Gaz natural vs generatoare diesel pentru producție: cost real, sarcină și fiabilitate

Pentru o fabrică de producție, adevărata întrebare nu este care combustibil sună mai bine într-o broșură de produs. Întrebarea este ce generator va menține producția în funcțiune atunci când rețeaua eșuează, când un proces necesită energie continuă sau când o întrerupere a utilității se transformă într-un eveniment de mai multe ore. În cele mai multe cazuri, răspunsul depinde de trei variabile: cât de des funcționează generatorul, cât de repede se schimbă sarcina și ce sursă de combustibil este disponibilă fizic pe amplasament. Un grup electrogen diesel este, de obicei, alegerea mai sigură pentru rezervă și rezervă cu sarcină variabilă. Un set generator de gaze naturale poate fi alegerea mai bună pentru generarea continuă a sarcinii de bază atunci când este disponibilă o conductă de gaz utilitară și emisiile în aer fac parte din autorizația de amplasare.

Acest articol este scris pentru inginerii de fabrică, managerii de instalații și cumpărătorii de proiecte care trebuie să compare cele două opțiuni având în vedere condițiile de producție din lumea reală. Scopul nu este de a încununa un câștigător universal. Scopul este de a vă oferi un cadru de decizie care reduce riscul de achiziție, evită nepotrivirile costisitoare de combustibil și vă ajută să vorbiți cu un furnizor de generator cu încredere. Multe unități de producție ajung să selecteze motorina, deoarece este mai ușor de justificat pentru alimentarea de urgență. Dar dacă linia dvs. de producție funcționează 24 de ore pe zi și alimentarea cu gaz este fiabilă, gazul natural poate produce un cost mai mic pe kilowatt-oră pe durata de viață a activului. Alegerea nu se referă la preferința de combustibil; este vorba despre potrivirea generatorului la profilul dvs. de producție, constrângerile site-ului și bugetul de întreținere pe termen lung.

Decizia începe cu profilul dvs. de încărcare, nu cu eticheta de combustibil

Sarcinile de fabricație nu sunt uniforme. Un atelier de ștanțare a metalelor poate avea câteva mașini de presat mari care pornesc și se opresc în cicluri. O fabrică de procesare a alimentelor poate funcționa în mod constant de refrigerare, pompe și transportoare timp de ore. O fabrică chimică poate avea motoare critice care nu trebuie să-și piardă niciodată puterea, chiar și pentru câteva cicluri. Generatoarele de motorină și gaze naturale funcționează diferit în aceste modele de încărcare.

Motoarele diesel sunt stabilite în aplicații în care are loc încărcarea agresivă în bloc. Când pornește un motor mare, generatorul trebuie să mențină tensiunea și frecvența în limite acceptabile. Seturile de generatoare diesel sunt de obicei capabile să accepte un procent mare de sarcină nominală într-o singură etapă. Pentru aplicații industriale, un generator diesel poate face față schimbărilor bruște de sarcină cu o scădere mai mică de tensiune și o recuperare mai rapidă a frecvenței. Designul mecanic al unui motor diesel și sistemul său de aer turbo oferă un răspuns mai direct la creșterile bruște ale cererii de cuplu.

Generatoarele de gaz natural, în special motoarele industriale pe gaz cu ardere slabă, au adesea o acceptare mai puțin agresivă a sarcinii blocului. Un motor pe gaz poate necesita o secvență de încărcare în etape pentru a permite ajustarea raportului aer-combustibil. Dacă procesul dvs. de producție are motoare mari cu inducție care pornesc simultan, generatorul de gaz poate fi necesar să fie supradimensionat sau asociat cu un studiu de pornire a motorului. Acest lucru modifică costul de capital și poate submina economiile de combustibil.

Acesta este motivul pentru care profilul de sarcină ar trebui să fie înaintea economiei de combustibil. Dacă aveți o sarcină de bază lungă și constantă, gazul natural poate oferi o eficiență excelentă și costuri de operare mai mici. Dacă aveți un generator de rezervă care va funcționa între 50 și 100 de ore pe an pentru regimul de așteptare de urgență, motorina rămâne alegerea mai practică și mai ieftină. Generatorul trebuie să fie adaptat la sarcina reală de fiecare dată, iar alegerea combustibilului este doar o parte a procesului de potrivire.

Ce fac bine generatoarele diesel într-un mediu de producție

Generatoarele diesel au o istorie lungă în domeniul energiei industriale. Principiul este simplu: motorina are o densitate mare de energie, este ușor de depozitat la fața locului și oferă o accelerație puternică de la gol la sarcină completă. Pentru producție, acestea nu sunt doar detalii tehnice; ele afectează în mod direct dacă o fabrică se poate recupera după o întrerupere a utilității fără a pierde produsul, a deteriora echipamentul sau a întârzia transporturile.

