Maakaasu vs. dieselgeneraattorit valmistukseen: todelliset kustannukset, kuormitus ja luotettavuus

Tehtaalla todellinen kysymys ei ole, mikä polttoaine kuulostaa paremmalta tuoteesitteessä. Kysymys kuuluu, mikä generaattori pitää tuotannon käynnissä, kun verkko epäonnistuu, kun prosessi vaatii jatkuvaa virtaa tai kun sähkökatko muuttuu usean tunnin tapahtumaksi. Useimmissa tapauksissa vastaus riippuu kolmesta muuttujasta: kuinka usein generaattori käy, kuinka nopeasti kuormitus muuttuu ja mitä polttoainetta on fyysisesti saatavilla työmaalla. Dieselgeneraattorisarja on yleensä turvallisempi valinta valmiustilaan ja vaihtuvaan kuormitukseen. Maakaasugeneraattorisarja voi olla parempi valinta jatkuvaan peruskuormitukseen, kun käyttökaasujohto on käytettävissä ja päästöt ilmaan ovat osa työpaikkalupaa.

Tämä artikkeli on kirjoitettu laitosinsinööreille, laitospäälliköille ja projektin ostajille, joiden on verrattava kahta vaihtoehtoa todellisten tuotantoolosuhteiden mukaan. Tavoitteena ei ole kruunata yleismaailmallinen voittaja. Tavoitteena on antaa sinulle päätöksentekokehys, joka vähentää hankintariskiä, ​​välttää kalliita polttoaineen yhteensopimattomuutta ja auttaa sinua keskustelemaan generaattoritoimittajan kanssa luottavaisesti. Monet tuotantolaitokset päätyvät valitsemaan dieselin, koska se on helpompi perustella hätävoiman saamiseksi. Mutta jos tuotantolinjasi toimii 24 tuntia vuorokaudessa ja kaasunsyöttösi on luotettavaa, maakaasu voi tuottaa alhaisemmat kustannukset kilowattituntia kohden hyödykkeen käyttöiän aikana. Valinta ei koske polttoaineen mieltymystä; Kyse on generaattorin sovittamisesta tuotantoprofiiliisi, toimipaikan rajoituksiin ja pitkän aikavälin ylläpitobudjettiin.

Päätös alkaa kuormaprofiilistasi, ei polttoainemerkinnästä

Valmistuskuormat eivät ole tasaisia. Metallimistamossa voi olla muutamia suuria puristuskoneita, jotka käynnistyvät ja pysähtyvät jaksoittain. Elintarviketehdas voi käyttää jäähdytystä, pumppuja ja kuljettimia tasaisesti tuntikausia. Kemiantehtaalla voi olla kriittisiä moottoreita, jotka eivät saa koskaan menettää tehoa edes muutaman syklin ajaksi. Diesel- ja maakaasugeneraattorit toimivat eri tavalla näissä kuormituskuvioissa.

Dieselmoottorit ovat vakiintuneet sovelluksiin, joissa tapahtuu aggressiivista lohkokuormitusta. Kun suuri moottori käynnistyy, generaattorin on säilytettävä jännite ja taajuus hyväksytyissä rajoissa. Dieselgeneraattorisarjat pystyvät yleensä hyväksymään suuren prosenttiosuuden nimelliskuormasta yhdessä vaiheessa. Teollisissa sovelluksissa dieselgeneraattori pystyy käsittelemään äkillisiä kuormituksen muutoksia pienemmällä jännitehäviöllä ja nopeammalla taajuuden palautumisella. Dieselmoottorin mekaaninen rakenne ja sen turboahdettu ilmajärjestelmä reagoivat suoremmin vääntömomentin kysynnän äkilliseen kasvuun.

Maakaasugeneraattoreissa, erityisesti vähäpolttoisissa teollisuuskaasumoottoreissa, on usein vähemmän aggressiivinen lohkokuormituksen hyväksyntä. Kaasumoottori voi vaatia vaiheittaisen latausjakson, jotta ilma-polttoainesuhde voi säätää. Jos valmistusprosessissasi on suuria oikosulkumoottoreita, jotka käynnistyvät samanaikaisesti, kaasugeneraattori on ehkä ylimitoitettu tai liitettävä moottorin käynnistystutkimukseen. Tämä muuttaa pääomakustannuksia ja voi heikentää polttoainesäästöjä.

Tästä syystä kuormitusprofiilin tulee olla polttoainetalouden edelle. Jos sinulla on pitkä, tasainen peruskuorma, maakaasu voi tuottaa erinomaisen hyötysuhteen ja alhaisemmat käyttökustannukset. Jos sinulla on varageneraattori, joka toimii 50–100 tuntia vuodessa hätävalmiustilassa, diesel on edelleen käytännöllisempi ja edullisempi vaihtoehto. Generaattori on sovitettava todelliseen kuormaan joka kerta, ja polttoaineen valinta on vain yksi osa sovitusprosessia.

Mitä dieselgeneraattorit tekevät hyvin tuotantoympäristössä

Dieselgeneraattoreilla on pitkä historia teollisen voiman alalla. Periaate on yksinkertainen: dieselpolttoaineella on korkea energiatiheys, se on helppo varastoida paikan päällä ja se tarjoaa voimakkaan kiihtyvyyden tyhjästä täyteen. Valmistuksen osalta nämä eivät ole vain teknisiä yksityiskohtia; ne vaikuttavat suoraan siihen, pystyykö laitos toipumaan sähkökatkosta menettämättä tuotetta, vahingoittamatta laitteita tai viivästyttämättä toimituksia.

