دیزل ژنراتور

در این مقاله قصد داریم به شما درباره دیزل ژنراتور تمامی موارد لازم را توضیح دهیم. حتما تا انتهای این مقاله همراه الکتروشایلی باشید تا همه‌ی موارد مربوط به دیزل ژنراتور را با هم بررسی نمائیم.

برای شروع به سراغ یک تعریف از دیزل ژنراتور می‌رویم.

دیزل ژنراتور چیست؟

به ترکیبی از یک موتور دیزل و ژنراتور و انواع متعلقات فرعی که به یکدیگر متصل شده باشند، دیزل ژنراتور می‌گویند. این متعلقات فرعی عبارتند از:

• شاسی
• اطاقک پوشاننده
• عایق‌های صدا
• سیستم‌های کنترل
• قطع‌کننده‌های اضطراری مدار
• سیستم مولد گرما
• سیستم استارت اتومات و دینام

موتور ژنراتورها می‌توانند از ۱ تا ۲۰ کیلوولت آمپر (کاوا) برای منازل، فروشگاه‌ها، ادارات کوچک و تا 2000 کیلوولت آمپر (2 مگا کاوا) قابل استفاده برای مجتمع‌های اداری بزرگ و کارخانه‌ها برق تولید کنند.

یک ژنراتور ۲۰۰۰ کیلو ولت آمپر را می‌توان درون یک اطاقک ایزوله قابل حمل قرار داد. ژنراتورهای ۵ مگاوات برای ایستگاه‌های کوچک تولید برق استفاده می‌شوند و برای این منظور می‌توان از چندین دستگاه ژنراتور استفاده کرد. ژنراتورهای بزرگتر به صورت مجزا به محل نصب حمل شده و در آنجا مونتاژ و تجهیزات فرعی به آنها اضافه می‌گردد.

دیزل ژنراتور را بیشتر بشناسیم

دیزل ژنراتورهای کوچک تا ۲۵۰ کیلو ولت آمپر نه تنها برای تولید برق اضطراری بلکه به جهت تامین برق مورد نیاز به صورت مستمر یا در زمان اوج مصرف و یا حتی در زمانی که کمبود ژنراتورهای بزرگتر حس می‌شود استفاده می‌شوند.

کشتی‌ها و بسیاری از وسایل نقلیه بزرگ زمینی مانند قطارها نیز از ژنراتورهای دیزلی نه فقط برای تامین برق روشنایی بلکه برای تامین نیروی محرکه مورد نیاز خود استفاده می‌کنند. به وسیله نیروی محرکه برقی می‌توان حرکت یکنواخت و قدرتمندتری علاوه بر استفاده مناسب تر از فضا داشت.

محرکه‌های برقی قبل از جنگ جهانی اول در کشتی‌ها مورد استفاده قرار گرفتند و در طول جنگ جهانی دوم به تکامل رسیدند. دستگاه‌های تولید برق بر اساس ظرفیت تولید نرمال تا ماکزیمم و بر اساس قدرت تولیدی و به کیلووات طبقه‌بندی و نام‌گذاری شده و با توجه به نوع مصرف آن برای تولید برق مستمر یا اضطراری انتخاب می‌شوند.

چرا دیزل ژنراتورها بهتر هستند؟

این روزها با توجه به پیشرفت و توسعه در زندگی بشر نیاز به انرژی بیشتر از پیش شده و ما به یک منبع انرژی نیاز داریم که بتواند سرمایه کوتاه مدت و بلند مدت ما را مدنظر قرار داده و در بهترین حالت سرمایه‌گذاری ما را بیمه کند.

از این رو به یک ژنراتور با قیمت مناسب، هزینه‌های نگه‌داری مقرون به صرفه و عمر مفید ضروری نیاز است. در نظر گرفتن این پارامترها ما را به سوی انتخاب یک ژنراتور دیزلی هدایت می‌کند.

علت انتخاب بیشتر دیزل ژنراتورها نسبت به ژنراتورهای گاز طبیعی چیست؟

در انتخاب ژنراتورها عوامل متعددی نظیر تامین سوخت و ذخیره آن، شرایط کار و تامین بار و غیره تاثیر دارند. یکی از دلایل انتخاب بیشتر ژنراتورهای دیزل تعداد بیشتر تامین‌کننده‌های قطعات آن، عدم نیاز به دانش و تجربه زیاد و همچنین حمل و نقل و راه اندازی ساده‌تر آن است.