Unul dintre cele mai importante avantaje diesel este independența combustibilului. Un generator diesel are nevoie doar de un rezervor de combustibil, o pompă de transfer și un contract de furnizare. Combustibilul poate fi livrat cu un camion și depozitat într-un rezervor. Nu există nicio dependență de o conductă care poate sau nu să fie prezentă la limita sitului. Acest lucru face ca motorina să fie atractivă pentru fabricile izolate, locațiile secundare și instalațiile existente în care nu este disponibilă o conductă de gaz natural sau unde alimentarea cu gaz nu este garantată.

Seturile diesel sunt, de asemenea, mai ușor de găsit într-o gamă largă de puteri nominale. De la o unitate de rezervă de 100 kVA la un bloc de așteptare de mai mulți megawați, producătorii oferă pachete diesel complete cu panouri de control, aparate de comutare și sisteme de sincronizare. Pentru o fabrică de producție care dorește o soluție dovedită cu un timp scurt de livrare, motorina este adesea calea cu cea mai mică rezistență.

Eficiența consumului de combustibil al unui motor diesel este, de asemenea, în general mai mare decât cea a unui motor pe gaz natural la putere echivalentă. Un motor diesel poate funcționa cu un consum mai mic de combustibil specific pentru frână într-o gamă de sarcină mai largă. Aceasta înseamnă că, chiar dacă motorina costă mai mult pe MMBtu decât gazul natural, generatorul diesel poate consuma mai puțini Btu pe kilowatt-oră. Prin urmare, costul net de exploatare nu este determinat doar de prețul combustibilului; este determinată de produsul dintre prețul combustibilului și consumul de combustibil pe kWh.

Pentru instalațiile care au deja stocare diesel pentru vehicule de flotă sau echipamente mobile, adăugarea unui generator diesel creează un sistem comun de combustibil. Acest lucru reduce complexitatea achizițiilor și asigură că combustibilul este deja gestionat pentru alte active. Când un generator este supus codurilor de incendiu de stat sau locale, proiectarea rezervorului de motorină, izolarea și ventilația sunt familiare majorității firmelor de inginerie și inspectorilor.

Echipamentul diesel este, de asemenea, flexibil pentru extinderea temporară. O fabrică poate specifica inițial o unitate diesel cu cadru deschis și, ulterior, poate adăuga un container cu sunet atenuat dacă zgomotul devine o problemă. Deoarece piața standard de produse diesel este matură, modificări personalizate, cum ar fi ieșirea de înaltă tensiune, paralelizarea și monitorizarea de la distanță sunt ușor disponibile. Un producător poate oferi un portofoliu grup electrogen diesel care se întinde de la unități mici de rezervă până la sisteme mari de rezervă, oferind unei fabrici un singur furnizor pentru multe cerințe de energie.

Grupuri electrogene diesel de la Jianghao cu o gamă largă de putere Jianghao oferă grupuri electrogene diesel de la 3kW la 3000kW în diverse configurații, inclusiv tipuri silențioase și containere, folosind motoare de încredere, potrivite pentru nevoile industriale de rezervă și pentru alimentarea mobilă. Vizualizare produs →

Compensația practică este că arderea motorinei produce particule și oxizi de azot. În zonele nerealizate, generatoarele diesel pot necesita echipamente de posttratare sau pot fi limitate la utilizarea de urgență. Aceasta nu este o problemă mică pentru fabricile care trebuie să reînnoiască permisele de aer sau care sunt situate în apropierea granițelor rezidențiale. Dar dintr-o perspectivă pură a fiabilității și a răspunsului la sarcină, motorina rămâne alegerea industrială implicită.

Când gazul natural ar trebui să fie pe lista dvs. scurtă

Generatoarele de gaze naturale nu mai sunt o alternativă exotică. Sunt frecvente în industriile în care gazul este deja utilizat pentru cazane, cuptoare, uscătoare sau încălzire de proces. Dacă o fabrică are o conductă de gaz utilitară și amplasamentul permite unui generator să consume gaz în mod continuu, un set de gaze naturale poate reduce costurile de operare și poate îmbunătăți profilul de mediu al instalației.

Cel mai mare beneficiu al gazelor naturale este disponibilitatea combustibilului. O conexiune la conductă elimină necesitatea depozitării combustibilului la fața locului, ceea ce reduce riscul de contaminare a combustibilului, pătrunderea apei și furtul de motorină. Livrarea combustibilului este automată odată ce contorul de gaz este instalat. Acest lucru contează pentru o fabrică care dorește să evite povara operațională a gestionării inventarului de combustibil. De asemenea, contează când o fabrică funcționează mai multe ore pe zi, deoarece un rezervor mic de motorină poate fi epuizat rapid în timpul unei întreruperi prelungite a rețelei.