Yksi dieselin tärkeimmistä eduista on riippumattomuus polttoaineesta. Dieselgeneraattori tarvitsee vain polttoainesäiliön, siirtopumpun ja toimitussopimuksen. Polttoaine voidaan toimittaa kuorma-autolla ja varastoida suljetussa säiliössä. Ei ole riippuvaisuutta putkilinjasta, joka voi olla tai ei ehkä ole paikalla rajalla. Tämä tekee dieselistä houkuttelevan eristyksissä oleville tehtaille, sivutoimipaikoille ja olemassa oleville laitoksille, joissa maakaasuputkia ei ole saatavilla tai joissa kaasun toimitusta ei ole taattu.

Dieselsarjat on myös helpompi löytää useissa eri teholuokissa. Valmistajat tarjoavat täydellisiä dieselpaketteja ohjauspaneeleilla, kojeistoilla ja synkronointijärjestelmillä 100 kVA:n varayksiköstä usean megawatin valmiustilaan. Diesel on usein pienimmän vastuksen tie tuotantolaitokselle, joka haluaa toimivan ratkaisun lyhyellä läpimenoajalla.

Dieselmoottorin polttoainetehokkuus on myös yleensä korkeampi kuin maakaasumoottorin vastaavalla teholla. Dieselmoottori voi toimia pienemmällä jarrukohtaisella polttoaineenkulutuksella laajemmalla kuormitusalueella. Tämä tarkoittaa, että vaikka dieselpolttoaine maksaisi enemmän per MMBtu kuin maakaasu, dieselgeneraattori voi kuluttaa vähemmän Btu:ta kilowattituntia kohden. Nettokäyttökustannuksia ei näin ollen määrätä pelkästään polttoaineen hinnasta; se määräytyy polttoaineen hinnan ja polttoaineen kulutuksen tulolla per kWh.

Niille laitoksille, joissa on jo dieselvarasto kaluston ajoneuvoille tai liikkuville laitteille, dieselgeneraattorin lisääminen luo yhteisen polttoainejärjestelmän. Tämä vähentää hankinnan monimutkaisuutta ja varmistaa, että polttoainetta hallinnoidaan jo muiden omaisuuserien osalta. Kun generaattori on valtion tai paikallisten palomääräysten alainen, dieselsäiliön suunnittelu, eristys ja ilmanvaihto ovat tuttuja useimmille insinööritoimistoille ja tarkastajille.

Diesellaitteita voidaan myös laajentaa tilapäisesti. Tehdas voi määrittää aluksi avoimen rungon dieselyksikön ja myöhemmin lisätä äänivaimennussäiliön, jos melusta tulee huolta. Koska standardidieseltuotteiden markkinat ovat kypsät, räätälöityjä muutoksia, kuten suurjännitelähtö, rinnakkaiskytkentä ja etävalvonta, on helposti saatavilla. Valmistaja voi tarjota a dieselgeneraattorisarjan valikoima joka kattaa pienistä varayksiköistä suuriin valmiusjärjestelmiin, mikä antaa laitokselle yhden toimittajan useisiin tehotarpeisiin.

Jianghaon dieselgeneraattorisarjat laajalla tehoalueella Jianghao tarjoaa dieselgensettejä 3 kW:sta 3000 kW:iin eri kokoonpanoissa, mukaan lukien hiljaiset ja konttityypit, käyttämällä luotettavia moottoreita, jotka sopivat teollisuuden vara- ja mobiilitehotarpeisiin. Näytä tuote →

Käytännön kompromissi on, että dieselin palaminen tuottaa hiukkasia ja typen oksideja. Alueilla, joilla ei ole saavutuksia, dieselgeneraattorit voivat vaatia jälkikäsittelylaitteita tai ne voidaan rajoittaa hätäkäyttöön. Se ei ole pieni ongelma tehtaille, joiden on uusittava lentoluvat tai jotka sijaitsevat lähellä asuinrajoja. Mutta puhtaasti luotettavuuden ja kuormitusvasteen näkökulmasta diesel on edelleen teollisuuden oletusvalinta.

Milloin maakaasun pitäisi olla suosikkilistallasi

Maakaasugeneraattorit eivät ole enää eksoottinen vaihtoehto. Ne ovat yleisiä aloilla, joilla kaasua käytetään jo kattiloissa, uuneissa, kuivaimissa tai prosessilämmityksessä. Jos tehtaalla on käyttökaasulinja ja paikka sallii generaattorin kuluttaa kaasua jatkuvasti, maakaasulaitteisto voi alentaa käyttökustannuksia ja parantaa laitoksen ympäristöprofiilia.

Maakaasun suurin hyöty on polttoaineen saatavuus. Putkiliitäntä eliminoi polttoainevaraston tarpeen paikan päällä, mikä vähentää polttoaineen saastumisen, veden sisäänpääsyn ja dieselvarkauksien riskiä. Polttoaineen toimitus tapahtuu automaattisesti, kun kaasumittari on asennettu. Tällä on merkitystä laitokselle, joka haluaa välttää polttoainevaraston hallintaan liittyvän operatiivisen taakan. Sillä on myös merkitystä, kun tehdas on käynnissä monta tuntia päivässä, koska pieni dieselsäiliö voi tyhjentyä nopeasti pitkittyneen verkkokatkon aikana.

