Цахилгаан станцын барилга дээр яагаад ийлчилгээний дизель генератор сонгох вэ?

Цахилгаан станц барих үед индустриал дизель генераторын чухал үүрэг

Үзэгдэл: Барилгын үе шатанд найдвартай газар дээрх цахилгаан хангамжийн хэрэгцээ нэмэгдэж байна

Сүүлийн жилүүдэд цахилгаан станцын хөгжил нь тосны дизелийн генераторуудад илүү их хамааралтай болсон бөгөөд ялангуяа цахилгааны тор сүлжээ найдвартай бус эсвэл бүрэн харацтай тохиолдолд илүү их ач холбогдолтой болдог. Өнгөрсөн жил Понемоны институт гаргасан судалгаагаар үзэхэд одоогоор дунд, том хэмжээний барьж буй гурван байгууламжаас хоёр нь цахилгааны ердийн тор сүлжээний үйлчилгээ тасардаг тул зөөврийн цахилгааны шийдэл рүү эргэж байна. Энэ нь ихэвчлэн цаг агаарын хүчтэй өөрчлөлтийн үед илүү их давтамжтай болдог. Дизель генераторууд нь 120 киловаттын чадал шаарддаг том тавиурт кран зэрэг чухал машин механизмийг гүйцэд ажиллуулах боломжийг олгодог. Мөн материал зөөлөн холихын тулд 200-400 киловольт-ампер чадал шаарддаг бетоны нийлүүлэлтийн үйлдвэрүүд байдаг. Хэрэв энэ нөөцийн цахилгааны эх үүсвэр байхгүй бол барилгын төслүүдийн хугацаа тасралтгүй сунаж байх болно.

Зарчим: Томоохон дизель генераторууд хэрхэн гол цахилгааны хэрэгцээг хангаж байна вэ

Барилгын талбарт гол цахилгаан хангамжийг хангахад дизелийн генератор одоог хүртэл хаан байна, учир нь тэд байгалийн хийн хувилбаруудаас ойролцоогоор 30-40 хувиар илүү үр дүнтэй ажилладаг. Стандах генераторууд ихэнх хугацаагаар идэвхгүй байдаг бол энэлгээтэй генераторууд 70-100 хувийн ачаалалтайгаар зогсолтгүй ажилладаг. Тэд цахилгааны эрэлт шаардлага нь дохиосон тоног төхөөрөмж эсвэл усан насос шиг томоор нэмэгдэх үед ч гэсэн цахилгааны хангамжийг тогтвортой байлгадаг. Хамгийн сайн генераторын үйлдвэрлэгчид тусгай турбо систем ба ухаалаг компьютерийн удирдлагын тусламжтайгаар энэ боломжийг олж авсан. Эдгээр дэвшилтэт электрон удирдлагын нэгжүүд (ECU) цахилгааны хэрэгцээ өөрчлөгдсөнөөс хойш ердөө хагас секундын дотор түлшний нийлүүлэлтийг тохируулж чаддаг бөгөөд өдрийн турш тасралтгүй хэлбэлзэх цахилгааны хэрэгцээтэй цахилгаан шаарддаг ажлын талбарт энэ нь маш их ялгааг гаргаж өгдөг.

Туршлагын жишээ: Техас дахь томоохон цахилгаан шугамгүй цахилгаан станцын төслийн хэрэгжилт

Зүйрлэлгүй цахилгаан хангамжийн нөхцөлд аж үйлдвэрийн дизель генераторын чадавхийг харуулсан Техасын баруун хэсэгт хэрэгжсэн саяхны 2.4 ГВт-ын хос мөчлөгт станцын төслөөс гурван 1,500 кВА-ийн замхраагуур дээр суурилсан нэгж 18 сарын турш цахилгаан хангамжийг хангаж, 14°F-оос 113°F хүртэлх температурын хэлбэлзэлд 99.8% итгэлтэй ажиллаж байв. Систем нь дараах зүйлсийг ажиллуулсан:

• Таван 350 тонны цэргийн машин (оройд 275 кВА тус бүр)
• 18 бетон насосны тасралтгүй ажиллагаа (нийтдээ 180 кВА)
• 1,200 акрын талбайд шөнөдөх аюулгүй байдлын/гал тогооны систем

Түлшний хэрэглээ дунджаар 0.28 литр/кВтц байв. Автомжуулсан савын хяналтын системийн тусламжтайгаар дахин түлш түлэхийг долоо хоногт хоёр удаа хүртэл бууруулсан.

