تعمیرات انواع موتورهای دیزل ژنراتور و ماشین آلات راهسازی

دیزل ژنراتور یا مولد دیزل به ترکیبی از موتور دیزل، ژنراتور و انواع متعلقات فرعی از قبیل شاسی، اطاقک پوشاننده جهت محافظت و کاهش صدا، سیستم‌های کنترل، قطع کننده‌های اضطراری مدار، سیستم مولد گرما، سیستم استارت اتومات و غیره که به منظور تولید برق استفاده می‌شود، می‌گویند. آسمونی در این بخش به معرفی کامل موتور دیزل ژنراتور؛ کاربرد موتورهای دیزل ژنراتور و ... می پردازد.

مجموعه دیزل ژنراتور

موتور ژنراتورها می‌توانند از 1 تا 20 کیلوولت آمپر (KVA) برای منازل، فروشگاه‌ها، ادارات کوچک و تا (2000KVA/2MVA) قابل استفاده برای مجتمع‌های اداری بزرگ و کارخانه‌ها برق تولید کنند. ژنراتورها در توانهای مختلف را می‌توان درون یک اطاقک ایزوله قابل حمل قرار داد. این اتاقک که نقش اصلی آن کاهش صدای ژنراتور می‌باشد را در اصطلاح «کانوپی سایلنت» گویند. ژنراتورهای 5 مگاوات برای ایستگاه‌های کوچک تولید برق استفاده می‌شوند و برای این منظور می‌توان از چندین دستگاه ژنراتور استفاده کرد. ژنراتورها در سایزهای بزرگتر به صورت مجزا به محل نصب حمل شده و در آنجا مونتاژ و تجهیزات فرعی به آنها اضافه می‌شود.

دیزل ژنراتورهای کوچک تا 250 کیلو ولت‌آمپر نه تنها برای تولید برق اضطراری بلکه به جهت تأمین برق مورد نیاز به صورت مستمر یا در زمان اوج مصرف و یا حتی در زمانی که کمبود زنراتورهای بزرگتر حس می‌شود استفاده می‌شوند.

کشتی‌ها و بسیاری از وسائل نقلیه بزرگ زمینی مانند قطارها نیز از دیزل ژنراتور نه فقط برای تأمین برق روشنایی بلکه برای تأمین 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.

بعضی از متداول‌ترین موتورها

• کاترپیلار (CATETPILLAR)
• کامینز (CUMMINS)
• ولو (VOLVO)
• جی ام (GM)
• پرکینز (PERKINS)
• دوسان (DOOSAN)
• ام تی یو (MTU)
• میتسوبیشی (Mitsubishi)
• دوسان کره (Doosan)

بعضی از متداول‌ترین ژنراتورها

• استامفورد (STAMFORD)
• لینز (LINZ)
• مکالته (MECCALTE)
• لروی سومر (Leroy Somer)
• ماراتن (Marathon)
• ای وی کی (AVK)
• کاترپیلار آمریکا (caterpilar)
• پاورژن (powergen)

دیزل ژنراتور

ترکیبی از موتور دیزل و یک ژنراتور الکتریکی (غالباً آلترناتور) است که برای تبدیل انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مجموعه دیزل ژنراتورها در مکانهایی بدون اتصال به شبکه توان، مانند مواقعی که نیاز ضروری به فراهم کردن توان و انرژی است و نیز زمانهایی که شبکه وجود ندارد، مورد استفاده قرار می گیرندزمانی که شبکه قطع می‌شود، درست بخوبی کاربردهای پیچیده‌تر مانند اوج برش، پشتیبانی شبکه و ارسال به شبکه‌های توان، انرژی فراهم می‌شود.

در نظر گرفتن سایز دیزل ژنراتور برای جلوگیری از کم شدن بار یا کمبود توان ضروری است و این عمل بوسیله الکترونیک مدرن بویژه بارهای غیرخطی دشوار شده است.