Gazul natural oferă, de asemenea, ardere mai curată în ceea ce privește particulele. Nu există funingine, nu există evacuare neagră de motorină și nici reziduuri de combustibil pe echipamente. Pentru un campus de producție în apropierea unei zone rezidențiale sau într-o regiune cu limite stricte de particule, beneficiile vizuale și de reglementare pot fi semnificative. Echipamentele cu gaze naturale pot fi instalate într-un pachet închis cu cerințe mai mici pentru permisele de aer, dar trebuie totuși să luați în considerare emisiile de NOx și alunecarea de metan, în funcție de proiectarea motorului și de regulile locale.

Într-un mediu de producție continuă, un generator de gaze naturale poate fi folosit ca sursă de energie primară, mai degrabă decât ca rezervă. Unii producători folosesc seturi de gaz pentru a funcționa în paralel cu rețeaua și profită de prețurile mai mici ale gazului. Aceasta se numește aplicație de taxare la cerere sau generație distribuită. Generatorul furnizează o parte din sarcină, reduce importul de utilități și poate fi expediat în timpul orelor de vârf. Economia poate fi atractivă dacă tariful la gaze este mic și utilitatea locală permite funcționarea în paralel.

Un set de gaze naturale este, de asemenea, mai silențios în unele cazuri, deoarece procesul de ardere este în general mai lin la starea de echilibru. Cu toate acestea, zgomotul este determinat mai des de carcasă decât de combustibil. O carcasă cu atenuare a sunetului bine proiectată poate aduce atât unitățile diesel, cât și pe gaz la niveluri de zgomot similare. Dacă site-ul dvs. de producție necesită o soluție silențioasă pentru schimbarea turelor sau operațiunile de noapte, luați în considerare a set generator de tip silentios mai degrabă decât să alegeți un combustibil doar din motive de zgomot.

Grupuri electrogene silențioase cu carcasă izolată fonic Seturile de generatoare de tip silențios Jianghao au o carcasă robustă de oțel de 2 mm cu izolare fonică multistrat, oferind niveluri de zgomot de până la 70-75 dB la 1 metru, ideal pentru mediile sensibile la zgomot. Vizualizare produs →

Riscul cu gazele naturale este ca linia de utilitate să nu fie dimensionată pentru un generator, mai ales dacă serviciul de gaz existent este doar pentru un încălzitor mai mic. Generatorul va avea o cerere mare de gaz, iar utilitatea trebuie să confirme că presiunea și debitul sunt adecvate. Dacă presiunea disponibilă a gazului este prea scăzută, aveți nevoie de un amplificator de gaz sau de o configurație diferită a motorului pe gaz. Acest lucru adaugă echipament și complexitate proiectului.

Atunci când se ia decizia de a folosi gaze naturale, gama de produse este încă largă. Un producator care ofera grupuri electrogene pe gaz natural poate furniza o unitate evaluată pentru tensiunea și cerințele de control ale amplasamentului. Cheia este să selectați un motor pe benzină care se potrivește cu condițiile de viteză, treaptă de încărcare și altitudine din fabrica dumneavoastră. Motoarele pe gaz nu sunt toate la fel; unele sunt construite pentru sarcina de bază continuă, în timp ce altele sunt mai puțin tolerante la temperaturi ambientale ridicate și variații rapide de sarcină.

Grupuri electrogene pe gaz natural de la Jianghao pentru o putere mai curată Jianghao produce seturi generatoare pe gaz natural cu o gamă largă de puteri și opțiuni de motor, oferind o alternativă fiabilă la motorină pentru aplicații de rezervă continuă și de rezervă. Vizualizare produs →

Cost total: capital, combustibil și cheltuieli de exploatare

Costul este adesea prima întrebare pe care o pune un manager de fabrică. Răspunsul sincer este că o afirmație simplă „motorină este ieftină” sau „gazul este ieftin” nu este utilă. Trebuie să comparați costul total de proprietate pe orizontul așteptat al proiectului. Aceasta include setul generator inițial, infrastructura de combustibil, sistemele auxiliare, forța de muncă la instalare, întreținerea anuală și combustibilul consumat în condiții de sarcină reală.

Grupurile electrogene diesel au, în general, un preț de achiziție mai mic decât unitățile pe gaz natural cu aceeași putere nominală. Un motor diesel este construit în jurul unui ciclu de ardere mai standard și a unui lanț de aprovizionare matur. Motorul pe gaz, în special un motor industrial cu ardere slabă, are mai multe componente, cum ar fi carburarea pe gaz, convertoarele catalitice, sistemele de aprindere și o logică de control mai dezvoltată. De aceea, seturile de gaze naturale au adesea o primă la cotația inițială a echipamentelor.