Maakaasu tuottaa myös puhtaamman palamisen hiukkasten suhteen. Laitteessa ei ole nokea, mustaa dieselpakokaasua eikä polttoainejäämiä. Tuotantokampuksella lähellä asuinaluetta tai alueella, jolla on tiukat hiukkasrajat, visuaaliset ja sääntelyyn liittyvät edut voivat olla merkittäviä. Maakaasulaitteet voidaan asentaa suljetussa paketissa pienemmillä ilmalupavaatimuksilla, mutta NOx-päästöt ja metaaniliukuminen on silti otettava huomioon moottorin suunnittelusta ja paikallisista säännöistä riippuen.

Jatkuvassa tuotantoympäristössä maakaasugeneraattoria voidaan käyttää ensisijaisena virtalähteenä varavoiman sijasta. Jotkut valmistajat käyttävät kaasulaitteita toimiakseen rinnakkain verkon kanssa ja hyödyntävät alhaisempia kaasun hintoja. Tätä kutsutaan kysyntäveloitussovellukseksi tai hajautettuun tuotantoon. Generaattori toimittaa osan kuormasta, vähentää sähkön tuontia ja voidaan lähettää ruuhka-aikoina. Taloudellisuus voi olla houkutteleva, jos kaasun tariffi on alhainen ja paikallinen laitos sallii rinnakkaistoiminnan.

Maakaasusarja on myös joissain tapauksissa hiljaisempi, koska palamisprosessi on yleensä tasaisempi tasaisessa tilassa. Melu määräytyy kuitenkin useammin kotelon kuin polttoaineen mukaan. Hyvin suunniteltu vaimennettu kotelo voi saada sekä diesel- että kaasuyksiköt samanlaisille melutasoille. Jos tuotantopaikkasi vaatii hiljaisen ratkaisun työvuorojen vaihtamiseen tai yökäyttöön, harkitse a hiljainen generaattorisarja sen sijaan, että valitsisit polttoainetta vain melusyistä.

Hiljaiset generaattorisarjat äänieristetyllä kotelolla Jianghaon hiljaisen tyyppisissä generaattorisarjoissa on vankka 2 mm:n teräskotelo, jossa on monikerroksinen äänieristys, joka tarjoaa jopa 70–75 dB:n melutasoa 1 metrin etäisyydellä, mikä on ihanteellinen meluherkkiin ympäristöihin. Näytä tuote →

Maakaasun riskinä on, että sähköjohtoa ei välttämättä mitoiteta generaattorille, varsinkin jos olemassa oleva kaasupalvelu on tarkoitettu vain pienempään kiukaan. Generaattorilla on suuri kaasuntarve, ja laitoksen on varmistettava, että paine ja virtaus ovat riittävät. Jos käytettävissä oleva kaasunpaine on liian alhainen, tarvitset kaasutehostimen tai toisen kaasumoottorikokoonpanon. Tämä lisää laitteistoa ja monimutkaisuutta projektiin.

Kun maakaasun käyttöön päätetään, tuotevalikoima on edelleen laaja. Valmistaja, joka tarjoaa maakaasugeneraattorisarjat voi toimittaa toimipaikan jännite- ja ohjausvaatimuksia vastaavan yksikön. Tärkeintä on valita kaasumoottori, joka vastaa tehtaan nopeutta, kuormitusastetta ja korkeusolosuhteita. Kaasumoottorit eivät ole kaikki samanlaisia; Jotkut on rakennettu jatkuvaa peruskuormitusta varten, kun taas toiset kestävät vähemmän korkeita ympäristön lämpötiloja ja nopeita kuormanvaihteluita.

Jianghaon maakaasugeneraattorisarjat puhtaampaan tehoon Jianghao valmistaa maakaasugeneraattoreita, joissa on laaja tehoalue ja moottorivaihtoehtoja, tarjoten luotettavan vaihtoehdon dieselille jatkuvaan peruskuormitukseen ja hätävarasovelluksiin. Näytä tuote →

Kokonaiskustannukset: pääoma, polttoaine ja käyttökulut

Kustannukset ovat usein tehdaspäällikön ensimmäinen kysymys. Rehellinen vastaus on, että yksinkertainen "diesel on halpaa" tai "kaasu on halpaa" -lause ei ole hyödyllinen. Sinun on verrattava kokonaiskustannuksia odotetulla projektin aikavälillä. Se sisältää alkuperäisen generaattorisarjan, polttoaineinfrastruktuurin, apujärjestelmät, asennustyön, vuosihuollon ja todellisen kuormituksen alaisena kulutetun polttoaineen.

Dieselgeneraattorisarjojen ostohinta on yleensä alhaisempi kuin saman teholuokan maakaasuyksiköiden. Dieselmoottori on rakennettu normaalimman polttosyklin ja kypsän toimitusketjun ympärille. Kaasumoottorissa, erityisesti teollisessa laihassa polttomoottorissa, on enemmän komponentteja, kuten kaasukaasu, katalysaattorit, sytytysjärjestelmät ja kehittyneempi ohjauslogiikka. Tästä syystä maakaasusarjat sisältävät usein lisähintaa alkuperäisestä laitehinnasta.

Polttoaineen hinta on se, missä maakaasu voi voittaa. Maakaasu on usein halvempaa per MMBtu kuin diesel, mutta kuluttajahinta riippuu paikallisista tariffeista, huippukysyntämaksuista ja toimitettavan kaasun energiasisällöstä. Jos tehdas ostaa kaasua jo teollisella sopimuksella, generaattorin lisäkustannukset voivat olla alhaisemmat kuin dieselpolttoaineen ostaminen vähittäismyyntihintaan. Kaasu ei kuitenkaan aina ole halpaa; talvella tai kysynnän piikkien aikana teollisuuskaasun hinnat voivat nousta merkittävästi.

