Природный газ против дизельных генераторов для производства: реальная стоимость, нагрузка и надежность

Для производственного предприятия реальный вопрос не в том, какое топливо лучше звучит в брошюре о продукте. Вопрос в том, какой генератор будет поддерживать производство в случае сбоя в сети, когда технологический процесс требует непрерывной подачи электроэнергии или когда отключение электроэнергии превращается в многочасовое событие. В большинстве случаев ответ зависит от трех переменных: как часто работает генератор, как быстро меняется нагрузка и какой запас топлива физически доступен на объекте. Дизель-генераторная установка обычно является более безопасным выбором для резервного питания и резервного питания с переменной нагрузкой. Генераторная установка на природном газе может быть лучшим выбором для непрерывного генерирования базовой нагрузки, когда имеется газопровод и выбросы в атмосферу являются частью разрешения на объект.

Эта статья написана для инженеров предприятий, руководителей предприятий и покупателей проектов, которым необходимо сравнить два варианта с учетом реальных производственных условий. Цель не в том, чтобы короновать универсального победителя. Цель состоит в том, чтобы предоставить вам основу для принятия решений, которая снизит риск закупок, позволит избежать дорогостоящих несоответствий топлива и поможет вам уверенно вести переговоры с поставщиком генератора. Многие производственные предприятия в конечном итоге выбирают дизельное топливо, потому что его легче обосновать для аварийного электроснабжения. Но если ваша производственная линия работает 24 часа в сутки и подача газа надежна, природный газ может обеспечить более низкую стоимость киловатт-часа в течение всего срока службы актива. Выбор не зависит от предпочтений в отношении топлива; Речь идет о согласовании генератора с вашим производственным профилем, ограничениями на месте и долгосрочным бюджетом на техническое обслуживание.

Решение начинается с вашего профиля нагрузки, а не с этикетки топлива

Производственные нагрузки неравномерны. В цехе штамповки металлов может быть несколько больших прессовых машин, которые запускаются и останавливаются циклически. На пищевом заводе холодильное оборудование, насосы и конвейеры могут работать стабильно в течение нескольких часов. На химическом заводе могут быть критически важные двигатели, которые никогда не должны терять мощность даже на несколько циклов. Дизельные и газовые генераторы работают по-разному в зависимости от структуры нагрузки.

Дизельные двигатели применяются там, где происходит агрессивная нагрузка на блок. При запуске большого двигателя генератор должен поддерживать напряжение и частоту в допустимых пределах. Дизель-генераторные установки обычно способны воспринимать высокий процент номинальной нагрузки за один этап. Для промышленного применения дизельный генератор может выдерживать резкие изменения нагрузки с меньшим падением напряжения и более быстрым восстановлением частоты. Механическая конструкция дизельного двигателя и его воздушной системы с турбонаддувом обеспечивает более прямую реакцию на внезапное увеличение требуемого крутящего момента.

Генераторы природного газа, особенно двигатели, работающие на обедненной промышленной газовой смеси, часто менее агрессивно воспринимают блочную нагрузку. Газовому двигателю может потребоваться поэтапная последовательность загрузки, чтобы обеспечить возможность регулирования соотношения воздух-топливо. Если в вашем производственном процессе используются большие асинхронные двигатели, которые запускаются одновременно, возможно, потребуется увеличить размер газогенератора или совместить его с исследованием запуска двигателя. Это изменяет капитальные затраты и может подорвать экономию топлива.

Вот почему профиль нагрузки должен стоять выше экономии топлива. Если у вас продолжительная и стабильная базовая нагрузка, природный газ может обеспечить превосходную эффективность и снизить эксплуатационные расходы. Если у вас есть резервный генератор, который будет работать от 50 до 100 часов в год в аварийном режиме, дизельное топливо остается более практичным и дешевым выбором. Генератор каждый раз необходимо согласовывать с фактической нагрузкой, и выбор топлива — это лишь часть процесса согласования.

Какие дизельные генераторы хороши в производственной среде

Дизельные генераторы имеют долгую историю в промышленной энергетике. Принцип прост: дизельное топливо имеет высокую плотность энергии, его легко хранить на месте и оно обеспечивает сильное ускорение от холостого хода до полной нагрузки. Для производства это не просто технические детали; они напрямую влияют на то, сможет ли завод восстановиться после отключения электроэнергии без потери продукции, повреждения оборудования или задержки поставок.