Prețul combustibilului este locul în care gazul natural poate câștiga. Gazul natural este adesea mai ieftin per MMBtu decât motorina, dar prețul de consum depinde de tarifele locale, tarifele de vârf ale cererii și conținutul de energie al gazului furnizat. Dacă o fabrică achiziționează deja gaz în baza unui contract industrial, costul incremental pentru generator poate fi mai mic decât achiziționarea de motorină la un preț cu amănuntul la pompă. Cu toate acestea, gazul nu este întotdeauna ieftin; iarna sau în timpul creșterii cererii, prețurile gazelor industriale pot crește semnificativ.

Eficiența consumului de combustibil este locul în care motorina poate câștiga. Un motor diesel generează un kilowatt-oră cu un aport mai mic de energie termică în majoritatea cazurilor. Ratele aproximative de căldură pentru grupurile electrogene industriale mari sunt adesea de 8.500 până la 9.500 Btu per kWh. Seturile de generatoare cu gaz natural cu ardere slabă pot fi în intervalul 10.000 până la 12.000 Btu per kWh. Aceasta înseamnă că o unitate de gaz natural are nevoie de mai multă energie de combustibil pentru a produce aceeași putere electrică. Atunci când înmulțiți o rată de căldură mai mare cu un preț potențial mai mic al combustibilului, rezultatul este specific locației și, uneori, nu este atât de unilateral cum se aștepta.

Pentru a compara costurile cu combustibilul, ar trebui să utilizați propriile prețuri locale și nu o medie națională. O metodă mai simplă este să cereți fiecărui furnizor de generator un consum estimat de combustibil în orele de funcționare pe care intenționați să le rulați. Apoi înmulțiți cu costul real al combustibilului livrat. Pentru o fabrică care rulează un generator de așteptare timp de 100 de ore pe an, diferența de cost al combustibilului este de obicei minoră. Pentru o instalație care funcționează un generator de gaz timp de 6.000 de ore pe an, chiar și o mică diferență de cost pe kWh poate crea un impact financiar serios.

Depozitarea combustibilului și constrângerile site-ului: costul ascuns

Multe decizii de achiziție eșuează deoarece constrângerile site-ului sunt ignorate. Un generator poate îndeplini valoarea nominală în kW, dar amplasamentul nu poate suporta sistemul de combustibil sau carcasa. Acest lucru este valabil mai ales în fabricile de producție mai vechi, unde legătura de utilități este în spatele proprietății, iar codul local de incendiu impune distanța dintre rezervorul de combustibil și clădire.

Pentru motorină, aveți nevoie de un rezervor de stocare, o zonă de izolare, un punct de umplere, un sistem de monitorizare a nivelului și, eventual, o buclă de lustruire a combustibilului. Rezervorul trebuie dimensionat pentru timpul de autonomie estimat. Dacă o instalație are o sarcină critică de proces de 1.000 kW și dorește 24 de ore de rezervă, consumul de combustibil la sarcină maximă ar putea fi de mii de litri. Depozitarea atât de multă motorină necesită spațiu, permise și un plan de prevenire a scurgerilor. Gestionarea combustibilului este, de asemenea, o sarcină de întreținere: motorina se poate degrada, absorbi apa și susține creșterea microbiană dacă rămâne nefolosită pentru perioade lungi. Un program regulat de întreținere a combustibilului nu este opțional pentru instalațiile critice.

Pentru gazele naturale, principala constrângere a amplasamentului este conducta de alimentare cu gaz. Generatorul are nevoie de un debit și presiune de gaz specificate la șina de distribuție. În cazul în care conducta este subdimensionată, generatorul se poate scădea sau se poate defecta atunci când sarcina crește. Într-o fabrică de producție, echipamentul de proces poate consuma deja gaz, astfel încât generatorul trebuie conectat la o linie de gaz separată sau la o ramură dedicată cu reglarea corespunzătoare a presiunii. Aceasta este o sarcină de inginerie care ar trebui definită în timpul fazei de proiectare, nu după sosirea generatorului.

Dacă nu există o conductă de gaz, gazul natural poate fi furnizat sub formă de gaz natural comprimat sau gaz natural lichefiat. GNC necesită un sistem de stocare de înaltă presiune și un vaporizator, iar GNL necesită stocare criogenică. Aceste opțiuni adaugă costuri de capital semnificative și necesită pregătirea operatorilor. Pentru majoritatea fabricilor, GNC sau GNL sunt competitive doar atunci când orele anuale de funcționare sunt foarte mari și performanța de mediu sau economia de preț a combustibilului justifică complexitatea.

Diesel are avantaje și în setări extreme. O fabrică dintr-o locație îndepărtată poate să nu aibă acces la o conductă de gaz, dar poate aranja livrări de motorină de la un furnizor de încredere. Dacă instalația se află într-o zonă cu vreme foarte rece, motorina poate fi tratată pentru funcționare la temperatură scăzută. Gazul natural, pe de altă parte, poate avea probleme cu presiunea gazului, condensul și givrarea regulatorului în condiții reci, cu excepția cazului în care sistemul este proiectat pentru asta.