Polttoainetehokkuus on se, missä diesel voi voittaa. Dieselmoottori tuottaa kilowattituntia pienemmällä lämpöenergian panoksella useimmissa tapauksissa. Suurten teollisuusdieselgeneraattorien likimääräiset lämpönopeudet ovat usein 8 500 - 9 500 Btu / kWh. Laihapolttoiset maakaasugeneraattorit voivat olla 10 000 - 12 000 Btu/kWh. Tämä tarkoittaa, että maakaasuyksikkö tarvitsee enemmän polttoaineenergiaa tuottaakseen saman sähkötehon. Kun kerrot korkeamman lämpönopeuden mahdollisesti alhaisemmalla polttoainehinnalla, tulos on paikkakohtainen ja joskus ei niin yksipuolinen kuin odotettiin.

Polttoainekustannusten vertailuun kannattaa käyttää omia paikallisia hintoja, ei kansallista keskiarvoa. Yksinkertaisempi tapa on kysyä jokaiselta generaattorin toimittajalta arvioitu polttoaineenkulutus niiden käyttötuntien aikana, joita aiot käyttää. Kerro sitten todellisilla toimitetuilla polttoainekustannuksillasi. Tehtaalla, joka käyttää varageneraattoria 100 tuntia vuodessa, polttoainekustannusero on yleensä vähäinen. Laitokselle, joka käyttää kaasugeneraattoria 6 000 tuntia vuodessa, jopa pieni kustannusero kWh:ta kohti voi aiheuttaa vakavan taloudellisen vaikutuksen.

Polttoaineen varastointi ja paikan rajoitukset: Piilotetut kustannukset

Monet hankintapäätökset epäonnistuvat, koska sivuston rajoitukset jätetään huomiotta. Generaattori voi täyttää kw-luokituksen, mutta paikka ei voi tukea polttoainejärjestelmää tai koteloa. Tämä pätee erityisesti vanhemmissa tuotantolaitoksissa, joissa käyttöliittymä on kiinteistön takana ja paikallinen palomääräys vaatii etäisyyttä polttoainesäiliön ja rakennuksen välillä.

Dieselille tarvitset varastosäiliön, suoja-alueen, täyttöpisteen, tasonvalvontajärjestelmän ja mahdollisesti polttoaineen kiillotussilmukan. Säiliön koko tulee olla odotettavissa olevaa autonomia-aikaa vastaavaksi. Jos laitoksen kriittinen prosessikuormitus on 1 000 kW ja se haluaa 24 tunnin varmuuskopioinnin, polttoaineenkulutus täydellä kuormalla voi olla tuhansia litroja. Näin suuren dieselin varastointi vaatii tilaa, lupia ja vuotojen ehkäisysuunnitelman. Polttoaineen hallinta on myös huoltotehtävä: diesel voi hajota, imeä vettä ja tukea mikrobien kasvua, jos se seisoo pitkään käyttämättömänä. Säännöllinen polttoaineen huolto-ohjelma ei ole valinnainen kriittisissä tiloissa.

Maakaasun osalta pääasiallinen toimipaikan rajoitus on kaasun syöttöputki. Generaattori tarvitsee määrätyn kaasuvirran ja paineen jakelukiskossa. Jos putki on alimitoitettu, generaattori voi heiketä tai vioittua kuorman kasvaessa. Tuotantolaitoksessa prosessilaitteisto voi jo kuluttaa kaasua, joten generaattori on kytkettävä erilliseen kaasujohtoon tai tarkoitukseen varattuun haaraan, jossa on oikea paineensäätö. Tämä on suunnittelutehtävä, joka tulee määritellä suunnitteluvaiheessa, ei generaattorin saapumisen jälkeen.

Jos käyttökaasujohtoa ei ole, maakaasua voidaan toimittaa paineistettuna maakaasuna tai nesteytettynä maakaasuna. CNG vaatii korkeapainevarastointijärjestelmän ja höyrystimen ja LNG kryogeenisen varastoinnin. Nämä vaihtoehdot lisäävät merkittäviä pääomakustannuksia ja vaativat kuljettajan koulutusta. Useimmille tehtaille CNG tai LNG on kilpailukykyistä vain silloin, kun vuotuiset käyttötunnit ovat erittäin korkeat ja ympäristönsuojelun taso tai polttoaineen hintasäästöt oikeuttavat monimutkaisuuden.

Dieselillä on etuja myös äärimmäisissä olosuhteissa. Syrjäisellä tehtaalla ei välttämättä ole pääsyä kaasuputkeen, mutta se voi järjestää dieselin toimitukset luotettavalta toimittajalta. Jos laitos sijaitsee alueella, jossa sää on ankara, dieselpolttoaine voidaan käsitellä matalan lämpötilan käyttöä varten. Maakaasulla taas voi olla ongelmia kaasun paineen, lauhteen ja säätimen jäätymisen kanssa kylmissä olosuhteissa, ellei järjestelmää ole suunniteltu sitä varten.