اندازه ژنراتور

مجموعه مولد بر اساس بار الکتریکی که برای آنها درعرضه در نظر گرفته شده، تمام ویژگی‌های بارهای الکتریکی (kWe, KVA, VAR و محتواهای هارمونیک شامل جریانهای شروعی (عموماً از موتور) و بارهای غیر خطی را شامل می‌شود. وظیفه مورد انتظار بطور مثال امور اورژانسی، تواندهی پیوسته یا اولیه (پرایم)، بخوبی شرایط محیطی مانند ارتفاع، دما و تنظیم مقررات گازهای گلخانه‌ای باید مد نظر قرار گیرد. بسیاری از تولیدکنندگان ژنراتورهای بزرگتر، مجموعه‌ای از نرم‌افزار را ارائه خواهند داد که محاسبه‌های اندازه پیچیده را به سادگی با خواندن شرایط سایت و ویژگی‌های بار الکتریکی متصل انجام خواهند داد.

پشتیبانی شبکه

شبکه پشتیبانی برق در منطقه صنعتی

دیزل ژنراتورهای آماده به انجام کار اضطراری و نیروگاه‌های آبی بعنوان عملکرد ثانویه، استفاده گسترده‌ای برای محافظت از شبکه‌های ملی مختلف در هر زمان و به دلایل مختلف در آمریکا و انگلستان دارند. بطور مثال در انگلستان تعداد 0٫5 GWe از دیزل‌ها بطور منظم استفاده می‌شوند تا از شبکه ملی حمایت کنند که پیک بار آن 60 GW است. اینها در مجموعه‌ای با سایزی معادل با 200kw تا 2MW قرار گرفته‌اند.

این حالت همیشه زمانی اتفاق می‌افتد که بعنوان مثال ظرفیت زیادی از نیروگاه حدود 660 مگاوات بطور ناگهانی از دست برود و یا یک جهش ناخواسته ناگهانی در میزان توان باعث فرسایش ذخیره شده طبیعی در حال چرخش شود. این مسئله برای هر دو بخش مفید است. دیزل‌ها برای دلایل دیگری نیز خریداری شده‌اند، اما باید برای حصول اطمینان بطور کامل آزمایش شود. شبکه موازی شده، ساده‌ترین راه جهت انجام این عمل است. این روش عملکردی است که عموماً بوسیله یک بخش سومی که عملکرد ژنراتور را مدیریت می‌کند و با اپراتور سیستم ارتباط برقرار می‌کند، انجام می‌گیرد.

به این روش شبکه‌های ملی بریتانیا با توان 2 گیگاوات از نیروگاهی که بالاتر است و به همان سرعت دو دقیقه در برخی موارد به صورت موازی عمل می‌کند، تماس می‌گیرد. این مورد بسیار سریع تر نسبت به بار پایه توان است که می‌تواند 12 ساعت از سرما بگیرد و سریعتر از توربین گازی است که می‌تواند زمان زیادی را مصرف کند.

سوختی که برای دیزل‌ها استفاده می‌شود سوختی که در آزمایش‌ها تست شده است. سیستم مشابه‌ای که در فرانسه عمل می‌کندEJP، تعرفه‌های بخصوص ماکزیمم شبکه، در حداقل 5 گیگاوات مجموعه دیزل ژنراتور تجهیز می‌شود تا در دسترس باشد. کار اولیه دیزل‌ها توان دادن به شبکه است. در طی عملکرد نرمال در همزمان سازی با شبکه نیروگاهی برق با پنج درصد افت سرعت کنترل اداره شده‌اند.

این به این معنی است که تمام سرعت بار 100٪ است و هیچ سرعت باری 105٪ نیست و این نیازمند عملکرد پایدار شبکه است بدون جستجو و فقدان نیروگاه‌های برق. عموماً تغییرات سرعت، کمترین است. تنظیمات خروجی توان با افزایش کم خیز منحنی بوسیله افزایش فشار فنر بر روی یک گاورنر سانتریفوژ ایجاد شده است. عموماً این یک نیاز پایه سیستم برای همه نیروگاه‌ها است زیرا نیروگاه‌های جدیدی و قدیمی در پاسخ به تغییرات لحظه‌ای در فرکانس بدون وابستگی به ارتباطات خارجی، بایستی سازگار باشند.