Eficiență sub sarcini reale de producție

Sarcinile de fabricație sunt adesea mult sub capacitatea nominală a generatorului. Un generator de 1.000 kW poate fi dimensionat pentru a acoperi sarcina de vârf, dar sarcina medie din fabrică ar putea fi de numai 500 până la 700 kW. Generatorul va petrece multe ore în sarcină parțială. Înțelegerea eficienței la sarcină parțială este mai importantă decât eficiența la sarcină completă în multe aplicații.

Motoarele diesel au, în general, o curbă mai plată a consumului de combustibil. La o sarcină de 50%, un generator diesel poate consuma aproximativ 60 până la 70% din combustibilul pe care l-ar consuma la o sarcină de 100%. Aceasta înseamnă că consumul specific de combustibil pe kilowatt-oră livrat, deși este ceva mai mare decât la sarcină maximă, nu crește dramatic. Generatoarele diesel sunt prin urmare practice pentru sarcini variabile și pentru aplicații în care generatorul funcționează uneori la sarcină ușoară.

Motoarele pe gaz natural, în special unele modele cu ardere slabă, sunt mai puțin eficiente la sarcină parțială. Când sarcina scade, raportul aer-combustibil trebuie ajustat, iar sistemul de control poate arde mai mult combustibil per kWh pentru a menține arderea stabilă. Pentru o instalație care funcționează un generator de gaz la sarcină parțială pentru perioade lungi, costul de operare poate fi mai mare decât ar sugera un calcul simplu la sarcină completă.

Acesta este motivul pentru care studiile profilului de încărcare sunt valoroase. Un studiu bun va înregistra evenimentele reale în kW, kVA, factor de putere și pornirea motorului pe o săptămână reprezentativă. Acesta va arăta nu doar sarcina maximă, ci și cât de des se află generatorul la sarcină de 30%, 60% sau 90%. Aceste date ajută la determinarea dacă generatorul ar trebui să fie un set diesel, un set de gaz sau o pereche de unități mai mici în paralel.

Dacă instalația are o sarcină foarte variabilă, o strategie comună este de a dimensiona două sau mai multe grupuri electrogene și de a le rula în paralel. La sarcină mică, funcționează un singur set; la sarcină mare, ambele seturi funcționează. Acest lucru îmbunătățește eficiența la sarcină parțială deoarece fiecare generator este mai aproape de puterea sa nominală. Această abordare este utilă în special pentru generatoarele de gaze naturale unde eficiența sarcinii parțiale este o preocupare. Un sistem de paralelizare este o investiție utilă atunci când generatorul va deservi o sarcină de producție fluctuantă.

Emisii, permise și risc de mediu

Reglementările de mediu devin o parte mai importantă a selecției generatoarelor în producție. Un generator care nu îndeplinește cerințele de autorizare a aerului poate întârzia punerea în funcțiune, poate provoca amenzi sau poate forța o reproiectare după cumpărare. Profilul de emisii depinde de tipul de motor, profilul de sarcină și opțiunile de posttratare a gazelor de evacuare.

Generatoarele diesel au un set binecunoscut de caracteristici de emisii. Ele produc oxizi de azot și particule. În multe regiuni, generatoarele diesel de rezervă de urgență sunt scutite de anumite cerințe de autorizare dacă sunt utilizate numai pentru întreruperi rare. Dar acestea sunt încă supuse unor limite rezonabile de funcționare, iar unele facilități trebuie să solicite o autorizație dacă generatorul este utilizat pentru operațiuni care nu sunt de urgență. Dacă intenționați să utilizați generatorul pentru bărbierit de vârf sau răspuns la cerere, poate fi necesar să instalați un posttratare sau să alegeți un motor cu emisii mai mici.

Motoarele pe gaz natural produc mult mai puține particule. Procesul de ardere este mai curat și nu există fum vizibil. Cu toate acestea, motoarele pe gaz natural produc în continuare NOx și pot emite metan nears. Metanul este un gaz cu efect de seră puternic, iar unele autorități de mediu încep să țină seama de alunecarea metanului. Într-un site care urmărește emisiile Scope 1 sau Scope 2, alunecarea de metan ar putea fi o răspundere ascunsă.

Pentru site-urile de producție din zonele nerealizate, gazul natural poate fi o alegere utilă, deoarece evită necesitatea filtrelor de particule diesel sau a reducerii catalitice selective. Cu toate acestea, motoarele cu gaz cu emisii reduse de NOx pot avea nevoi diferite de întreținere și pot fi mai sensibile la calitatea combustibilului. Acesta este un compromis care ar trebui discutat cu producătorul și cu un consultant local pentru calitatea aerului înainte de achiziționarea generatorului.