Tehokkuus todellisissa tuotantokuormissa

Valmistuskuormat jäävät usein paljon alle generaattorin nimelliskapasiteetin. 1000 kW:n generaattori voidaan mitoittaa kattamaan huippukuormituksen, mutta keskimääräinen tehdaskuormitus voi olla vain 500-700 kW. Generaattori viettää useita tunteja osittaisella kuormituksella. Tehokkuuden ymmärtäminen osakuormalla on tärkeämpää kuin täyden kuorman tehokkuus monissa sovelluksissa.

Dieselmoottoreilla on yleensä tasaisempi polttoaineenkulutuskäyrä. 50 prosentin kuormituksella dieselgeneraattori voi kuluttaa noin 60–70 prosenttia polttoaineesta, jonka se kuluttaisi 100 prosentin kuormituksella. Tämä tarkoittaa, että polttoaineen ominaiskulutus toimitettua kilowattituntia kohden, vaikka se onkin hieman korkeampi kuin täydellä kuormituksella, ei kasva dramaattisesti. Dieselgeneraattorit ovat siksi käytännöllisiä vaihteleviin kuormiin ja sovelluksiin, joissa generaattori käy toisinaan kevyellä kuormituksella.

Maakaasumoottorit, erityisesti jotkin laihapolttomoottorit, ovat vähemmän tehokkaita osittaisella kuormituksella. Kun kuormitus laskee, ilma-polttoainesuhdetta on säädettävä, ja ohjausjärjestelmä voi polttaa enemmän polttoainetta kilowattituntia kohden ylläpitääkseen vakaan palamisen. Laitoksen, joka käyttää kaasugeneraattoria osittaisella kuormituksella pitkiä aikoja, käyttökustannukset voivat olla korkeammat kuin yksinkertainen täyskuormituslaskelma antaa ymmärtää.

Tästä syystä kuormitusprofiilitutkimukset ovat arvokkaita. Hyvä tutkimus tallentaa todelliset kW, kVA, tehokerroin ja moottorin käynnistystapahtumat edustavan viikon aikana. Se näyttää paitsi huippukuorman, myös sen, kuinka usein generaattori on 30 prosentin, 60 prosentin tai 90 prosentin kuormalla. Nämä tiedot auttavat määrittämään, onko generaattorin oltava diesel-, kaasu- vai pari pienempiä rinnakkaisia ​​yksiköitä.

Jos laitoksella on erittäin vaihteleva kuorma, yleinen strategia on mitoittaa kaksi tai useampi generaattorisarja ja käyttää niitä rinnakkain. Pienellä kuormituksella vain yksi sarja käy; suurella kuormituksella molemmat sarjat käyvät. Tämä parantaa tehokkuutta osakuormalla, koska jokainen generaattori on lähempänä nimellistehoaan. Tämä lähestymistapa on erityisen hyödyllinen maakaasugeneraattoreille, joissa osakuormituksen tehokkuus on huolenaihe. Rinnakkaisjärjestelmä on kannattava investointi, kun generaattori palvelee vaihtelevaa tuotantokuormaa.

Päästöt, luvat ja ympäristöriskit

Ympäristömääräyksistä on tulossa yhä suurempi osa valmistuksen generaattorivalikoimaa. Generaattori, joka ei täytä lentolupavaatimuksia, voi viivästyttää käyttöönottoa, laukaista sakkoja tai pakottaa suunnittelun uudelleen oston jälkeen. Päästöprofiili riippuu moottorityypistä, kuormitusprofiilista ja pakokaasujen jälkikäsittelyvaihtoehdoista.

Dieselgeneraattoreilla on hyvin tunnettu joukko päästöominaisuuksia. Ne tuottavat typen oksideja ja hiukkasia. Monilla alueilla hätävaradieselgeneraattorit on vapautettu joistakin lupavaatimuksista, jos niitä käytetään vain harvoissa käyttökatkoissa. Mutta niillä on edelleen kohtuulliset käyttörajat, ja joidenkin laitosten on haettava lupaa, jos generaattoria käytetään ei-hätäkäyttöön. Jos aiot käyttää generaattoria parranajohuippuihin tai kysyntään, saatat joutua asentamaan jälkikäsittelyn tai valitsemaan moottorin, jonka päästöt ovat alhaisemmat.

Maakaasumoottorit tuottavat huomattavasti vähemmän hiukkasia. Palamisprosessi on puhtaampi, eikä siinä ole näkyvää savua. Maakaasumoottorit tuottavat kuitenkin edelleen NOx:a, ja niistä voi vapautua palamatonta metaania. Metaani on voimakas kasvihuonekaasu, ja jotkin ympäristöviranomaiset ovat alkaneet ottaa huomioon metaanivuodon. Kohteessa, joka seuraa Scope 1- tai Scope 2 -päästöjä, metaanilipsahdus voi olla piilotettu vastuu.

Maakaasu voi olla hyödyllinen valinta tuotantopaikoille, jotka eivät ole saavutettavissa, koska se välttää dieselhiukkassuodattimien tai valikoivan katalyyttisen pelkistyksen tarpeen. Kuitenkin vähän NOx-kaasumoottoreilla voi olla erilaiset huoltotarpeet ja ne voivat olla herkempiä polttoaineen laadulle. Tämä on kompromissi, josta tulee keskustella valmistajan ja paikallisen ilmanlaatukonsultin kanssa ennen generaattorin ostamista.