در حالت کلی دیزل ژنراتورها به علت مواد خاصی که از آن ساخته می‌شوند و ساده‌تر بودن فرایند ساخت و همچنین ساده‌تر بودن و کندکارتر بودن قطعاتشان، کمتر دچار خستگی می‌شوند.

در نتیجه به محض ایجاد خستگی عمر آنان تمام می‌شود. در صورتی که در ژنراتورهای گازی هزینه اولیه تهیه بسیار بیشتر بوده و تنها مزیت آن از نظر اقتصادی برای مصرف کننده، تامین آسان تر سوخت آن است.

 

میزان مصرف سوخت دیزل ژنراتور چقدر است؟

پارامترهای مختلفی وجود دارند که میزان مصرف سوخت دیزل ژنراتور را تحت تاثیر قرار می‌دهند. اما در حالت کلی میزان مصرف، معمولا بستگی به پارامترهایی همانند اندازه دیزل ژنراتور و میزان بار آن دارد و بر این اساس تقریبی از مصرف را می‌توان بدست آورد.

میزان مصرف دیزل ژنراتورها به طور متوسط بین ١٩٠ گرم تا ٢٢٠ گرم گازوئیل در هر ساعت به ازای هر کیلووات مصرفی است.

این میزان با توجه به ارتفاع از سطح دریا، درجه حرارت محیط، رطوبت نسبی محیط، عمر دیزل ژنراتور و البته کیفیت گازوئیل مصرفی متغیر است. مثال: اگر شما از یک دیزل ژنراتور Kva ١٠٠ استفاده می‌کنید، که به طور متوسط Kva ٨٠ بار مصرفی روی آن است، متوسط مصرف سوخت در هر ساعت ١٠ لیتر خواهد بود.

نمودار تخمین مصرف سوخت دیزل ژنراتور بر اساس اندازه ژنراتور و میزان توان ژنراتور در نظر گرفته شده است. لطفا توجه داشته باشید که این جدول به عنوان میزان سوخت ژنراتور گازوئیلی در طول کارکرد دستگاه به صورت برآوردی و تقریبی بوده و کاملا دقیق نخواهد بود. به دلیل وجود فاکتورهای مختلف، میزان سوخت مصرفی در ژنراتورها کاهش یا افزایش می‌یابد.

عوامل مختلفی که می‌تواند منجر به افزایش یا کاهش مقدار سوخت مصرفی شود.

• روز = 24 ساعت
• هفته = 24×7
• ماه = 24×7×4.3 هفته یا 30.1 روز در ماه

انواع دیزل ژنراتور و اجزای آن

دیزل ژنراتور دستگاهی است که انرژی مکانیکی ورودی از یک منبع خارجی را به انرژی الکتریکی قابل استفاده تبدیل می‌نماید. این دستگاه جهت تامین جریان الکتریکی است، که در هنگام قطع برق و جلوگیری از انقطاع از فعالیت‌های روزانه یا اخلال در فعالیت‌های کسب و کار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ژنراتور گازوئیلی در پیکربندی‌های مختلف الکتریکی و فیزیکی برای استفاده در زمینه‌های مختلف قابل استفاده است. در این مطلب ما نحوه کارکرد یک دیزل ژنراتور، اجزای اصلی و نحوه عملکرد آن به عنوان یک منبع ثانویه انرژی الکتریکی در زمینه‌های مسکونی و صنعتی بررسی را می‌کنیم.

اجزای اصلی یک دیزل ژنراتور

1. موتور ژنراتور
2. دینام (ژنراتور)
3. سیستم‌های سوخت (تانک)
4. رگولاتور ولتاژ
5. سیستم‌های خنک کننده و اگزوز
6. سیستم‌های روان‌کاری
7. شارژر باتری
8. کنترل پنل
9. مجمع اصلی / قاب (شاسی)

1. موتور ژنراتور

موتور ژنراتور منبع انرژی مکانیکی ورودی است. اندازه قدرت موتور دیزلی به طور مستقیم متناسب با حداکثر توان خروجی ژنراتور می‌تواند کوپله شود. عوامل متعددی وجود دارد که می‌بایست در ذهن داشته باشیم تا یک موتور دیزلی خوب را برای ژنراتور دیزلی خود انتخاب نماییم.

از جمله آن می‌توان به تولید کننده موتور دیزل ژنراتور، نوع و نحوه کار موتور آن و نهایتا نحوه نگه‌داری از موتور دیزلی بر روی دیزل ژنراتور اشاره نمود. ما در این مطلب به 2 نکته اساسی در انتخاب موتور دیزلی اشاره می‌نماییم.

• نوع سوخت مورد استفاده
• نوع سوپاپ‌های موتور

موتور دیزل ژنراتور با سرسوپاپ واقع در سر سیلندر نسبت به سایر انواع موتورها امتیازاتی دارد:

• طراحی جمع و جور
• عملیات مکانیزم ساده
• دوام و کیفیت بالاتر
• کاربر پسند در عملیات
• سر و صدای کم در طول عملیات
• سطح انتشار پایین

البته، موتور دیزل ژنراتور OHV گران‌تر از موتورهای دیگر است. در حالت کلی از 2 حالت سوپاپ در موتور این محصولات استفاده می‌شود:

• موتور با سرسوپاپ واقع در سر سیلندر (Overhead Valve – OHV)
• موتور با سرسوپاپ واقع در بدنه موتور دیزل (Overhead Valve none -non-OHV)

2. دینام (ژنراتور)

ژنراتور یا همان دینام (همچنین به عنوان “genhead” شناخته می‌شود.) بخشی از ژنراتور گازوئیلی است که از ورودی مکانیکی عرضه شده توسط موتور دیزل ژنراتور، خروجی برق حاصل می‌نماید. ژنراتور شامل مجموعه‌ای از قطعات ثابت و متحرک است که در محفظه روکشی قرار گرفته است.

این قطعات با یکدیگر به صورت اتوماتیک در ارتباط هستند که منجر به حرکت نسبی بین میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی و در نتیجه تولید برق می‌گردد.

اجزای دینام

• استاتور: این جزء ثابت ژنراتور در دیزل ژنراتور است. شامل مجموعه‌ای از هادی الکتریکی در سیم پیچ روی یک هسته‌ای آهنی
• روتور: این جزء در حال حرکت است که یک میدان مغناطیسی دوار تولید می‌کند و شامل یکی از سه نوع زیر است
  • با القاء: این روش به عنوان alternators بدون جاروبک شناخته شده هستند و معمولا در ژنراتورهای بزرگ استفاده می‌شود.
  • توسط آهنرباهای دائمی: این جزء مشترک در واحدهای ژنراتور کوچک است.
  • با استفاده از محرک: محرک کوچک از یک منبع جریان مستقیم (DC)

روتور یک میدان مغناطیسی در حال حرکت بر روی استاتور تولید می‌کند، که موجب اختلاف ولتاژ بین سیم‌پیچ‌های استاتور می‌شود. این عمل منجر به تولید جریان متناوب (AC) در خروجی دیزل ژنراتور می‌گردد.

نکات مهم در انتخاب یک ژنراتور برای دیزل ژنراتور

الف: محفظه فلزی در مقابل محفظه پلاستیکی: طرح تمام فلزی تضمین کننده دوام ژنراتور است. بدنه پلاستیکی ژنراتور در معرض قطعات متحرک دینام است که با گذشت زمان و باعث افزایش ساییدگی و پارگی می‌شود. این موضوع بسیار خطرناک است.

ب: طراحی بدون جاروبک: دینام که جاروبک استفاده می‌کند، نیاز به نگه‌داری کمتر و همچنین و تولید برق بهتری نیز دارد.

 

3. سیستم سوخت دیزل ژنراتور

مخزن سوخت معمولا دارای ظرفیت کافی برای روشن نگه‌داشتن این محصول به مدت میانگین 6 تا 8 است. در مورد دیزل ژنراتور کوچک، مخزن سوخت، بخشی از پایه شاسی است یا در بالای قاب نصب شده است. برای استفاده از این کالا در زمینه تجاری، ممکن است نیاز به احداث و نصب یک مخزن سوخت خارجی در کنار این محصول باشد.

ویژگی های مشترک سیستم سوخت دیزل ژنراتور

اتصال به لوله از مخزن سوخت به موتور دیزل ژنراتور: خط عرضه هدایت سوخت از مخزن به موتور و خط بازگشت هدایت سوخت از موتور به مخزن.

لوله تهویه برای مخزن سوخت: مخزن سوخت دارای لوله تهویه است که در هنگام پر کردن مجدد و زه کشی از تانکر برای جلوگیری از فشار یا خلاء استفاده می‌شود.

 

اتصال سر ریز از مخزن سوخت به لوله تخلیه

پمپ سوخت: جهت نقل و انتقال سوخت از مخزن اصلی به مخزن فعلی به کار برده می‌شود .پمپ سوخت به طور معمول الکتریکی اداره می‌شود.

جداساز سوخت / صافی بنزین: این فیلتر سوخت مایع برای حفاظت از اجزای دیگر دیزل ژنراتور از خوردگی و آلودگی است.

تزریق کننده سوخت: این بخش تنظیم کننده سوخت مایع و مقدار اسپری مورد نیاز به محفظه احتراق موتور است.

هشدار: هنگام پر کردن مخزن سوخت، از تماس بین نازل و مخزن سوخت اطمینان حاصل نمایید تا مانع از ایجاد جرقه شود.

 

4. رگولاتور ولتاژ

همان‌طور که از نام این قسمت مشخص است، وظیفه آن تنظیم ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور است. مکانیسم زیر برای هر یک از مولفه‌ها نقش موثری در روند تنظیم ولتاژ دارد.

1. رگولاتور ولتاژ: تنظیم کننده ولتاژ جهت بخش کوچکی از خروجی ژنراتور است که ولتاژ AC را دریافت کرده و آن را به جریان DC تبدیل می‌نماید.
2. سیم پیچ تحریک (Exciter Windings): تبدیل جریان DC به AC کنونی – سیم پیچ تحریک در حال حاضر عملکرد شبیه به سیم‌پیچ‌های استاتور اولیه و کوچک، در تولید جریان AC دارد. سیم پیچ تحریک به واحدهای شناخته شده به یکسو کننده دوار متصل شده است.
3. دوار یکسو کننده‌ها: تبدیل کنونی به جریان AC به DC – جریان AC تولید شده توسط سیم پیچ های تحریک و تبدیل آن به جریان DC را اصلاح می‌نماید. این جریان DC تغذیه روتور/ آرماتور را انجام می‌دهد که منجر به ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار بر روتور / آرماتور می‌گردد.
4. روتور / آرماتور: تبدیل جریان DC به ولتاژ AC. روتور / آرماتور در حال حاضر باعث افزایش ولتاژ AC در سراسر سیم‌پیچ‌های استاتور ژنراتور می‌شود و به عنوان یک افزایش دهنده ولتاژ خروجی AC عمل می‌کند.

5. سیستم های خنک کننده و اگزوز

سیستم خنک کننده

استفاده مداوم از ژنراتور گازوئیلی باعث داغ شدن اجزای مختلف آن می‌شود. ضروری است که خنک کننده و سیستم تهویه، گرمای حاصل دیزل ژنراتور را به خارج هدایت نماید.

از آب گاهی اوقات به عنوان مایع خنک کننده برای دیزل ژنراتور استفاده می‌شود. اما این عمدتا محدود به شرایط خاص است؛ مثلا در دیزل ژنراتورهای کوچک در کاربردهای کم ظرفیت و یا واحد بسیار بزرگ بیش از 2250 کیلو وات و بالاتر. گاهی اوقات از هیدروژن به عنوان خنک کننده سیم‌پیچ‌های استاتور برای سایزهای بزرگتر استفاده می‌شود. هیدروژن در جذب گرما بهتر از سایر ماده‌های سرد کننده عمل می‌نماید.

بررسی سطح مایع خنک کننده به صورت روزانه ضروری است. سیستم خنک کننده و پمپ آب باید بعد از هر 600 ساعت و فیلتر هوایی پس از هر 2400 ساعت کارِ دیزل ژنراتور تمیز گردد. ژنراتور دیزلی باید در یک فضای باز و دارای تهویه نگهداری شود. فضای استاندارد حداقل 3 فوت از هر سمت ژنراتور گازوئیلی است، با در نظر گرفتن جریان آزاد هوا.

سیستم اگزوز

دود اگزوز ساطع شده از یک دیزل ژنراتور حاوی مواد بسیار سمی است و باید به درستی مدیریت شود. از این رو، نصب یک سیستم اگزوز کافی برای گازهای خروجی از اگزوز ضروری است.

لوله‌های اگزوز معمولا از چدن، آهن نرم یا فولاد ساخته شده است. لوله‌های اگزوز معمولا به موتور دیزل با یک اتصال‌دهنده انعطاف پذیر وصل گشته و انتهای اگزوز دیزل ژنراتور به خارج از منزل امتداد می‌یابد. شما باید اطمینان کسب کنید که سیستم اگزوز دیزل ژنراتور به تجهیزات دیگر متصل نیست.

6. سیستم های روانکاری دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور شامل بسیار زیادی از قطعات متحرک است. برای افزایش طول عمر قطعات و اطمینان از عملکرد صحیح دیزل زنراتور از سیستم روانکاو مراقبت نمود. سطح روغن در مخزن روانکاو باید هر 8 ساعت کار دیزل ژنراتور چک شود. شما همچنین باید مراقب هرگونه نشتی از روان کننده‌ها باشید. تعویض روغن هر 500 ساعت عملیات ژنراتور گازوئیلی باید انجام شود.

7. شارژر باتری

شارژ باتری توسط دیزل ژنراتور می‌بایست با دقت بسیار بالا و متناسب با ولتاژ آن صورت پذیرد. اگر عقربه ولتاژ بسیار پایین است، باتری‌ها تحت شارژ هستند. اگر عقربه ولتاژ شناور بسیار زیاد باشد، عمر باتری را کوتاه می‌کند.

شارژرهای باتری معمولا جهت جلوگیری از خوردگی از فولاد ضد زنگ ساخته شده‌اند. ولتاژ DC خروجی شارژر باتری برای هر سلول 2.33 ولت است که ولتاژ سنج دقیق برای باتری‌های اسید سرب است. شارژر باتری جدای DC با ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور در ارتباط است.

8. کنترل پنل دیزل ژتراتور

این بخش رابط کاربری دیزل ژنراتور است و شامل ابزارهای مدیریت و کنترل از جمله پریز برق و کنترل ولتاژ است. تولیدکنندگان مختلف پانل کنترل‌های متنوعی برای کنترل آسان آن تولید می‌کنند که برخی از این موارد در زیر ذکر شده است:

• تنظیمات روشن و خاموش دیزل ژنراتور: پانل‌های کنترل خودکار شروع، به طور خودکار ژنراتور دیزلی را در هنگام قطع برق فعال می‌سازد.
• موتور سنج: ابزارهای اندازه‌گیری پارامترهای موتور دیزلی را نشان می‌دهد؛ پارامترهای مهمی از قبیل فشار روغن، درجه حرارت مایع خنک کننده، ولتاژ باتری، سرعت چرخش موتور دیزل و مدت زمان روشن بودن. اندازه‌گیری ثابت و نظارت بر این پارامترها به شما این امکان را می‌دهد هنگام عبور از سطح استاندار ژنراتور گازوئیلی خاموش شود.
• ژنراتور سنج: دارای کنترل پنل ژنراتور برای اندازه‌گیری جریان خروجی و ولتاژ و فرکانس ژنراتور گازوئیلی
• کنترل‌های دیگر: فاز سوئیچ انتخاب‌گر، سوئیچ فرکانس و کنترل موتور سوئیچ (حالت خودکار)

9. شاسی دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور قابل حمل یا ثابت است. در حالت کلی تمامی تجهیزات بالا بر روی سکو یا همان شاسی قرار می‌گیرد.

عمر مفید ژنراتورهای دیزلی

با توجه به اینکه ژنراتورها با سرعت حداکثر 1800 دور کار کرده و با آب خنک می‌شوند، سطح استاندارد بالاتری نسبت به ژنراتورهایی دارند که با 3600 دور کار می‌کنند و با هوا خنک می‌شوند. در واقع اگر روزانه 4 ساعت به منظور ورزش دادن از این دستگاه استفاده کنید حدود 14 سال طول می‌کشد تا نیاز به سرویس اولیه و اساسی آن که حدودا 20000 ساعت است پیدا شود.

ساعت سرویس‌های دوره‌ای روغن و فیلترهای یک دیزل ژنراتور بین 150 تا 300 ساعت است که البته می‌بایست فشاری که به آن وارد می‌شود را مدیریت نمود.

ساعت کار سرویس کلی و اساسی یک ژنراتور گازوئیلی چنان‌چه در بهترین حالت استاندارد از آن استفاده شود حدود 50000 ساعت بیان شده است، ولی باید دانست که همه اینها تقریبی بوده و ساعت مشخصی برای آن معین نشده است.