Одним из важнейших преимуществ дизеля является топливная независимость. Дизельному генератору нужен только топливный бак, перекачивающий насос и договор на поставку. Топливо можно доставить грузовиком и хранить в обвалованной цистерне. Нет никакой зависимости от трубопровода, который может присутствовать или отсутствовать на границе площадки. Это делает дизельное топливо привлекательным для изолированных заводов, второстепенных объектов и существующих заводов, где нет газопровода или где не гарантирована подача газа.

Дизельные агрегаты также легче найти в широком диапазоне номинальных мощностей. От резервного блока мощностью 100 кВА до резервного блока мощностью в несколько мегаватт производители предлагают комплексные дизельные комплекты с панелями управления, распределительными устройствами и системами синхронизации. Для производственного предприятия, которому требуется проверенное решение с коротким сроком поставки, дизельное топливо часто является путем наименьшего сопротивления.

Топливная эффективность дизельного двигателя также обычно выше, чем у двигателя, работающего на природном газе, при эквивалентной выходной мощности. Дизельный двигатель может работать с меньшим удельным расходом топлива для тормозов в более широком диапазоне нагрузок. Это означает, что даже если стоимость дизельного топлива за млн БТЕ выше, чем за природный газ, дизельный генератор может потреблять меньше БТЕ за киловатт-час. Таким образом, чистые эксплуатационные расходы определяются не только ценой на топливо; он определяется произведением цены топлива и расхода топлива на кВтч.

Для заводов, которые уже имеют хранилище дизельного топлива для транспортных средств или мобильного оборудования, добавление дизель-генератора создает общую топливную систему. Это снижает сложность закупок и гарантирует, что топливо уже используется для других активов. Если на генератор распространяются государственные или местные нормы пожарной безопасности, конструкция дизельного бака, его защитная оболочка и вентиляция знакомы большинству инженерных фирм и инспекторов.

Дизельное оборудование также допускает временное расширение. Завод может сначала установить дизельный агрегат с открытой рамой, а затем добавить звукопоглощающий контейнер, если шум становится проблемой. Поскольку рынок стандартной дизельной продукции уже сформировался, легко доступны специальные модификации, такие как высоковольтный выход, параллельное подключение и дистанционный мониторинг. Производитель может предложить портфолио дизель-генераторных установок от небольших резервных блоков до крупных резервных систем, что дает заводу одного поставщика для удовлетворения многих потребностей в электроэнергии.

Дизельные генераторные установки Jianghao с широким диапазоном мощности Jianghao предлагает дизельные генераторные установки мощностью от 3 до 3000 кВт в различных конфигурациях, в том числе бесшумные и контейнерные, с проверенными двигателями, подходящими для промышленного резервного копирования и мобильного энергоснабжения. Просмотреть продукт →

Практический компромисс заключается в том, что при сгорании дизельного топлива образуются твердые частицы и оксиды азота. В недостижимых зонах дизельным генераторам может потребоваться оборудование для последующей обработки или их использование может быть ограничено аварийным использованием. Это немаловажная проблема для заводов, которые должны продлевать разрешения на использование воздуха или расположены вблизи границ жилых домов. Но с точки зрения надежности и реакции на нагрузку дизельное топливо остается промышленным выбором по умолчанию.

Когда природный газ должен быть в вашем списке

Генераторы природного газа больше не являются экзотической альтернативой. Они распространены в отраслях, где газ уже используется для котлов, печей, сушилок или технологического отопления. Если на заводе есть газопровод и на объекте генератор может потреблять газ на постоянной основе, установка природного газа может снизить эксплуатационные расходы и улучшить экологический профиль предприятия.

Самым большим преимуществом природного газа является доступность топлива. Подключение к трубопроводу исключает необходимость хранения топлива на объекте, что снижает риск загрязнения топлива, попадания воды и хищений дизельного топлива. Подача топлива происходит автоматически после установки газового счетчика. Это важно для завода, который хочет избежать эксплуатационной нагрузки по управлению запасами топлива. Это также имеет значение, когда завод работает по много часов в день, поскольку небольшой топливный бак может быстро исчерпаться во время длительного отключения сети.