Toinen huomioitava seikka on melulupa. Avorunkoinen dieselmoottori tuottaa 95–105 dB(A) lähellä pakokaasua, kun taas korkealaatuinen äänenvaimennin ja kotelo voivat pienentää sen 65–75 dB(A) etäisyydellä. Maakaasulaitteistoja pidetään usein hiljaisempana, mutta kotelon suunnittelu on yleensä hallitseva tekijä. Jos tehdas on lähellä asuinrajaa, ostotilauksen melutiedot, ei polttoainetyyppi, määräävät, saatko vaatimustenmukainen asennus.

Huolto-, käyttöikä- ja seisokkiriskit

Ylläpito on paikka, jossa generaattoripäätös voi tulla kalliiksi. Yhden suunnittelemattoman sammutuksen hinta generaattorivian jälkeen ylittää usein halvemman polttoainevaihtoehdon vuotuiset polttoainesäästöt. Ylläpitoa tulee siis käsitellä riskitekijänä, ei vain käyttökuluna.

Dieselgeneraattorien huolto on tuttu useimmille teollisuuslaitoksille. Työtehtäviin kuuluvat polttoaineensuodattimen vaihdot, öljynvaihdot, jäähdytysnesteen tarkastukset, akun huolto, suuttimien tarkastus ja säännöllinen kuormitustestaus. Hyvin huollettu dieselgeneraattori voi olla erittäin luotettava. Valmiussovelluksissa dieselsarjat kuormitetaan yleensä kuormituksella kerran kuukaudessa sen varmistamiseksi, että moottori on valmis hätätilanteeseen. Tämä on tavallinen käytäntö kriittisissä tiloissa.

Dieselgeneraattorisarjan käyttöikää mitataan usein käyttötunteina. Raskaaseen käyttöön tarkoitettu teollisuusdieselmoottori voi tyypillisesti käydä 20 000 - 30 000 tuntia ennen suurta kunnostusta kuormituksesta, nopeudesta ja huollon laadusta riippuen. Joidenkin moottoreiden tiedetään ylittävän 40 000 tuntia huolellisesti hoidetuissa sovelluksissa. Tehtaalla, joka käyttää generaattoriaan vain muutama sata tuntia vuodessa, dieselsarja voi kestää vuosikymmeniä.

Maakaasugeneraattorin huolto on erilaista. Vähäpolttoisessa kaasumoottorissa käytetään sytytystulppia, sytytyspuolaa ja kaasukaasutinta tai ruiskutusjärjestelmää. Nämä osat vaativat säännöllistä tarkastusta ja vaihtoa. Sytytystulpat on ehkä vaihdettava 1 000 - 2 000 käyttötunnin välein moottorista riippuen. Venttiilin välys ja pakoventtiilin kunto ovat myös kriittisiä kaasumoottoreissa. Kaasumoottorin öljynvaihtovälit voivat olla lyhyemmät kuin dieselmoottorin palo-ominaisuuksien ja mahdollisen öljyn saastumisen vuoksi.

Jatkuvissa peruskuormasovelluksissa maakaasugeneraattorin huoltoaikataulu on hallittavissa, jos laitoksella on ammattitaitoinen huoltotiimi tai huoltosopimus. Mutta laitoksessa, jossa on vain dieselin koulutettu teknikko, kaasukäyttöön vaihtaminen voi aiheuttaa huoltovajetta. Valmistajan huoltoverkosto tulee arvioida ennen ostoa. Jos valmistaja voi tukea sivustoa varaosilla, etädiagnostiikan ja kenttähuollon avulla, riski on huomattavasti pienempi.

Seisokkiriski liittyy myös polttoaineen saatavuuteen. Dieselgeneraattori voi toimia tuntikausia verkkokatkon jälkeen, mutta jos polttoainesäiliö on tyhjä, yksikkö pysähtyy. Maakaasugeneraattorilla on rajoittamaton syöttö putkistosta, mutta jos kaasulaitos kokee oman katkos, generaattori on hyödytön. Jotkut laitokset käyttävät kaksipolttoainegeneraattoria, joka voi vaihtaa dieseliin, jos kaasunpaine laskee. Kaksipolttoainejärjestelmät lisäävät alkukustannuksia, mutta ne voivat olla arvokkaita laitoksille, jotka eivät voi hyväksyä prosessikuormituksensa keskeyttämistä.

Jännitehäviö, transienttivaste ja generaattorin mitoitus

Teollisuusmoottorit, puristimet, hitsauskoneet ja kompressorit luovat ohimeneviä kuormia. Kun suuri moottori käynnistyy, generaattori kokee lyhytaikaisen jännitehäviön ja taajuuspoikkeaman. Jos generaattori ei pysty palautumaan nopeasti, tuotantolinja saattaa laukea, PLC:t voivat nollata ja moottorit voivat menettää synkronoinnin. Generaattori on siksi mitoitettava kestämään pahimman käynnistyskuorman, ei vain vakaan tilan kuormitusta.

Dieselgeneraattorisarjalla on maine voimakkaamman transienttivasteen tarjoajana. Moottori voi nopeasti lisätä polttoaineen syöttöä ja lisätä painetta vastaamaan kuormituksen tarvetta. Tämä antaa jännitesäätimelle enemmän aikaa ylläpitää tehoa. Esimerkiksi dieselgeneraattorisarja voi pitää jännitteen 10 prosentin sisällä 100 prosentin lohkokuormituksen aikana. Maakaasumoottoreilla voi olla suurempi alkujännitehäviö, ja ne tarvitsevat enemmän aikaa toipuakseen äkillisen kuormituksen yhteydessä.