Un alt punct de luat în considerare este permisul de zgomot. Un set diesel cu cadru deschis poate produce 95 până la 105 dB(A) aproape de evacuare, în timp ce un amortizor și o carcasă de înaltă calitate o pot reduce la 65 până la 75 dB(A) la distanță. Seturile de gaze naturale sunt adesea percepute ca mai silențioase, dar designul carcasei este de obicei factorul dominant. Dacă fabrica se află în apropierea unei granițe rezidențiale, specificația de zgomot din comanda de achiziție, nu tipul de combustibil, va determina dacă primiți o instalare conformă.

Risc de întreținere, durată de viață și întrerupere

Întreținerea este locul în care decizia generatorului poate deveni costisitoare. Costul unei singure opriri neplanificate după o defecțiune a generatorului depășește adesea economiile anuale de combustibil ale unei opțiuni de combustibil mai ieftine. Prin urmare, întreținerea ar trebui tratată ca un factor de risc, nu doar o cheltuială de funcționare.

Întreținerea generatoarelor diesel este familiară pentru majoritatea instalațiilor industriale. Sarcinile includ schimbarea filtrului de combustibil, schimbarea uleiului, verificarea lichidului de răcire, întreținerea bateriei, inspecția injectoarelor și testarea regulată a sarcinii. Un generator diesel bine întreținut poate fi foarte fiabil. În aplicațiile de așteptare, seturile diesel sunt de obicei testate la sarcină o dată pe lună pentru a confirma că motorul este pregătit pentru o urgență. Aceasta este o practică standard pentru instalațiile critice pentru misiune.

Durata de viață a unui grup electrogen diesel este adesea măsurată în ore de funcționare. Un motor diesel industrial de mare capacitate poate funcționa de obicei cu 20.000 până la 30.000 de ore înainte de o revizie majoră, în funcție de sarcină, viteză și calitatea întreținerii. Se știe că unele motoare depășesc 40.000 de ore în aplicații gestionate cu atenție. Pentru o fabrică care își funcționează generatorul doar câteva sute de ore pe an, un set diesel poate dura zeci de ani.

Întreținerea generatorului de gaze naturale este diferită. Un motor cu gaz slab consumat folosește bujii, bobine de aprindere și un carburator cu gaz sau un sistem de injecție. Aceste componente necesită inspecție și înlocuire regulată. Este posibil ca bujiile să fie schimbate la fiecare 1.000 până la 2.000 de ore, în funcție de motor. Jocul supapelor și starea supapei de evacuare sunt, de asemenea, critice la motoarele pe gaz. Intervalele de schimbare a uleiului pentru un motor pe gaz pot fi mai scurte decât pentru un motor diesel din cauza caracteristicilor de ardere și a potențialului de contaminare cu ulei.

Pentru aplicațiile cu sarcină de bază continuă, programul de întreținere pentru un generator de gaze naturale este gestionabil dacă instalația are o echipă de întreținere calificată sau un contract de service. Dar pentru o fabrică care are doar un tehnician instruit în motorină, trecerea la gaz poate crea un decalaj de întreținere. Rețeaua de service a producătorului trebuie evaluată înainte de cumpărare. Dacă producătorul poate sprijini șantierul cu piese de schimb, diagnosticare la distanță și service pe teren, riscul este semnificativ mai mic.

Riscul de nefuncționare este, de asemenea, legat de disponibilitatea combustibilului. Un generator diesel poate funcționa ore întregi după o întrerupere a rețelei, dar dacă rezervorul de combustibil este gol, unitatea se oprește. Un generator de gaze naturale are o alimentare nelimitată de la conductă, dar dacă compania de gaze se confruntă cu propria întrerupere, generatorul este inutil. Unele centrale folosesc un generator cu dublu combustibil care poate trece la motorină dacă presiunea gazului scade. Sistemele cu combustibil dublu adaugă la costul inițial, dar pot fi valoroase pentru instalațiile care nu pot accepta întreruperea sarcinii procesului.

Scăderea tensiunii, răspunsul tranzitoriu și dimensionarea generatorului

Motoarele industriale, presele, sudorii și compresoarele creează sarcini tranzitorii. Când pornește un motor mare, generatorul suferă o scădere de tensiune pe termen scurt și o abatere de frecvență. Dacă generatorul nu se poate recupera rapid, linia de producție se poate declanșa, PLC-urile se pot reseta și motoarele pot pierde sincronizarea. Prin urmare, generatorul trebuie dimensionat astfel încât să suporte cea mai slabă sarcină de pornire, nu doar sarcina la starea de echilibru.

Un grup electrogen diesel are reputația de a oferi un răspuns tranzitoriu mai puternic. Motorul poate crește rapid livrarea de combustibil și poate crește presiunea pentru a se potrivi cu cererea de sarcină. Acest lucru oferă regulatorului de tensiune mai mult timp pentru a menține ieșirea. De exemplu, un grup electrogen diesel poate menține tensiunea cu 10 la sută în timpul unei aplicații de blocare de 100 la sută. Motoarele pe gaz natural pot avea o cădere de tensiune inițială mai mare și au nevoie de mai mult timp pentru a se recupera atunci când sarcina este aplicată brusc.

