. Туслах халаалтгүйгээр хүйтэн нөхцөлд ажил эхлүүлэх найдвартай байдал -20°C-д хүртэл 92%-д буурдаг боловч халаасан шингэн тосны систем нь бараг мөчлөгөөр ажил эхлүүлэх чадварыг сэргээдэг.

Бодит жишээ: Цахилгааны хангамжийн алдагдлын үеийн аврах цахилгаан хангамж

2022 оны өвлийн цас, салхиных шуурга үеэр АНУ-ын дунгийн мужид байрлах цахилгаан станц 98.6% ажиллагаатай байсан бөгөөд нээлттэй дизелийн генераторуудын тусламжтайгаар 45 МВт чухал ачааллыг хангасан. Түлшний нийлүүлэлт хоцорсон үед автомжуу ачааллыг бууруулах арга хэмжээнүүд нь ажиллах хугацааг 22 цагаар сунгасан бөгөөд торны тэсвэрт чадварыг нэмэгдүүлэх үүргийг баталгаажуулсан.

Эдийн засгийн боломж: Түлшний хэрэглээ ба үйлчилгээний зардал

Үйлчилгээний зардлын задаргаа: Түлш, хөдөлмөр, засвар

Түлш нь бүх ажиллагааны зардлын ойролцоогоор 40-65 хувийг эзэлдэг бөгөөд том машинууд нь дундаж ачаалалтай ажиллах үед цагт 18-25 литр түлш хэрэглэх боломжтой. Засвар үйлчилгээний ажил нь тогтмол шалгалт, шүүлтүүр солих зэрэг багтана бөгөөд ихэвчлэн гурван сард $120-с $400 хооронд зарцуулдаг. Мөн ойролцоогоор 12000-18000 цагийн ажиллагааны дараа хийгдэх том засварын ажлууд байдаг. Өнгөрсөн жилийн мэдээллийн дайнаас үзвэл нээлттэй системүүд нь цаг агаар, бусад гадаад хүчин зүйлсээс илүү ихээр гэмтэж, хурдан изант лугаа зуурдаг тул контейнержсэн хувилбараасаа засварт ойролцоогоор 15% илүү зардал гардаг.

Ачааллын янз бүрийн нөхцөлд түлшний хэрэглээний хурд

80% ачааллыг давснаар шатахууны хэрэглээ шугаман бусаар нэмэгддэг бөгөөд 95% ачаалал дээр 75%-той харьцуулахад 22%-ийн үр ашгийн бууралт ажиглагдсан тестүүд байдаг. 50% ачаалал дээр генераторууд кВт/цаг тутамд 30% бага шатахуун хэрэглэдэг ч гэсэн хамгийн өндөр дулааны үр ашгийг (38–42%) хүрэхгүй ажилладаг. Хэрэглэгчид ихэвчлэн доогуур эрчим хүчний хэрэгцээтэй үед шатахууны хэмнэлтийг хоцрогдол ачаалалтай удаан хугацаагаар ажиллуулах эрсдэлийн эсрэг тэнцвэржүүлэх зорилгоор ачааллыг бууруулах арга хэмжээ авдаг.

Урт хугацааны эдийн засгийн боломжит чадавх ба орлох цахилгааны эх үүсвэрүүд

Нээлттэй дизель генераторууд нь нарны энерги-баттерейн гибрид системүүдээс (кВт-д $180–$250 vs. $900–$1,200) анхны өртгөөрөө бага байх хэдий ч тэдгээрийн 10 жилийн үйлчилгээний зардал тогтмол шатахууны үнэтэй бүс нутгуудад сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийнхээс 45–60% илүү байдаг. Гэсэн хэдий ч сүлжээгүй бүс нутгуудад жилд 4,000 цагаас доош ажиллах үед сэргээгдэх эрчим хүчний савалтуудын өртөг одоогоор хэт өндөр байгаа тул тэд эдийн засгийн хувьд давуу талтай байна.