Tämä ei ole yleinen sääntö, mutta se on yleinen malli. Valmistajan tietolomakkeen tulee sisältää ISO 8528 -standardin mukaiset transienttisuorituskykytiedot. Jos laitoksellasi on moottorin käynnistysjärjestys, pyydä moottorin käynnistystutkimus toimittajalta. Tutkimuksessa selvitetään, pitääkö maakaasugeneraattori olla ylimitoitettu kestämään syöttövirtaa. Kaasugeneraattorin ylimitoitus voi eliminoida käyttökustannusedun lisäämällä sekä pääomainvestointeja että pienempiä kuormitustehokkuushäviöitä.

Valmistuksessa jännitteen laatu on huolenaihe myös CNC-koneissa ja muissa herkissä elektroniikkalaitteissa. Generaattori, joka tuottaa syvemmän jännitehäviön, voi aiheuttaa häiritseviä laukaisuja. Jotkut tehtaat ratkaisevat tämän käyttämällä UPS-järjestelmää kriittisiin ohjauksiin. Toiset käyttävät generaattorisarjaa, jossa on ylimitoitettu vaihtovirtageneraattori vähentääkseen jännitehäviötä. Molemmat vaihtoehdot tulee ottaa huomioon järjestelmän kokonaissuunnittelussa.

Räätälöidyt kokoonpanot tuotantolaitoksille

Valmistustilat ovat harvoin yksinkertaisia. Tehdas voi tarvita generaattorin, joka voidaan rinnastaa sähköverkkoon, korkeajännitelähdön, siirrettävän paketin apukohteeksi tai kompaktin äänenvaimennuskotelon. Nämä vaatimukset eivät aina ole saatavilla vakioluettelotuotteissa.

Jos laitoksellasi on monimutkainen sähkönjakelujärjestelmä, saatat hyötyä yhteistyöstä valmistajan kanssa, joka voi tarjota mukautetun generaattorisarjan suunnittelun. Räätälöity suunnittelu voi määrittää sähköiset ominaisuudet, ohjausjärjestelmän, hälytyspisteet ja fyysisen järjestelyn ennen yksikön rakentamista. Tämä auttaa vähentämään asennuksen yllätyksiä ja varmistaa, että generaattori voidaan integroida olemassa oleviin kojeistoihin. Valmistaja voi myös neuvoa, onko generaattorin oltava yksi suuri yksikkö vai rinnakkainen ryhmä pienempiä yksiköitä.

Laitoksille, jotka tarvitsevat yhteyden keskijännitteiseen jakeluverkkoon, tarvitaan usein korkeajännitegeneraattoripaketti. Korkeajännitepaketti sisältää porrasmuuntajan, suurjännitekatkaisijan, suojareleet ja säätimet, joiden avulla generaattori voi toimia rinnakkain laitoksen kanssa tai eristää laitoksen. Tämä on erikoisala, jossa valmistajan tekniset ominaisuudet ovat tärkeämpiä kuin polttoainetyyppi.

Toinen yleinen vaatimus tuotannossa on kyky käyttää useita generaattorisarjoja rinnakkain. Rinnakkaisuuden avulla laitos voi sovittaa sukupolven kuormitukseen, lisätä redundanssia ja vähentää yksittäisen suuren yksikön herätystä. Jos laitoksessa on jatkuva prosessi, joka ei siedä täydellistä seisokin, rinnakkaisjärjestelmä voidaan järjestää siten, että yhden yksikön huolto tapahtuu samalla kun toinen sarja jatkaa kriittisen kuorman syöttämistä. Sekä dieselille että maakaasulle rinnakkaisjärjestelmä lisää monimutkaisuutta, mutta lisää myös joustavuutta.

Siirrettävät ja itsenostuvat paketit ovat hyödyllisiä, kun generaattori on siirrettävä tuotantohallien välillä tai siirrettävä tilapäiseen paikkaan. Joissakin tehtaissa perävaunuun asennettua generaattoria käytetään varana pysyvän yksikön korjauksen aikana. Valmistaja voi toimittaa siirrettävän paketin itsestään nousevalla rakenteella, jotta tehdas voi sijoittaa yksikön ilman nosturia. Tämä ei ole keskeinen dieselin ja kaasun vertailuaihe, mutta se vaikuttaa lopulliseen valintaan, koska kaikkia polttoainetyyppejä ei ole saatavilla kaikissa kokoonpanoissa.

Käytännön ostojen tarkistuslista kasvellesi

Ennen kuin teet ostotilauksen, käytä seuraavaa tarkistuslistaa välttääksesi yleisimmät virheet. Luettelo on tarkoituksella käytännöllinen ja sitä voidaan käyttää tarkistusasiakirjana hankintaprosessin aikana.