قیمت تبدیل انرژی

مصرف سوخت، مهمترین بخش نیروگاه‌های دیزلی است و قیمت تمام شده برای کاربردهای توان، در حالی که قیمت اصلی الویت اساسی برای پشتیبانی ژنراتور است، باید در نظر گرفته شود. مصارف خاص متفاوت هستند اما یک پلنت دیزل جدید بین 0٫28 تا 0٫4 لیتر از سوخت هر کیلووات ساعت را در ترمینال‌های ژنراتور مصرف خواهد کرد.

بهرحال موتورهای دیزل می‌توانند بر روی تنوع وسیعی از سوخت‌ها عمل کنند و به پیکربندی بستگی دارد از طریق سوخت دیزل eponymous که عموماً از نفت خام بدست می‌آید، معمول هستند. موتورها می‌توانند با تمام طیف عصاره سوخت تجمیع شده کار کنند از گاز طبیعی، الکل، گازوئیل، گاز چوب تا روغن‌های سوخت از روغن دیزل تا سوخت‌های رسوبی. بدین ترتیب با معرفی بعنوان هوای مصرفی و با استفاده از مقدار کمی سوخت فسیلی برای احتراق معرفی می‌شوند. تبدیل به 100٪ سوخت فسیلی می‌تواند بلافاصله انجام گیرد.

انواع مولدها

بر حسب کاربرد، کارخانجات سازنده مولدها چهار نوع را پیشنهاد می‌دهند:

• اضطراری
• پایه
• دائم
• چند منظوره

ژنراتور باید توان مورد نیاز پیش بینی شده معتبر را بدون آسیب فراهم کند این امر با دادن یک یا چند رتبه به ژنراتور بدست می‌آید.

مولد اضطراری (Standby)

در حالت قطع برق شهری به صورت خودکار اقدام به تأمین برق مشترکین می‌کند. یک مدل از ژنراتور بصورت استندبای ژنراتور ممکن است لازم باشد تا فقط چند ساعت در ماه عمل کند اما مدل‌های دیگری از ژنراتورهای پرایم هستند که باید بصورت پیوسته عمل کنند. زمانی که یک ژنراتور جایگزین راه می‌افتد، ممکن است با شرایطی بخصوص عمل کند مانند 10٪ بار اضافه که در طی زمان فعالیت می‌تواند منظور شود. ژنراتوری با مدل یکسان می‌تواند مرتبه بالاتری را برای سرویس جایگزین راه‌اندازی کند که آن برای امور پیوسته است. شرکت‌های سازنده بر طبق توافق جهانی برای هر ژنراتور رتبه‌ای قائل می‌شوند.

این رتبه‌بندی‌های استاندارد تعریف می‌شود تا اجازه انتخاب صحیح را بدهد و مقایسه خوبی بین سازنده‌ها صورت گیرد تا از عملکردنادرست ماشین جلوگیری کند و راهنمای طراحان باشد.

مولد پایه (Prime)

معمولاً در اماکنی که موقتاً به برق نیاز دارند به کار می‌آیند. مانند اردوگاه‌ها، نمایشگاه‌ها، اکتشاف معادن و کمپ‌ها. نباید در کاربردهای ساخت توان استفاده شود. خروجی موجود با بار متفاوت برای یک زمان نامحدود است. عموماً پیک تقاضای100٪ رتبه اولیه ekW را با 10٪ ظرفیت بار اضافی برای استفاده در موقعیت‌های ضروری برای ماکزیمم یک ساعت در 12 ساعت را داراست. 10٪ ظرفیت اضافه بار برای زمان محدودی در دسترس است. (معادل با توان اولیه و مطابق با ISO8528و توان اضافی مطابق با ISO3046 AS2789, DIN6271, and BS5514) این رتبه برای تمامی مدل‌های ژنراتور قابل استفاده نیست.