Aceasta nu este o regulă universală, dar este un model comun. Fișa de date a producătorului ar trebui să includă date de performanță tranzitorie ISO 8528. Dacă instalația dumneavoastră are o secvență de pornire a motorului, solicitați un studiu de pornire a motorului de la furnizor. Studiul va identifica dacă un generator de gaze naturale trebuie să fie supradimensionat pentru a face față curentului de pornire. Supradimensionarea unui generator de gaz poate elimina avantajul costurilor de operare prin creșterea atât a investiției de capital, cât și a pierderilor mai mici de eficiență a sarcinii.

În producție, calitatea tensiunii este, de asemenea, o preocupare pentru mașinile CNC și alte echipamente electronice sensibile. Un generator care produce o cădere de tensiune mai profundă poate provoca declanșări neplăcute. Unele fabrici rezolvă acest lucru folosind un sistem UPS pentru controale critice. Alții folosesc un grup electrogen cu un alternator supradimensionat pentru a reduce scăderea de tensiune. Ambele opțiuni ar trebui luate în considerare în proiectarea generală a sistemului.

Configurații personalizate pentru fabrici de producție

Facilitățile de producție sunt rareori simple. O fabrică poate avea nevoie de un generator care poate fi pus în paralel cu rețeaua, o ieșire de înaltă tensiune, un pachet mobil pentru un site auxiliar sau o carcasă compactă atenuată de sunet. Aceste cerințe nu sunt întotdeauna disponibile în produsele standard de catalog.

Dacă instalația dvs. are un sistem complex de distribuție a energiei, puteți beneficia de colaborarea cu un producător care poate oferi un design personalizat de grup electrogen. Un design personalizat poate defini caracteristicile electrice, sistemul de control, punctele de alarmă și aranjamentul fizic înainte ca unitatea să fie construită. Acest lucru ajută la reducerea surprizelor la instalare și asigură că generatorul poate fi integrat cu tabloul de distribuție existent. Producătorul poate sfătui, de asemenea, dacă generatorul ar trebui să fie o singură unitate mare sau un grup paralel de unități mai mici.

Pentru centralele care trebuie să se conecteze la o rețea de distribuție de medie tensiune, este adesea necesar un pachet de grup electrogen de înaltă tensiune. Un pachet de înaltă tensiune include un transformator de înaltă tensiune, un întrerupător de înaltă tensiune, relee de protecție și comenzi care permit generatorului să funcționeze în paralel cu rețeaua sau să insuleze instalația. Acesta este un domeniu specializat în care capacitățile de inginerie ale producătorului contează mai mult decât tipul de combustibil.

O altă cerință comună în producție este capacitatea de a opera mai multe grupuri electrogene în paralel. Paralela permite instalației să potrivească generația cu încărcarea, să mărească redundanța și să reducă trezirea unei singure unități mari. Dacă o instalație are un proces continuu care nu poate tolera o oprire completă, un sistem în paralel poate fi aranjat astfel încât întreținerea unui set să aibă loc în timp ce celălalt set continuă să alimenteze sarcina critică. Atât pentru motorină, cât și pentru gaze naturale, un sistem de paralelizare adaugă complexitate, dar adaugă și flexibilitate.

Pachetele mobile și cu ridicare automată sunt utile atunci când generatorul trebuie mutat între hale de producție sau instalat într-un loc temporar. În unele fabrici, un generator montat pe remorcă este folosit ca rezervă în timp ce o unitate permanentă este în reparație. Producătorul poate furniza un pachet mobil cu un design de ridicare automată, astfel încât instalația să poată plasa unitatea fără macara. Acesta nu este un subiect de bază de comparație între motorină și benzină, dar afectează selecția finală, deoarece nu fiecare tip de combustibil este disponibil în fiecare configurație.

O listă de verificare practică de cumpărare pentru planta dvs

Înainte de a emite o comandă de cumpărare, utilizați următoarea listă de verificare pentru a evita cele mai frecvente greșeli. Lista este în mod intenționat practică și poate fi folosită ca document de revizuire în timpul procesului de achiziție.