1. Määritä toimintatila. Onko generaattori hätävalmiustilaa, ensisijaista tehoa, jatkuvaa peruskuormitusta, huippukuormitusta tai verkon rinnakkaiskäyttöä varten? Hätävarmuuskopiointiin käytettävällä generaattorilla voi olla erilaiset päästövaatimukset ja huoltoprotokollat ​​kuin päivittäisessä tuotannossa käytetyllä generaattorilla.
2. Laske vuotuiset käyttötunnit. Vuosittaisella polttoainekustannuksilla on merkitystä vain, kun polttoaineenkulutus kerrotaan generaattorin todellisilla käyttötunteilla. 200 tunnin valmiustilasovelluksella on erilainen polttoainekustannusherkkyys kuin 5 000 tunnin jatkuvalla sovelluksella.
3. Pyydä kuormaprofiili. Mittaa tai arvioi suurimman moottorin keskimääräinen kuorma, huippukuorma, tehokerroin ja käynnistyskVA. Harkitse myös, voidaanko tuotantolinja järjestellä uudelleen aloituskuorman vähentämiseksi.
4. Varmista polttoaineen saatavuus. Kysy kaasulaitokselta, voivatko olemassa olevat putken paineet ja virtaukset tukea generaattoria. Jos kaasuputki on liian pieni, maakaasuvaihtoehto saattaa vaatia erillisen letkun ja paineenkorottimen. Dieselin osalta vahvista säiliön koko ja vuotuinen polttoaineen toimitussopimus.
5. Tarkista paikalliset luvat. Selvitä, voidaanko generaattoria käyttää rajoitetuissa ei-hätätapahtumissa, tarvitaanko jälkikäsittelyä ja mikä meluraja kiinteistölinjalla on voimassa. Sisällytä nämä vaatimukset eritelmään ennen tarjouksen pyytämistä.
6. Arvioi huoltoon pääsy. Varmista, että laitoksella on teknikot, jotka on koulutettu huoltamaan valittua moottorialustaa. Jos ei, kysy toimittajalta paikallisen huoltosopimuksen saatavuutta ja varaosien toimitusaikaa.
7. Vertaa kokonaiskustannuksia. Pyydä jokaiselta toimittajalta elinkaarikustannusarvio, joka sisältää generaattorin, polttoainejärjestelmän, asennuksen, säätimet, huollon, polttoaineen kulutuksen ja arvioidun jäännösarvon. Pieni ero ilmoitetussa teholuokituksessa voi muuttaa kustannuslaskelmaa merkittävästi.
8. Tutustu valmistajan tuotevalikoimaan. Toimittaja, joka voi tarjota useita polttoainetyyppejä, tehoalueita ja kotelovaihtoehtoja, antaa sinulle enemmän joustavuutta, jos projekti muuttuu. Suppeamman tuotevalikoiman omaava toimittaja saattaa pakottaa sinut epäoptimaaliseen kokoonpanoon.

Laitosinsinöörin, käyttöpäällikön ja hankintapäällikön tulee täyttää tämä tarkistuslista. Päätös ei ole vain tekninen; se vaikuttaa myös vuosibudjettiin, henkilöstöön ja vaatimustenmukaisuuteen. Oikeiden ihmisten tuominen keskusteluun aikaisin vähentää mahdollisuutta muuttaa tilausta myöhässä.

Lopullinen suositus: Kumpi tuotantolaitoksesi pitäisi valita?

Jos laitoksesi etsii klassista varageneraattoria, joka voi olla käyttämättömänä suurimman osan vuotta ja jonka on käynnistyttävä luotettavasti äkillisen verkkokatkon jälkeen, valitse diesel. Diesel tarjoaa alhaisemmat alkukustannukset, tutun huoltorutiinin, vahvan kuormitusaskeleen hyväksynnän ja mahdollisuuden varastoida polttoainetta paikan päällä. Se on turvallisempi valinta tuotantolaitoksille, joita ei ole vielä liitetty teollisuuskaasulinjaan.

Jos laitoksellasi on vakaa maakaasun syöttö ja generaattoria käytetään satoja tunteja joka päivä ensisijaisena tai huippuyksikkönä, maakaasu on vakavan arvioinnin arvoinen. Maakaasugeneraattori voi vähentää hiukkaspäästöjä, yksinkertaistaa polttoaineen varastointia ja tuottaa alhaisemmat polttoainekustannukset kilowattituntia kohden, kun kaasutariffit ovat kilpailukykyisiä. Tärkeintä on varmistaa kaasun paine, sisällyttää moottorin käynnistystutkimus ja budjetti kaasumoottorin lyhyemmille huoltoväleille.

Monille tuotantolaitoksille päätös ei ole toinen tai toinen. Yleinen järjestely on dieselgeneraattori hätävalmiustilaan ja kaasugeneraattori verkon huippukuormitukseen tai jatkuvaan peruskuormitukseen. Tämä antaa laitokselle dieselin luotettavuuden lyhyissä käyttökatkoissa ja maakaasun käyttötaloudellisuuden pitkäaikaisissa sovelluksissa. Molemmilla järjestelmillä voi olla sama ohjausfilosofia ja ne voidaan integroida samaan kojeistoon.

Lopuksi muutama käytännön varoitus: älä koskaan valitse generaattoria pelkän esitteen luokitusten perusteella. Pyydä aina todellisia sivuston suorituskykytietoja korkeudessa, lämpötilassa ja kuormitusolosuhteissa. Älä koskaan jätä huomiotta polttoaineen varastointi- tai kaasunsyöttöjärjestelmää, koska siellä tapahtuu suurin osa projektin kustannusten ylityksistä. Älä koskaan anna toimittajan muuttaa tarjouksen polttoainetyyppiä pyytämättä häntä toimittamaan uudelleen ohimeneviä suorituskykytietoja, melutietoja ja päästötietoja.

Generaattori ei ole viimeinen asia, jonka ostat; se on lähtökohta sähköjärjestelmälle, joka suojaa tuotantoasi ja marginaaliasi. Kun valitset tarkalla silmällä todellista tuotantokuormitusprofiiliasi ja sivustosi polttoaineiden todellisuutta, vältyt kalliilta virheeltä, kun valitset väärän polttoaineen paperille ja otat selvää käyttöönoton yhteydessä.