کاربردهای نوعی – جایی که ژنراتور تنها مرجع توان باشد برای ارتباط راه دور با معادن، سایت‌های ساختمانی، زمین برگزاری نمایشگاه و فستیوال و غیره است.

مولد دائم (Continuous)

برای امور نیروگاهی یا برق سراسری هستند. قابل کاربرد در فراهم کردن توان پیوسته برای یک بار ثابت تا رتبه کامل خروجی برای زمانهای نامحدود است. هیچ قابلیت جانشین شدن اضافه باری برای این رتبه در دسترس نیست. توزیع کننده‌های مجاز شده مشارکتی برای رتبه‌بندی معادلند با توان پیوسته مطابق با ISO8528, ISO3046, AS2789, DIN6271, and BS5514

این رتبه‌بندی قابل اجرا بر روی تمامی ژنراتورها نیست. کاربردهای نوعی- این ژنراتور بار یکسان پیوسته را راه‌اندازی می‌کند و یا به موازات توان مصرفی پیوسته و اصلی برای ماکزیمم سطح مجاز 8760 ساعت در سال واقع می‌شوند. همچنین ممکن است برای برش پیک / پشتیبانی شبکه حتی از طریق اعمال برای 200 ساعت در سال اتفاق بیفتد.

مولد چند منظوره

توصیه می‌شود برای کاربردهای با رویکرد اقتصادی از این نوع مولدها استفاده نشود. مثلاً لزومی ندارد یک مولد دائم دارای تابلوی کنترل وصل خودکار در زمان قطع برق شهر باشد. به هر حال، معمولاً یک فرض معمول این است که اگر یک مولد در حالت اضطراری 1000 کیلووات باشد، در حالت پایه و دائم به 850 و 800 کیلووات اکتفا شود. معمولاً نحوه باردهی مولد در دفترچه مشخصات مولدها وجود دارد.

خرابی‌های موتور

دیزل ژنراتور می‌تواند از مسائلی سوء مانند رسوبات داخلی (غالباً به رسوب در سوراخها و ستون باز می‌شود) و تجمع کربن آسیب ببیند.

موتور با سوخت گازویل ساخت شرکت یانمار Yanmar

بصورت ایده‌آل موتورهای دیزل باید در حداقل 60 تا 75٪ بار ماکزیمم بار خود راه‌اندازی شوند. دوره‌های کوتاه مدت بار کم در حال اجرا هستند و این اجازه را می‌دهد تا مجموعه با بار کامل یا نزدیک به بار کامل بر یک مبنای منظم آماده شود.

تنظیم اتوماتیک ولتاژ

AVR جدید باعث می‌شود که موتور بصورت مطمئن و یکنواخت کارکرده و در صورت اعمال اضافه بار موتور و ژنراتور خاموش می‌گردد و باعث جلوگیری در خرابی مولد می‌گردد. سیم پیچی ژنراتور مطابق با آخرین وضعیت تکنولوژی انجام شده که از هرگونه اعوجاج (ایجاد هارمونی) در طول کار جلوگیری میکندو عایق بندی کلاس بالای ژنراتور از هر گونه اتصال کوتاه و خرابی و سوختن سیم. پیچها ممانعت بعمل آورده و در نتیجه کار یکنواخت و رضایتبخشی در مصارف القائی (الکترو موتورها) در اختیار مصرف‌کننده قرار می‌دهد.

کاربرد دیزل ژنراتور و موتور دیزلی

1. کاربرد موتور دیزل در زمینه حمل و نقل جاده ای

اکثریت قریب به اتفاق وسایل نقلیه سنگین جاده ای مدرن مانند کامیون ها و اتوبوس ها، کشتی ، قطار ، و بسیاری از تجهیزات کشاورزی و وسایل نقلیه معدن و راهسازی وابسته به  موتور دیزل هستند. با این حال ، در برخی از کشورها آنها در وسایل نقلیه سبک برای عموم مردم نه به عنوان وسایل نقلیه سنگین استفاده می شود .

ارتقای خصوصیات کارایی موتور دیزل کمی کند است. به طور کلی ، آنها گران تر از خودرو های بنزینی هستند . در برخی از کشورها که نرخ مالیات بر سوخت دیزل نسبت به بنزین ارزان تر، وسایل نقلیه دیزلی بسیار محبوب تر  هستند .

در زمینه کشاورزی ، تراکتور ، پمپ های آبیاری و خرمن کوبی ماشین آلات و تجهیزات دیگر عمدتا از موتور دیزلی استفاده می شود . صنعت ساخت و ساز و راهسازی یکی دیگر از بخش هایی است که به شدت وابسته به قدرت موتور دیزل است. همه موتور های لیقتراک ، لودر ها ، غلطک، و بیل مکانیکی بر روی موتور دیزل می باشد .

2. کاربرد موتور دیزل در آسمان
   

از اواخر 1930 چندین هواپیما از موتور دیزلی جهت تامین نیروی محرکه پروانه های خود استفاده نموده اند . هزینه سوخت دیزل نسبت به بنزین منجر به تولید هواپیمای کوچک در صنعت حمل و نقل هوایی گشته ، از این رو تولیدکنندگان این صنعت  به تازگی وارد صحنه فروش و ارتقا  موتور دیزلی شده اند.

3. کاربرد موتور دیزل بر روی آب
   

موتور دیزل بر روی آبی دارای قدرت و سرعت بالایی است . بزرگترین موتور های دیزل در کشتی های اقیانوس پیما استفاده می شود. این موتور های دیزل عظیم با خروجی قدرت 90000 کیلو وات ، به نوبه خود در حدود 60 تا 100 دور در دقیقه، و 15 متر ارتفاع را دارا می باشند.

4. کاربرد موتور دیزل در صنایع و معادن

بخش معدن و استخراج مواد معدنی در سراسر جهان به شدت وابسته به قدرت موتور دیزل به بهره برداری از منابع طبیعی مانند شن ، ماسه ، فلزات گرانبها ، سنگ آهن ، نفت ، گاز و زغال سنگ است. بیل مکانیکی ، دریل به موتور دیزل وابسته شده اند . به طور کلی ، 72 درصد از کاربرد موتور دیزل و دیزل ژنراتور ها در بخش معدن می باشد .

عملیات استخراج از معادن زیرزمینی در تجهیزات دیزل خلاصه می شود از جمله تجهیزات استخراج مواد و کامیون بار می باشد . بزرگترین لاستیک برای کامیون عظیم با موتور دیزل بیش از 2،500 اسب بخار قادر به هولنج بیش از 300 تن در هر بار به کار برده می شود .

5. کاربرد موتور دیزل در بیمارستان

دیزل ژنراتور های اضطراری در تمامی مراکز بهداشتی پزشکی امری اجتناب ناپذیز می باشد . برای سالیان متمادی ، بیمارستان های نظامی ، دولتی و خصوصی در زمینه تامین مولد قدرت صنعتی بیش از هر زمان دیگر توجه می نمایند ، تا در زمان های اضطراری از جمله وقوع بلایای طبیعی مانند سیل ، زلزله ، طوفان بدون هیچگونه نگرانی برق خود را تامین نمایند

6. کاربرد موتور دیزل در فناوری اطلاعات

کامپیوتر های موجود قلب صنعت مدرن هستند. هنگامی که سرورها و سیستم های ارتباطاتی از دست روند ، کسب و کار متوقف می شود ، داده های از دست رفته است و سیستم های حسابداری متوقف می شود ، کارمندان و کارگران بیکار همگی به یک کابوس برای یک کسب و کار تبدیل شده است . این موارد منجر به  پر رنگ تر شدن نقش دیزل ژنراتور ها در صنعت فناوری اطلاعات گشته.