1. Definiți modul de funcționare. Generatorul este pentru standby de urgență, putere primară, sarcină de bază continuă, reducere la vârf sau funcționare paralelă a rețelei? Un generator care este utilizat pentru rezervă de urgență poate avea cerințe de emisii și protocoale de întreținere diferite decât cel utilizat pentru producția zilnică.
2. Calculați orele de funcționare anuale estimate. Costul anual de combustibil este semnificativ doar atunci când înmulțiți rata consumului de combustibil cu orele efective de funcționare a generatorului. O aplicație de așteptare de 200 de ore va avea o sensibilitate diferită la costul combustibilului față de o aplicație continuă de 5.000 de ore.
3. Solicitați un profil de încărcare. Măsurați sau estimați sarcina medie, sarcina de vârf, factorul de putere și kVA de pornire a celui mai mare motor. De asemenea, luați în considerare dacă o linie de producție poate fi re-secvențializată pentru a reduce sarcina de pornire.
4. Confirmați disponibilitatea combustibilului. Întrebați compania de gaz dacă presiunea și debitul existent în conductă pot susține generatorul. Dacă conducta de gaz este prea mică, opțiunea de gaz natural poate necesita o linie dedicată și un amplificator de presiune. Pentru motorină, confirmați dimensiunea rezervorului și contractul anual de livrare a combustibilului.
5. Verificați permisele locale. Identificați dacă generatorul poate fi utilizat pentru evenimente limitate care nu sunt de urgență, dacă este necesară tratarea ulterioară și ce limită de zgomot se aplică la limita proprietății. Includeți aceste cerințe în caietul de sarcini înainte de a solicita o ofertă.
6. Evaluați accesul la întreținere. Confirmați că instalația are tehnicieni instruiți pentru a întreține platforma motorului selectată. Dacă nu, întrebați furnizorul despre disponibilitatea unui contract de service local și despre timpul de livrare pentru piesele de schimb.
7. Comparați costul total de proprietate. Solicitați fiecărui furnizor o estimare a costului ciclului de viață care include generatorul, sistemul de combustibil, instalarea, controalele, întreținerea, consumul de combustibil și o valoare reziduală proiectată. O mică diferență în puterea cotată poate modifica în mod substanțial calculul costului.
8. Examinați portofoliul de produse al producătorului. Un furnizor care poate oferi mai multe tipuri de combustibil, intervale de putere și opțiuni de carcasă vă oferă mai multă flexibilitate dacă proiectul se schimbă. Un furnizor cu o gamă mai restrânsă de produse vă poate forța într-o configurație suboptimă.

Această listă de verificare trebuie completată de către inginerul uzinei, managerul de operațiuni și responsabilul de achiziții. Decizia nu este doar tehnică; afectează, de asemenea, bugetele anuale, personalul și conformitatea. Aducerea devreme a persoanelor potrivite în conversație reduce șansa unei comenzi de modificare cu întârziere.

Recomandare finală: pe care ar trebui să aleagă fabrica dvs. de producție?

Dacă instalația dvs. caută un generator de rezervă clasic care poate rămâne inactiv pentru cea mai mare parte a anului și trebuie să pornească în mod fiabil după o întrerupere bruscă a rețelei, alegeți motorina. Diesel oferă un cost inițial mai mic, o rutină de service familiară, acceptare puternică a treptei de încărcare și capacitatea de a stoca combustibil la fața locului. Este alegerea mai sigură pentru unitățile de producție care nu sunt deja conectate la o conductă de gaz industrial.

Dacă instalația dvs. are o sursă stabilă de gaz natural și generatorul va fi folosit sute de ore în fiecare zi ca unitate primară sau de vârf, gazul natural merită o evaluare serioasă. Un generator de gaze naturale poate reduce emisiile de particule, simplifica stocarea combustibilului și poate produce costuri mai mici de combustibil pe kWh atunci când tarifele la gaze sunt competitive. Cheia este verificarea presiunii gazului, includerea unui studiu de pornire a motorului și bugetul pentru intervalele mai scurte de întreținere ale unui motor pe gaz.

Pentru multe unități de producție, decizia nu este una sau alta. Un aranjament comun este un generator diesel pentru regimul de urgență și un generator de gaz pentru reducerea vârfului rețelei sau sarcina de bază continuă. Acest lucru conferă fabricii fiabilitatea motorinei pentru întreruperi scurte și economia de funcționare a gazelor naturale pentru aplicații de lungă durată. Cele două sisteme pot împărtăși aceeași filozofie de control și pot fi integrate în același tablou de distribuție.

Câteva avertismente practice finale: nu selectați niciodată un generator doar pe baza evaluării unei broșuri. Solicitați întotdeauna datele de performanță reală a site-ului în condițiile de altitudine, temperatură și încărcare. Nu ignorați niciodată sistemul de stocare a combustibilului sau de alimentare cu gaz, deoarece acolo au loc majoritatea depășirilor de costuri ale proiectelor. Și nu lăsați niciodată un furnizor să schimbe tipul de combustibil al unei oferte fără a le cere să trimită din nou datele de performanță tranzitorie, datele de zgomot și datele de emisii.

Generatorul nu este ultimul lucru pe care îl cumpărați; este punctul de plecare pentru un sistem de alimentare care vă protejează producția și marja. Atunci când alegeți cu o privire clară asupra profilului real de încărcare de producție și a realității combustibilului site-ului dvs., evitați greșeala costisitoare de a alege combustibilul greșit pe hârtie și de a afla în punerea în funcțiune.