Дизель генераторыг гибрид барилгын энергиийн системд интеграцлах чиг хандлага

2024 оны салбарын тайлангийн мэдээллээр шинээр барьж буй цахилгаан станцуудын ойролцоогоор 42 хувь нь традицион дизель генератор, нарны хялтас болон цэнэгийн сангийн шийдлийг хослуулж, түлшний зардлыг бууруулах зорилготойгоор ашиглаж байна. Жишээ нь Вайомингийн салхины цахилгаан станцын сүүлийн үеийн төслөөр ийм гибрид систем суурилуулсан бөгөөд үр дүн маш сайн гарчээ — дизелийн хэрэглээ ойролцоогоор 31 хувиар буурсан. Үүнийг тэд өдөрт нарны энергийг эрхэмлэн ашигладаг, гэтэл аврах үед 500 кВА хүртэлх ачаалтыг хангахын тулд зөвхөн 10 секундын дотор ажиллаж эхлэх чадвартай резерв генераторыг бэлэн байлгасан ухаалаг удирдлагын системийн тусламжтайгаар хийж чадсан. Эдгээр тохируулгыг ийнхүү амжилттай ажиллуулах нь олон төрлийн энерги эх үүсвэрийг нарийн зохицуулсан шилжүүлэгч төхөөрөмжийн тусламжтайгаар зөөлөн нэгтгэж чаддагт оршино. Нэг энергийн эх үүсвэрээс нөгөөд шилжих үед ч нийтлэг гармоник искэлтийн түвшин 2 хувь буюу бага байх учраас цахилгааны тогтвортой нийлүүлэлт хангагдаж, харагдах байдлаар хэвийн байдлаасаа хазайхгүй байна.

Үйлдвэрийн дизель генераторуудын тусламжтайгаар найдвартай, тогтмол цахилгаан хангамжийг хангах

Сүлжээний тогтворгүй байдлаас үл хамааран үргэлжилсэн үйл ажиллагаа

Тоо мэдээлэл нь маш тодорхой зүйлийг харуулж байна: Мөнгөн газрын эрчим хүчний агентлагийн өнгөрсөн жилийн тайлангийн мэдээллээр, түр зуурын машин тоног төхөөрөмжүүд сүлжээнд нэмэлт ачаалал өгдөг учраас барилгын талбарт ердийн барилгаас ойролцоогоор 37 хувиар илүү цахилгааныг алдах явдал тохиолддог. Ийм үед үйлдвэрийн дизель генераторууд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг — хэвийн бус багасалт, хүчдэлийн уналт эсвэл бүрэн цахилгаан алдагдлын үед тэдгээр нь цахилгааны гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Хүнд автобуснууд хүчтэй шахалтанд орох үед ойролцоох дэд станцыг дарагдуулах боломжтойг төсөөлөөрэй. Ийм агшинуудад нөөц генераторууд идэвхижин бүх цахилгааны хэрэгцээг өөрсдөө хангана. Энэ нь томоохон барилгын ажлуудад цаг тутамд ойролцоогоор 12,800 долларын алдагдал учруулах боломжит их хэмжээний цаг хугацааны алдагдлыг саатуулдаг.

Хөдөлгүүрийн загвар болон ачаалалд хариу үзүүлэх чадвар тогтвортой гаралтыг хангахын тулд

Орчин үеийн нэгжүүд гурван шийдвэрч чухал инновацийн тусламжтайгаар ±1% хүртэлх хүчдэлийн зохицуулгийг хангана:

Энэ инженерийн шийдэл нь зэвсэглэлтийн бүрэлдэхүүн эсвэл бетон хийх тоног төхөөрөмжийн ачааллын салхины өөрчлөлтөнд немэх цохихуйц хариу үзүүлэх, 0–100% хүртэлх ачааллыг 8 секундын дотор шингээн авах боломжийг олгоно.

Тохиолдолын судалгаа: Невадагийн нарны цахилгаан станцын барилгын талбайд 99.8% ажиллагааны цагийг хангасан

650 МВт-ын нарны цахилгаан суурилуулалт нь краны үйл ажиллагаа, ширүүн холимог ба ажилчдын байрыг 14 сарын турш хөтлөх зориулалтаар найман 2.5 МВт-ын үйлдвэрийн дизель генератор ашигласан. Өдөрт 120+ удаа ачааллын хэлбэлзэл болон 40°C температурын өөрчлөлттэй байсан ч систем:

• Бүх фазын дагуу 480V ±2% хангамжийг хадгалсан
• IoT савны мониторын тусламжтайгаар түлшний нийлүүлэлтийг автомжуулсан
• Төлөвлөгөөгүй зогсолтгүйгээр 7,200 цаг ажилласан

Энэ төслийн дараа илүү их хугацааны зогсолтоос хуримтлагдсан $2.1 сая долларын зардлыг харьцангуй уламжлалт гар унтраамжийн генераторуудтай харьцуулахад зогсоож чадсан.