Салбарын дархлаа: Өндөр үр ашиг vs. Хэлбэлзэх шатахууны үнүүд

Нээлттэй дизель генераторын хамгийн сүүлийн загварууд түлшээ цахилгаан болгох үедээ ойролцоогоор 43-45 хувийн үр дүнтэй ажилладаг боловч удаан үргэлжилсэн ажиллагааны дараа түлшний өртгийн хэлбэлзэл эдгээр хэмнэлтийн 20-35 хувийг арилгаж болдог. Эрчим хүчний салбарын 2024 оны судалгаа нь илүү чухал зүйлийг харуулсан: Хэрэв дизелийн түлш литрээрээ зөвхөн гурван зуун мөнгөөр өсвөл тасралтгүй цахилгаан хангамжийн хэрэгцээнд хийн турбиныг ашиглахтай харьцуулахад санхүүгийн давуу тал алга болдог. Энэ бодит байдлын улмаас улсын даяарх тоног төхөөрөмжийн менежерүүд зах зээлийн нөхцөл хугацаагүй өөрчлөгдөх үед нөөцөөр ашигладаг, нэг төрлийн түлш хэт өндөр өртөгтэй болсон ч үйлдвэрийн тогтвортой үйл ажиллагааны зардлыг хадгалж чаддаг хоёр төрлийн түлш ашигладаг систем рүү эргэж байна.

Орчин үеийн цахилгаан станцын системд хэрэглээ ба интеграци

Алслагдсан, торлоос хамааралгүй байршлуудад гол цахилгаан эх үүсвэр болон ашиглах

Итгэлтэй цахилгааны сүлжээ байхгүй бүс нутгуудад нээлттэй дизель генераторууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. 2023 оны Глобал энергийн тайлангийн мэдээгээр, торгоос гарсан ойролцоогоор 37 хувийн үйлдвэрлэлийн төслүүд эдгээр генераторуудыг гол цахилгаан эх үүсвэрээр ашигладаг. Компакт хэмжээ болон хурдан суурилуулах боломж нь Австрали-гийн холын цөлөнд тархан байгаа уул уурхайн лагерь эсвэл Суб Сахарын Африк даяарх далайн дундын инфраструктурыг дэмжих зэрэг зүйлсэд тэднийг онцгойлоход тусалдаг. Ихэнх үйлчлүүлэгчдэд шинэ цахилгааны шугамыг ийм урт зайг туулан татаж холбохын оронд дизелийн түлш ашиглах нь илүү хямд байдаг. Цахиурлагч самбарууд тодорхой байр суурьтай боловч тэдгээр нь зөв ажиллахын тулд квадрат метр тутамд 650-800 ваттын нарны гэрэл шаарддаг. Дизель генераторууд цаг агаарын ямар нөхцөл байдалд ч сайн ажиллаж, найдвартай байх нь хамгийн чухал үед тэднийг үнэ цэнэтэй болгодог.

Гибрид цахилгаан систем, сэргээгдэх энерги хамт интеграци

Орчин үед аж үйлдвэрийн газрууд улам бүр ихээр уламжлалт дизелийн генераторуудыг нарны хялбар, салхины турбинаруудтай хослуулан цахилгаан эрчим хүчний гибрид системийг бий болгож, ямар ч цаг агаарын нөхцөлд тэсвэртэй байхаар тохируулдаг. Жишээ нь, мөн л жилийн өмнө Техасад 50 мегаваттын нарны станцыг ердийн дизелийн генераторуудтай зэрэгцээ суурилуулсан үед юу болсон бэ? Үр дүн маш сайн байсан - хэрэглэсэн түлшний хэмжээ өмнөхтэй харьцуулахад гуравны хоёроор буурсан ч цахилгааны хангамжийн түвшин бараг идеаль, санаж байгаагаар 99.98% байсан. Энэ үед ухаалаг удирдлагын системүүд энерги эх үүсвэрүүдийг шилжүүлэхэд маш сайн ажиллаж эхэлсэн. Хэрэв хүчдэл буурах үед эдгээр системүүд сарнидаг энергийн эх үүсвэрээс дизелийн нөөцийн систем рүү зөвхөн 8-12 секундын дотор шилжих чадвартай. Ийм хурдан шийдвэрлэлт нь системийн найдвартай байдлыг, экологийн давуу талыг хадгалж, ажиллагааны чанарыг бууруулахгүйгээр хангахад тусалдаг.