Природный газ также обеспечивает более чистое сгорание с точки зрения твердых частиц. На оборудовании нет ни сажи, ни черного дизельного выхлопа, ни остатков топлива. Для производственного городка, расположенного рядом с жилым районом или в регионе со строгими ограничениями по содержанию твердых частиц, визуальные и нормативные преимущества могут быть значительными. Оборудование, работающее на природном газе, может быть установлено в закрытом корпусе с более низкими требованиями к разрешению на использование воздуха, но вам все равно придется учитывать выбросы NOx и просачивание метана в зависимости от конструкции двигателя и местных правил.

В условиях непрерывного производства генератор природного газа можно использовать в качестве основного, а не резервного источника энергии. Некоторые производители используют газовые установки для работы параллельно с сетью и пользуются более низкими ценами на газ. Это называется приложением платы по требованию или распределенной генерацией. Генератор обеспечивает часть нагрузки, снижает импорт коммунальных услуг и может быть отправлен в часы пиковой нагрузки. Экономика может быть привлекательной, если тариф на газ будет низким, а местное коммунальное предприятие разрешит параллельную работу.

Установка, работающая на природном газе, также в некоторых случаях работает тише, поскольку процесс горения в установившемся режиме обычно более плавный. Однако шум чаще определяется корпусом, чем топливом. Хорошо спроектированный звукопоглощающий кожух может обеспечить одинаковый уровень шума как дизельных, так и газовых агрегатов. Если вашему производственному предприятию требуется тихое решение для смены смен или работы в ночное время, рассмотрите возможность генераторная установка бесшумного типа вместо того, чтобы выбирать топливо только из соображений шума.

Бесшумные генераторные установки со звукоизоляционным корпусом Генераторные установки Jianghao бесшумного типа имеют прочный стальной корпус толщиной 2 мм с многослойной звукоизоляцией, обеспечивающий уровень шума всего 70-75 дБ на расстоянии 1 метра, что идеально подходит для чувствительных к шуму сред. Просмотреть продукт →

Риск, связанный с природным газом, заключается в том, что инженерная линия может быть не рассчитана на генератор, особенно если существующая газовая система предназначена только для обогревателя меньшего размера. У генератора будет высокая потребность в газе, и коммунальному предприятию необходимо подтвердить, что давление и расход достаточны. Если доступное давление газа слишком низкое, вам понадобится газовый усилитель или другая конфигурация газового двигателя. Это добавляет оборудования и сложности проекту.

Когда принято решение использовать природный газ, ассортимент продукции по-прежнему широк. Производитель, который предлагает генераторные установки природного газа может поставить устройство, рассчитанное на напряжение и требования к управлению на объекте. Ключевым моментом является выбор газового двигателя, который соответствует скорости, шагу нагрузки и высоте над уровнем моря вашего завода. Газовые двигатели не все одинаковы; некоторые из них рассчитаны на непрерывную базовую нагрузку, тогда как другие менее терпимы к высоким температурам окружающей среды и резким колебаниям нагрузки.

Генераторные установки на природном газе от Jianghao для более чистой энергии Jianghao производит генераторные установки на природном газе с широким диапазоном мощностей и вариантами двигателей, предлагая надежную альтернативу дизельному топливу для непрерывной базовой нагрузки и аварийного резервного копирования. Просмотреть продукт →

Общая стоимость: капитальные, топливные и эксплуатационные расходы

Стоимость часто является первым вопросом, который задает руководитель предприятия. Честный ответ заключается в том, что простое утверждение «дизельное топливо дешевое» или «газ дешевое» бесполезно. Вам необходимо сравнить общую стоимость владения в течение ожидаемого горизонта проекта. Сюда входит первоначальная генераторная установка, топливная инфраструктура, вспомогательные системы, монтажные работы, ежегодное техническое обслуживание и топливо, потребляемое при реальных нагрузках.

Дизельные генераторные установки обычно имеют более низкую закупочную цену, чем агрегаты, работающие на природном газе, той же номинальной мощности. Дизельный двигатель построен на основе более стандартного цикла сгорания и зрелой цепочки поставок. Газовый двигатель, особенно промышленный двигатель, работающий на обедненной смеси, имеет больше компонентов, таких как смесеобразование, каталитические нейтрализаторы, системы зажигания и более развитую логику управления. Вот почему газовые установки часто имеют надбавку к первоначальной цене на оборудование.

Цена на топливо – вот где природный газ может выиграть. Природный газ часто дешевле дизельного топлива за млн БТЕ, но потребительская цена зависит от местных тарифов, платы за пиковый спрос и энергосодержания поставляемого газа. Если завод уже закупает газ по промышленному контракту, дополнительные затраты на генератор могут быть ниже, чем покупка дизельного топлива по розничной цене насоса. Однако газ не всегда дешев; зимой или во время пиков спроса цены на промышленный газ могут значительно вырасти.

Топливная экономичность – вот где дизельное топливо может победить. Дизельный двигатель в большинстве случаев вырабатывает киловатт-час с меньшим расходом тепловой энергии. Приблизительная тепловая мощность крупных промышленных дизель-генераторных установок часто составляет от 8500 до 9500 БТЕ на кВтч. Генераторные установки, работающие на обедненном природном газе, могут иметь мощность от 10 000 до 12 000 БТЕ на кВтч. Это означает, что газовому агрегату требуется больше топливной энергии для производства той же электрической мощности. Когда вы умножаете более высокую мощность отопления на потенциально более низкую цену на топливо, результат зависит от конкретного объекта и иногда не так однобокий, как ожидалось.

Для сравнения затрат на топливо вам следует использовать собственные местные цены, а не средние цены по стране. Более простой метод — запросить у каждого поставщика генератора приблизительный расход топлива в часы работы, которые вы планируете использовать. Затем умножьте на фактическую стоимость доставленного топлива. Для завода, на котором резервный генератор работает 100 часов в год, разница в стоимости топлива обычно незначительна. Для завода, на котором газогенератор работает 6000 часов в год, даже небольшая разница в стоимости за кВтч может создать серьезные финансовые последствия.

Хранение топлива и ограничения на площадке: скрытые издержки

Многие решения о закупках терпят неудачу, поскольку игнорируются ограничения на месте. Генератор может соответствовать номиналу в кВт, но на объекте не может быть обеспечена поддержка топливной системы или корпуса. Это особенно актуально для старых производственных предприятий, где подключение к инженерным сетям находится в задней части здания, а местные правила пожарной безопасности требуют соблюдения расстояния между топливным баком и зданием.

Для дизельного топлива вам понадобится резервуар для хранения, защитная зона, точка заправки, система контроля уровня и, возможно, контур доочистки топлива. Резервуар должен быть рассчитан на ожидаемое время автономной работы. Если критическая технологическая нагрузка предприятия составляет 1000 кВт и ему требуется 24 часа резервного питания, расход топлива при полной нагрузке может составлять тысячи литров. Для хранения такого количества дизельного топлива требуется место, разрешения и план предотвращения разливов. Управление топливом также является задачей технического обслуживания: дизельное топливо может разлагаться, поглощать воду и способствовать росту микробов, если оно не используется в течение длительного времени. Регулярная программа технического обслуживания топлива не является обязательной для критически важных объектов.

Что касается природного газа, то основным ограничением на площадке является газопровод. Генератору необходим определенный расход газа и давление в распределительной рампе. Если труба имеет недостаточный размер, генератор может снизить мощность или выйти из строя при увеличении нагрузки. На производственном предприятии технологическое оборудование уже может потреблять газ, поэтому генератор необходимо подключить к отдельной газопроводу или выделенной ветке с надлежащей регулировкой давления. Это инженерная задача, которая должна быть определена на этапе проектирования, а не после прибытия генератора.

При отсутствии газопровода природный газ может поставляться в виде сжатого природного газа или сжиженного природного газа. Для СПГ требуется система хранения под высоким давлением и испаритель, а для СПГ — криогенное хранилище. Эти варианты требуют значительных капитальных затрат и требуют обучения операторов. Для большинства заводов КПГ или СПГ являются конкурентоспособными только тогда, когда годовое количество часов работы очень велико, а экологические показатели или экономия на топливе оправдывают сложность.

Дизель также имеет преимущества в экстремальных условиях. Удаленный завод может не иметь доступа к газопроводу, но он может организовать поставки дизельного топлива от надежного поставщика. Если станция находится в зоне с сильными холодами, дизельное топливо можно подготовить для низкотемпературной эксплуатации. С другой стороны, природный газ может иметь проблемы с давлением газа, конденсатом и обледенением регулятора в холодных условиях, если система не предназначена для этого.

Эффективность при реальных производственных нагрузках

Производственные нагрузки часто намного ниже номинальной мощности генератора. Генератор мощностью 1000 кВт может быть рассчитан на покрытие пиковой нагрузки, но средняя заводская нагрузка может составлять всего от 500 до 700 кВт. Генератор проведет много часов при частичной нагрузке. Во многих приложениях понимание эффективности при частичной нагрузке более важно, чем эффективность при полной нагрузке.

Дизельные двигатели обычно имеют более пологую кривую расхода топлива. При 50-процентной нагрузке дизель-генератор может потреблять от 60 до 70 процентов топлива, которое он потреблял бы при 100-процентной нагрузке. Это означает, что удельный расход топлива на отпущенный киловатт-час хотя и несколько выше, чем при полной нагрузке, но существенно не возрастает. Поэтому дизельные генераторы практичны при переменных нагрузках и в тех случаях, когда генератор иногда работает с небольшой нагрузкой.

Двигатели, работающие на природном газе, особенно некоторые конструкции, работающие на обедненной смеси, менее эффективны при частичной нагрузке. Когда нагрузка падает, необходимо отрегулировать соотношение воздух-топливо, и система управления может сжигать больше топлива на кВтч для поддержания стабильного сгорания. Для электростанции, на которой газогенератор работает при частичной нагрузке в течение длительного периода времени, эксплуатационные затраты могут быть выше, чем можно предположить, исходя из простого расчета при полной нагрузке.

Вот почему ценны исследования профиля нагрузки. В хорошем исследовании будут зафиксированы фактические значения кВт, кВА, коэффициента мощности и запусков двигателя в течение репрезентативной недели. Он покажет не только пиковую нагрузку, но и то, как часто генератор работает с нагрузкой 30, 60 или 90 процентов. Эти данные помогают определить, должен ли генератор быть дизельной установкой, газовой установкой или парой меньших параллельных агрегатов.

Если на электростанции сильно варьируется нагрузка, общепринятой стратегией является подбор двух или более генераторных установок и их параллельная работа. При низкой нагрузке работает только один комплект; при большой нагрузке работают оба комплекта. Это повышает эффективность при частичной нагрузке, поскольку мощность каждого генератора приближается к своей номинальной мощности. Этот подход особенно полезен для генераторов природного газа, где эффективность частичной нагрузки вызывает беспокойство. Система параллельного подключения является выгодной инвестицией, если генератор будет обслуживать переменную производственную нагрузку.

Выбросы, разрешения и экологические риски

Экологические нормы становятся все более важной частью выбора генератора на производстве. Генератор, который не соответствует требованиям разрешения на использование воздуха, может задержать ввод в эксплуатацию, вызвать штрафы или потребовать перепроектирования после покупки. Профиль выбросов зависит от типа двигателя, профиля нагрузки и вариантов очистки выхлопных газов.

Дизельные генераторы имеют хорошо известный набор характеристик выбросов. Они производят оксиды азота и твердые частицы. Во многих регионах аварийные резервные дизель-генераторы освобождаются от некоторых разрешительных требований, если они используются только в случае редких отключений электроэнергии. Но на них по-прежнему распространяются разумные эксплуатационные ограничения, и некоторые предприятия должны подавать заявку на получение разрешения, если генератор используется для неаварийных операций. Если вы планируете использовать генератор для снижения пиковых нагрузок или реагирования на спрос, вам может потребоваться установить систему очистки выхлопных газов или выбрать двигатель с более низким уровнем выбросов.

Двигатели, работающие на природном газе, производят значительно меньше твердых частиц. Процесс горения чище, видимого дыма нет. Однако двигатели, работающие на природном газе, по-прежнему производят NOx и могут выделять несгоревший метан. Метан является мощным парниковым газом, и некоторые природоохранные органы начинают учитывать утечку метана. На объекте, где отслеживаются выбросы категории 1 или 2, утечка метана может быть скрытой помехой.

Для производственных площадок в недостижимых районах природный газ может быть полезным выбором, поскольку он позволяет избежать необходимости в сажевых фильтрах или селективном каталитическом восстановлении. Однако газовые двигатели с низким уровнем выбросов NOx могут иметь другие потребности в техническом обслуживании и могут быть более чувствительны к качеству топлива. Это компромисс, который следует обсудить с производителем и местным консультантом по качеству воздуха перед покупкой генератора.

Еще один момент, который следует учитывать, — это разрешение на шум. Дизельная установка с открытой рамой может производить от 95 до 105 дБ(А) вблизи выхлопной трубы, а высококачественный глушитель и кожух могут снизить этот уровень до 65-75 дБ(А) на расстоянии. Установки, работающие на природном газе, часто воспринимаются как более тихие, но конструкция корпуса обычно является доминирующим фактором. Если завод находится недалеко от жилой зоны, то, получите ли вы установку, соответствующую требованиям, будет зависеть от спецификации шума в заказе на поставку, а не от типа топлива.

Техническое обслуживание, срок службы и риск простоя

Техническое обслуживание — это то место, где решение о генераторе может стать дорогостоящим. Стоимость одного незапланированного отключения после отказа генератора часто превышает годовую экономию топлива при использовании более дешевого варианта топлива. Поэтому техническое обслуживание следует рассматривать как фактор риска, а не просто эксплуатационные расходы.

Обслуживание дизельных генераторов знакомо большинству промышленных предприятий. В задачи входит замена топливного фильтра, масла, проверка охлаждающей жидкости, обслуживание аккумулятора, проверка форсунок и регулярные испытания под нагрузкой. Ухоженный дизельный генератор может быть очень надежным. В режиме ожидания дизельные установки обычно проходят испытания под нагрузкой один раз в месяц, чтобы подтвердить готовность двигателя к аварийной ситуации. Это стандартная практика для критически важных объектов.

Срок службы дизель-генераторной установки часто измеряется в часах работы. Тяжелый промышленный дизельный двигатель обычно может проработать от 20 000 до 30 000 часов до капитального ремонта, в зависимости от нагрузки, скорости и качества обслуживания. Известно, что некоторые двигатели проработали более 40 000 часов при тщательном управлении. Для завода, генератор которого работает всего несколько сотен часов в год, дизельная установка может работать десятилетиями.

Обслуживание генераторов природного газа отличается. В двигателе, работающем на обедненной газовой смеси, используются свечи зажигания, катушки зажигания и газовый карбюратор или система впрыска. Эти компоненты требуют регулярного осмотра и замены. Свечи зажигания, возможно, придется менять каждые 1000–2000 часов, в зависимости от двигателя. Зазор клапана и состояние выпускного клапана также имеют решающее значение для газовых двигателей. Интервалы замены масла в бензиновом двигателе могут быть короче, чем в дизельном двигателе, из-за особенностей сгорания и возможности загрязнения масла.

Для приложений с постоянной базовой нагрузкой график технического обслуживания генератора природного газа возможен, если на заводе имеется квалифицированная группа технического обслуживания или контракт на обслуживание. Но для завода, на котором есть только технический специалист, обученный работе с дизельным двигателем, переход на газ может создать пробел в обслуживании. Перед покупкой следует оценить сеть сервисного обслуживания производителя. Если производитель может поддержать объект запасными частями, удаленной диагностикой и обслуживанием на месте, риск значительно ниже.

Риск простоя также связан с наличием топлива. Дизельный генератор может работать несколько часов после отключения сети, но если топливный бак пуст, агрегат останавливается. Генератор природного газа имеет неограниченную подачу газа из трубопровода, но если газовая компания столкнется с перебоями в работе, генератор бесполезен. На некоторых станциях используется двухтопливный генератор, который может переключиться на дизельное топливо при падении давления газа. Двухтопливные системы увеличивают первоначальную стоимость, но они могут быть полезны для предприятий, которые не могут допустить прерывания своей технологической нагрузки.

Падение напряжения, переходные характеристики и выбор генератора

Промышленные двигатели, прессы, сварочные аппараты и компрессоры создают переходные нагрузки. Когда запускается большой двигатель, генератор испытывает кратковременное падение напряжения и отклонение частоты. Если генератор не сможет быстро восстановиться, производственная линия может отключиться, ПЛК могут перезапуститься, а двигатели могут потерять синхронизацию. Поэтому генератор должен быть рассчитан на работу с наихудшей пусковой нагрузкой, а не только с установившейся нагрузкой.

Дизель-генераторная установка имеет репутацию обеспечивающей более сильную переходную реакцию. Двигатель может быстро увеличить подачу топлива и давление наддува в соответствии с нагрузкой. Это дает регулятору напряжения больше времени для поддержания выходного напряжения. Например, дизель-генераторная установка может удерживать напряжение в пределах 10 процентов при 100-процентной блоковой нагрузке. Газовые двигатели, работающие на природном газе, могут иметь большее начальное падение напряжения, и им требуется больше времени для восстановления при резком приложении нагрузки.

Это не универсальное правило, но это общая закономерность. В паспорте производителя должны быть указаны данные о переходных характеристиках по стандарту ISO 8528. Если на вашем предприятии предусмотрена последовательность запуска двигателя, запросите у поставщика исследование запуска двигателя. Исследование определит, нужно ли увеличивать мощность генератора природного газа, чтобы выдерживать пусковой ток. Увеличение размера газогенератора может устранить преимущество в эксплуатационных расходах за счет увеличения как капитальных вложений, так и снижения потерь эффективности нагрузки.

В производстве качество напряжения также является проблемой для станков с ЧПУ и другого чувствительного электронного оборудования. Генератор, вызывающий более глубокое падение напряжения, может вызвать неприятные отключения. Некоторые заводы решают эту проблему, используя систему ИБП для критически важных элементов управления. Другие используют генераторную установку с генератором переменного тока увеличенной мощности, чтобы уменьшить падение напряжения. Оба варианта следует учитывать при разработке общей системы.

Индивидуальные конфигурации для производственных предприятий

Производственные мощности редко бывают простыми. Заводу может понадобиться генератор, который можно подключить параллельно с сетью, высоковольтный выход, передвижная установка для вспомогательного объекта или компактный звукопоглощающий кожух. Эти требования не всегда присутствуют в стандартной каталожной продукции.

Если на вашем заводе имеется сложная система распределения электроэнергии, вам может быть полезно сотрудничать с производителем, который может предоставить индивидуальную конструкцию генераторной установки. В индивидуальном проекте можно определить электрические характеристики, систему управления, точки сигнализации и физическое расположение еще до сборки устройства. Это помогает избежать неожиданностей при установке и гарантирует возможность интеграции генератора с существующим распределительным устройством. Производитель также может посоветовать, должен ли генератор представлять собой один большой блок или группу параллельных блоков меньшего размера.

Для предприятий, которым необходимо подключиться к распределительной сети среднего напряжения, часто требуется генераторная установка высокого напряжения. Высоковольтный комплект включает в себя повышающий трансформатор, высоковольтный выключатель, реле защиты и средства управления, которые позволяют генератору работать параллельно с сетью или изолировать установку. Это специализированная область, где инженерные возможности производителя имеют большее значение, чем тип топлива.

Еще одним распространенным требованием в производстве является возможность параллельной работы нескольких генераторных установок. Параллельная работа позволяет электростанции согласовывать генерацию с нагрузкой, увеличивать резервирование и уменьшать влияние одного крупного блока. Если на предприятии существует непрерывный процесс, который не может допустить полной остановки, можно организовать параллельную систему так, чтобы техническое обслуживание одного агрегата выполнялось, в то время как другой агрегат продолжал подавать критическую нагрузку. Как для дизельного топлива, так и для природного газа система параллельного подключения усложняет процесс, но также повышает гибкость.

Мобильные и самоподъемные комплекты полезны, когда генератор необходимо перемещать между производственными цехами или размещать на временной площадке. На некоторых заводах прицепной генератор используется в качестве резервного, пока постоянный агрегат находится в ремонте. Производитель может предоставить мобильную установку с самоподъемной конструкцией, чтобы завод мог разместить установку без крана. Это не основная тема сравнения дизельного топлива и газа, но она влияет на окончательный выбор, поскольку не каждый тип топлива доступен в каждой конфигурации.

Практический контрольный список покупок для вашего предприятия

Прежде чем оформить заказ на поставку, воспользуйтесь следующим контрольным списком, чтобы избежать наиболее распространенных ошибок. Список намеренно практичен и может использоваться в качестве контрольного документа в процессе закупок.

1. Определите режим работы. Предназначен ли генератор для аварийного режима ожидания, основной мощности, непрерывной базовой нагрузки, ограничения пиковых нагрузок или работы в параллельном режиме с сетью? Генератор, который используется для аварийного резервного копирования, может иметь другие требования к выбросам и протоколы обслуживания, чем тот, который используется для ежедневного производства.
2. Рассчитайте ожидаемое годовое количество часов работы. Годовая стоимость топлива имеет смысл только тогда, когда вы умножаете норму расхода топлива на фактическое количество часов работы генератора. При работе в режиме ожидания в течение 200 часов чувствительность к затратам на топливо будет отличаться от чувствительности к затратам на топливо в течение 5000 часов в непрерывном режиме.
3. Запросите профиль нагрузки. Измерьте или оцените среднюю нагрузку, пиковую нагрузку, коэффициент мощности и пусковую мощность самого мощного двигателя. Также рассмотрите возможность изменения последовательности производственной линии для снижения начальной нагрузки.
4. Подтвердите наличие топлива. Спросите газовую компанию, смогут ли существующее давление и расход в трубе выдержать работу генератора. Если газопровод слишком мал, для варианта с природным газом может потребоваться выделенная линия и насос повышения давления. Для дизельного топлива подтвердите размер бака и годовой контракт на поставку топлива.
5. Проверьте местные разрешения. Определите, можно ли использовать генератор в ограниченных случаях, не являющихся аварийными, требуется ли дополнительная обработка и какой предел шума применяется на границе участка. Включите эти требования в спецификацию, прежде чем запрашивать ценовое предложение.
6. Оцените доступ для обслуживания. Убедитесь, что на предприятии есть специалисты, обученные обслуживать выбранную платформу двигателя. В противном случае узнайте у поставщика о наличии местного контракта на обслуживание и сроках поставки запасных частей.
7. Сравните общую стоимость владения. Попросите каждого поставщика оценить стоимость жизненного цикла, которая включает генератор, топливную систему, установку, средства управления, техническое обслуживание, расход топлива и прогнозируемую остаточную стоимость. Небольшая разница в номинальной мощности может существенно изменить расчет стоимости.
8. Ознакомьтесь с портфолио продукции производителя. Поставщик, который может предоставить несколько типов топлива, диапазонов мощности и вариантов корпуса, дает вам большую гибкость в случае изменения проекта. Поставщик с более узким ассортиментом продукции может заставить вас использовать неоптимальную конфигурацию.

Этот контрольный список должен быть заполнен инженером завода, менеджером по эксплуатации и руководителем закупок. Решение не только техническое; это также влияет на годовые бюджеты, кадровое обеспечение и соблюдение требований. Заблаговременное привлечение к обсуждению нужных людей снижает вероятность позднего изменения приказа.

Заключительная рекомендация: что выбрать вашему производителю?

Если вашему заводу нужен классический резервный генератор, который может простаивать большую часть года и должен надежно запускаться после внезапного отключения сети, выбирайте дизельное топливо. Дизель предлагает более низкую первоначальную стоимость, привычный порядок обслуживания, высокую устойчивость к скачкам нагрузки и возможность хранения топлива на месте. Это более безопасный выбор для производственных предприятий, которые еще не подключены к линии промышленного газа.

Если на вашем заводе есть стабильное снабжение природным газом и генератор будет использоваться сотни часов каждый день в качестве основного или пикового агрегата, природный газ заслуживает серьезной оценки. Генератор природного газа может сократить выбросы твердых частиц, упростить хранение топлива и снизить затраты на топливо на кВтч, когда тарифы на газ конкурентоспособны. Ключевым моментом является проверка давления газа, включая исследование запуска двигателя и планирование более коротких интервалов технического обслуживания газового двигателя.

Для многих производственных предприятий решение не является ни тем, ни другим. Распространенной компоновкой является дизель-генератор для аварийного резерва и газогенератор для снижения пиковой нагрузки сети или постоянной базовой нагрузки. Это обеспечивает заводу надежность дизельного топлива при кратковременных простоях и экономичность эксплуатации природного газа при длительной эксплуатации. Обе системы могут использовать одну и ту же философию управления и быть интегрированы в одно распределительное устройство.

Несколько последних практических предостережений: никогда не выбирайте генератор, основываясь только на рейтинге, указанном в брошюре. Всегда запрашивайте фактические данные о производительности на объекте с учетом высоты над уровнем моря, температуры и условий нагрузки. Никогда не игнорируйте систему хранения топлива или газоснабжения, потому что именно здесь происходит большая часть перерасхода стоимости проекта. И никогда не позволяйте поставщику изменять тип топлива в предложении, не попросив его повторно предоставить данные о переходных характеристиках, данные о шуме и данные о выбросах.

Генератор – это не последнее, что вы покупаете; это отправная точка для энергетической системы, которая защищает ваше производство и вашу прибыль. Если вы делаете выбор, четко ориентируясь на фактический профиль производственной нагрузки и реальность использования топлива на вашем предприятии, вы избегаете дорогостоящей ошибки, заключающейся в выборе неправильного топлива на бумаге и обнаружении этого при вводе в эксплуатацию.