Урьдчилан хангадаг ухаалаг мониторинг: найдвартай ажиллагаа болон зогсолтыг сэргийлэх

Сүүлийн үеийн тоног төхөөрөмжүүд Автомат шилжүүлэгч түлхүүр (ATS) болон SCADA системүүдтэй хамтран ажиллах боломжтой бөгөөд энэ нь хэрэглэгчдэд гармоник искэрийн түвшнийг бодит цагт хянах (ихэвчлэн 3%-иас доош), гарсны температурын түвшинд дагах, агаарын шүүлтүүр солих шаардлагатай үед (даралт 4.5 кПа-аас буурсан) эсвэл тосны TBN 3 mg KOH/граммээс доош унах үед автоматаар мэдэгдэл авах боломжийг олгоно. 2023 оны Construction Tech Review-ийн судалгаанаас үзэхэд ийм төрлийн урьдчилан хангадаг засварын системийг нэвтрүүлсэн объектууд хэрэгжүүлэхээс өмнөхтэй харьцуулахад яаралтай засварын тоог ойролцоогоор хагас болгож бууруулж, засварын интервалыг ойролцоогоор гуравны нэгээр сунгасан байна.

Шаардлагатай барилгын орчинд өндөр чадал болон түлшний үр дүнтэй ажиллагаа

Үйлдвэрлэлийн дизель генераторууд нь нЭГДҮГЭЭР ЦАХУУЛТ ба тосны Эдийн Засаг хийн уурхайн тоног төхөөрөмж, бетон хольцох үйлдвэр зэрэг хүнд барилгын тоног төхөөрөмжийг ажиллуулахад шаардагдах чадлыг олгоно.

Үндсэн чадал ба Нөөцийн чадлын ангилалын ялгааг ойлгох

Үндсэн чадалтай үйлдвэрлэлийн дизель генераторууд 70–100% ачаалал дээр тасралтгүй ажиллах боломжийг олгоно — энэ нь 24/7 барилгын ажлыг хангахад маш чухал юм. Харин нөөцийн генераторууд аварга тохиолдолд (жилд ≤500 цаг) ≤70% ачаалалд хязгаарлагдаж, олон жилийн цахилгаан станцын төслүүдэд тохиромжгүй байдаг.

Ажиллагааны өгөгдөл: Хийн уурхай, Бетон хольцох үйлдвэрийг хангаж буй 500–2500 кВА-ийн нэгжүүд

Орчин үеийн 2500 кВА-ийн үйлдвэрлэлийн дизель генераторууд 45% дулааны үр дүнтэй ажиллана — 10 жилийн өмнөх загваруудаас 15%-иар илүү — мөн дараах зүйлсийг зэрэгцээ ажиллуулах боломжийг олгоно:

• 400 тонн гидравлик экскаватор (150–200 кВА шаардлага)
• 100 кВА-ийн мотортой цемент холигч
• 400 кВА шаарддаг чулуу жижиглэгч станц

Орчин үеийн үйлдвэрийн дизель генераторын дулааны үр ашиг болон ачааллын уян хатан байдлын талаар

Давших хувьсах хурдны хөдөлгүүрүүд ачааллын хэлбэлзэл үед тогтвортой гаралтыг (±1% хүчдэлийн зөрөө) хадгалахын тулд түлшний цацрагийн хурдыг автоматаар тохируулдаг. 2023 оны талбайн судалгаа эдгээр нэгжүүд 0.28 lbs/kWh түлшний хэрэгцээ 75%-иас бага хэсгийн ачаалал дор байх үед тогтмол хурдны загваруудыг 18%-иар давамгайлж байгааг харуулсан.

Холын бүсэд урт хугацаанд үргэлжлэх төслүүдийн түлшний ложистик, хадгалалтыг оновчтой болгох

10,000+ галлоны багтаамжтай түлшний том савнууд болон автомжуулсан шилжүүлэх насосууд цахилгаан шугамгүй орчинд дахин түлш түгээхийг 60%-иар бууруулдаг. Урьдчилан боловсруулсан түлшний удирдлагын системүүд хэрэглээний хандлагыг хянах замаар нийлүүлэлтийн саатлаас үүдэлтэй их зардалтай төслийн хоцрогдлыг урьдчилан сэргийлдэг.

Бат бөх чанар, үйлчилгээний асуудал болон цахилгаан станцын инфраструктурын хамт нарийн нэгдэл

Зогсонги байдал болон үйлчилгээний нарийн төвөгийг багасгах дизайн онцлогууд

Орчин үеийн үйлдвэрийн дизель генераторуудыг хатуу чанарын шингэн төмөр хөдөлгүүрийн блок, барьж буй нөхцөлд ч эсэргүүцэх чийгшилтээс хамгаалах хийцийн тусламжтайгаар урт хугацаагаар ажиллах зориулалттай болгож барьж байна. Хурдан износод ордог хэсгүүдийг солих шаардлагатай үед засварын бригадад их тус болох модуль дизайн нэмэлт давуу тал юм. Жишээ нь түлшний савханзур, агаарын шүүлтүүрийг одоо ойролцоогоор 90 минутанд сольж болох болсон бөгөөд хуучин загваруудтай харьцуулахад засварын цагийг ойролцоогоор 35%-иар бууруулсан. Энэ нь яагаад чухал вэ гэдгийг мартаж болохгүй. 2023 оны Понемоны судалгаагаар цахилгаан станцад гарч буй хүртэлбүр тооцоогүй зогсонги цаг бүр компаниудад дунджаар 740,000 ам.долларын алдагдал учруулдаг. Тиймээс инженерийн эдгээр шийдвэрүүд нь зөвхөн баримт бичиг дээр сайхан харагдах зүйл биш, харин найдвартай байдлыг генераторын өөрөө багтаасан, дараа нь нэмж оруулсан биш зүйл болгон хувиргасан юм.

Харанхуй эхлэлтийн чадвар: Яагаад үйлдвэрийн дизель генераторууд цахилгааны торлоос сэргэхэд чухал вэ

Сул цахилгааны шат дээрх цахилгааны сүлжээ хүйтэн амархан цаг ууртай үед гэнэт зогсох үед үйлдвэрлэлийн дизелийн генераторууд чухал болдог. Эдгээр машинуудад гадны цахилгаан эрчим хүчний тусламжгүйгээр чухал үйлдвэрийн системийг дахин эхлүүлэх боломжийг олгодог, хар стартын чадвар гэж нэрлэдэг. Жишээ нь, 2021 оны эхээр Техас штатад гарсан Онгоны цэлмэгийн үеэр байршлын байранд байсан байгалийн хийн төхөөрөмжийг авч үзье. Сүлжээ унаснаас хойш ерөнхийдөө 20 минутын дараа л үйлдвэр дахин ажиллаж эхэлсэн бол, ойролцоох салхины цахилгаан станцууд салхины хөвчид нь мөсөн хальстай болсон, нарны самбарууд нь метр орчим цасанд бүрхэгдсэн тул цахилгаан үйлдвэрлэх боломжгүй болсон. Байнгын үйлдвэрийн системүүд нь түр зуурын зөөврийн нэгжүүдээс чухал өөрчлөлттэй. Тэд шахсан агаарыг бэлэн байдлаар хадгалдаг бөгөөд хөдөлгүүрүүдэд тос байнгын дамжуулдаг тул хамгийн их шаардлагатай үед фактикийн шуурхай ажиллуулж чаддаг.

Атомын тогтолцоот систем (ATS) ба SCADA системтэй нэгтгэн ажиллах нь автоматаар цахилгаан хангамжийг хангах

ATS (Автоматик шилжүүлэгч төхөөрөмж) болон SCADA (Хяналт, хяналтын өгөгдлийн цуглуулалт) системтэйгээ асуултгүй нийцсэн нь генераторуудыг тусдаа нөөцийн эх үүсвэрээс оюунлаг торны харилцагч болгон хувиргадаг. 2023 оны Невадад байршуулсан нарны цахилгаан станцын суурилуулалтын үед нэгтгэгдсэн нэгжүүд солирдох энергийн тогтворгүй гарцыг дараах байдлаар автоматаар зохицуулсан:

Энэ зохион байгуулалт нь кран ажиллаж байх үед 17 удаагийн боломжит тоног төхөөрөмжийн дахин эхлүүлэлтийг урьдчилан сэргийлсэн бөгөөд орчин үеийн үйлдвэрийн дизель генераторууд илүү ихээр нарийн багаж хэрэгсэл мэт ажилладаг, энгийн цахилгааны эх үүсвэр биш гэдгийг харуулсан.

Төслийн шат бүр дэх хүчдэлийн хэрэгцээ өөрчлөгдөхөд модуль хэлбэрээр тохируулах боломж

Барилгын талбарт ашигладаг дизель генераторууд нь төслийн үе шат бүртэй зэрэг өсөж хөгждөг модульлажсан байгууламжуудад ирдэг. Эхний шахалтын үед гэрээ байгуулагчид ихэвчлэн бүх шахагуур, самбаруудыг ажиллуулахад ойролцоогоор 800-1200 кВА-ийн том нэгжүүд шаардлагатай байдаг. Туршилтын шатанд орох үедээ гэрэл, хяналтын системийг хангахад илүү сайн ажилладаг 400-600 кВА-ийн жижиг модульнуудыг хооронд нь холбосон байдаг. Энэ бүх шатлан ажиллах систем нь эхнээсээ түлшний зардлыг хэмнэж, их хэмжээний генератор худалдан авахтай харьцуулахад ихэвчлэн ашиглалтгүй байдаг тул зардлыг 18%-иас 24%-иар бууруулдаг. Ихэнх талбайн менежерүүд энэ нь анхны төлөвлөлтийг илүү их шаарддаг ч финансийн хувьд үнэн зөв гэж үздэг.

Хүчдэл, хяналт, хаалтуудыг талбайн шаардлагад нийцүүлэн тохируулах

Орчин үеийн системүүд механик өөрчлөлтгүйгээр 480В-оос 13.8кВ хүртэл хүчдэлийг тохируулах боломжийг олгодог—энэ нь бүс нутгийн сүлжээтэй холбогдох төслүүдийн хувьд маш чухал. Орчныг хамгаалах асуудал нь хаалтуудыг захидалт болгоход нөлөөлдөг:

• Хотын бүс нутагт зориулсан дууны шуугиан багасгагч амронгууд (65–70 дБА)
• -40°C температурт ажиллахуйц Арктикийн ангийн дулааныг хадгалдаг материал
• Цэвэр усны давсны тархалтаас хамгаалах зориулалттай ишлэгдэхэд тэсвэртэй давхаргууд

Товч түүх: Уулархаг бүс нутагт хурдан суурилуулах зориулалттай контейнерлэгч генераторууд

Перугийн гидро цахилгаан станцын төслийн хүрээнд урьдчилан бэлтгэсэн контейнерлэгч генераторуудыг ашиглан хугацааны 98% хангаж чадсан. ISO стандартад нийцсэн 1 МВт-ын 40 нэгжийг 3,800 м өндөрт нисгэж аваачаад ирснээс хойш 72 цагийн дотор ажиллагааг эхлүүлсэн. Энэ байгууламж нь өдөрт 32°C хэмийн температурын хэлбэлзэл болон далайн түвшнээс доош 30% хүрэх хүчилтөрөгчийн түвшинд ч гэсэн туннель боловсруулагч машинуудад тасралтгүй цахилгаан хангамжийг хангасан.

НӨАТ-ын хэсэг

Цахилгаан станц барьж байх үед үйлдвэрийн дизель генератор ашиглах ямар давуу талууд байдаг вэ?
Үйлдвэрийн дизель генераторууд нь цахилгаан шугам сүлдэрхий түвшинд байдаг бүс нутгуудад найдвартай цахилгаан хангамжийг олгох, гол цахилгааны шаардлагыг хангах, тасралтгүй ажиллагааг хангах, элэгдэл ихтэй барилгын орчинд өндөр цахилгаан гаралт ба шатамхайг үр дүнтэй ашиглах боломжийг бүрдүүлдэг.

Дизель генераторуудыг гибрид энергийн системтэй хэрхэн интеграцчилдаг вэ?
Дизель генераторуудыг нарны хавтан, цахилгааны сангийн хамт ашиглан түлшний зардлыг бууруулж болно. Тэд чадлын эх үүсвэрүүдийн хооронд зөөхийн тулд оюунлаг удирдлагын системийг ашиглан тогтвортой байдлыг, үр ашгийг хадгална.

Анхдагч болон аварга генераторуудын ялгаа юу вэ?
Анхдагч генератор нь 70-100% ачаалал дээр тасралтгүй ажиллах боломжтой бөгөөд 24/7 үйл ажиллагаанд тохиромжтой. Аварга генераторууд зөвхөн яаралтай үед ашиглах зориулалттай бөгөөд жилд 500 цагаас хэтрэхгүй, 70%-аас доош ачаалал дээр ажиллана.