Томоохон аж үйлдвэрийн болон цахилгаан хангамжийн томоохон хэмжээний хэрэглээнд масштабжуулах боломж

Модуль архитектур нь зэрэгцээ тохируулгаар 500 кВт-оос 20 МВт хүртэлх чадалд масштаблах боломжийг олгоно. Солонгосын нэг ашиглалтын компани бүс нутгийн аж үйлдвэрийн өсөлттэй нийцүүлэн 6 сар тутамд 2 МВт-ын генераторын нэгжийг нэмж байсан бөгөөд улсын хэмжээнд барьдаг уламжлалт цахилгаан станцын анхдагч зардал болох 7 сая ам.долларыг хэмнэсэн.

Нээлттэй дизел генераторын дэлгэрэлтийн дэлхийн хандлага

2023 оны борлуулалтад Ази, Номхон далайн бүс нутаг нийт зах зээлийн ойролцоогоор 42%-ийг эзлэн тэргүүлсэн нь голдуу Энэтхэг, Индонези зэрэг газруудад шинэ дэд бүтэц баригдаж байгаатай холбоотой юм. Харин Африк тив жил илүүгээр ойролцоогоор 17% өсөлттэй байсан. Тухайн улсууд цахилгаанжуулалтыг шат дараатай хандган ихэвчлэн байнгын цахилгааны сүлжээг байгуулахаасаа өмнө генераторуудыг ашигладаг. Ирээдүйд Global Market Insights 2028 он хүртэлх хугацаанд жилийн дундаж 5,2% өсөлттэй байхыг таамаглаж байна. Энэ өсөлт ялангуяа засгийн газар шуурхай нүүрстөрөгчийн саармагшлын зорилтууд руу чичирхийлэхээс илүү энергийн хангамжийг тогтвортой байлгахад илүү анхаарч байгаа бүс нутгуудад илүү их байх шинжтэй.

Түгээмэл асуулт

Нээлттэй дизелийн генератор гэж юу вэ?

Нээлттэй дизелийн генератор гэдэг нь гадаад хаалтгүй, орчны агаарын урсгалыг дулаан зохицуулахад ашигладаг, голчлон удирдлагатай үйлдвэрийн орчинд ашиглагддаг механик систем юм.

Нээлттэй дизель генератор хаалттай нэгжүүдээс ямар ялгаатай вэ?

Нээлттэй дизель генераторууд ерөнхийдөө илүү хямд бөгөөд засвар үйлчилгээнд хялбар байдаг ч цаадахийн хамгаалалт нь суналттай нэгжүүдтэй харьцуулахад бага байдаг. Харин хаалттай нэгжүүд нь цаадахийн эсрэг нэмэлт хамгаалалт, дуу чимээг бууруулах онцлог шинж чанартай байдаг.

Нээлттэй дизель генераторын засвар үйлчилгээний шаардлагууд юу вэ?

Засвар үйлчилгээнд агаарын шүүлтүүр, хөргөгчийн түвшин, түлшний савханзур зэрэг өдөр тутмын шалгалтууд ордог бөгөөд хэлбэлзлийг хянах зэрэг урьдчилан таамаглах арга хэмжээнүүд нь хүлээгдээгүй гэмтэл гарах магадлалыг ихэд бууруулдаг.

Зарим бүс нутагт нээлттэй дизель генератор яагаад эдийн засгийн хувьд боломжтой вэ?

Нээлттэй дизель генератор нь нарны энерги-нягтжуулагчийн хольсон системүүдтэй харьцуулахад анхны зардал бага байдаг бөгөөд торгүй бүс нутгууд, түлшний үнэ тогтвортой байдаг газруудад тусгайлан эдийн засгийн хувьд тохиромжтой байдаг.

Нээлттэй дизель генераторыг солирдох энергийн системтэй холбож болох уу?

Тийм ээ, нарны хавтан, салхины турбина зэрэгтэй хослуулан хольсон системийн нэг хэсэг болгон ашиглаж, түлшний үр ашгийг сайжруулах, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой.