Hogyan működnek a generátorok

Melyek egy elektromos generátor részei?

A generátornak kilenc része van, és mindegyik szerepet játszik az áram eljuttatásában oda, ahol a legnagyobb szükség van rá. A generátor részei a következők:

1. Motor. A motor energiát szolgáltat a generátornak. A motor teljesítménye határozza meg, hogy a generátor mennyi áramot tud szolgáltatni.

1. Alternátor. Itt történik a mechanikus energiából elektromos energiává történő átalakítás. A generátornak is nevezett generátor mozgó és álló alkatrészeket egyaránt tartalmaz, amelyek együttműködve hozzák létre az elektromágneses mezőt és az elektronok mozgását, amely villamos energiát termel.

1. Tüzelőanyag-rendszer. Az üzemanyagrendszer teszi lehetővé, hogy a generátor előállítsa a szükséges energiát. A rendszer tartalmaz egy üzemanyagtartályt, egy üzemanyagszivattyút, a tartályt a motorral összekötő csövet és egy visszavezető csövet. Egy üzemanyagszűrő eltávolítja a szennyeződéseket, mielőtt az a motorba kerülne, egy injektor pedig az üzemanyagot az égéstérbe préseli.

1. Feszültségszabályozó. Ez az alkatrész segít szabályozni a termelt villamos energia feszültségét. Szükség esetén segít az elektromosságot váltóáramról egyenáramúvá alakítani.

1. Hűtő- és kipufogórendszerek. A generátorok sok hőt termelnek. A hűtőrendszer biztosítja, hogy a gép ne melegedjen túl. A kipufogórendszer irányítja és eltávolítja a működés közben képződő füstöt.

1. Kenőrendszer. Egy generátor belsejében sok apró, mozgó alkatrész található. Ezek megfelelő kenése motorolajjal elengedhetetlen a zavartalan működés biztosítása és a túlzott kopástól való megóvásuk érdekében. A kenőanyag szintjét rendszeresen, akár 8 óránként ellenőrizni kell.

1. Akkumulátor töltő. Az akkumulátorok a generátor indítására szolgálnak. Az akkumulátortöltő egy teljesen automatikus alkatrész, amely az akkumulátor állandó alacsony szintű feszültséggel való ellátásával biztosítja, hogy az akkumulátor szükség esetén üzemkész legyen.

1. Vezérlőpanel. A vezérlőpanel a generátor működésének minden aspektusát szabályozza az indítástól és a futási sebességtől a kimenetekig. A modern egységek még arra is képesek, hogy érzékeljék, ha az áramellátás lecsökken vagy kiesik, és automatikusan elindíthatják vagy kikapcsolhatják a generátort.

1. Főegység / keret. Ez a generátor teste. Ez az a rész, amit látunk; a szerkezet, amely az egészet a helyén tartja.

Milyen üzemanyagra van szüksége az elektromos generátoroknak?

A mai elektromos generátorok sokféle üzemanyag-ellátási lehetőséggel kaphatók. A dízelgenerátorok a legnépszerűbb ipari generátorok a piacon. A lakossági generátorok gyakrabban tartalmaznak: földgáz- vagy propángenerátorokat, míg a kisebb hordozható generátorok jellemzően benzinnel, gázolajjal vagy propánnal működnek. Egyes generátorok két üzemanyaggal is működnek – benzinnel és gázolajjal is.

Generátorok üzemanyagtartályai

A belső égési folyamat beindításával az üzemanyagrendszer biztosítja a generátor számára a villamos energia előállításához szükséges nyersanyagokat. Üzemanyag nélkül az égés nem tud lezajlani, és a generátor nem tudja a keletkező mechanikai energiát elektromos energiává alakítani. A generátor üzemanyagát a helyszínen kell tárolni, hogy a generátor szükség esetén azonnal üzembe helyezhető legyen.

A generátor típusától és alkalmazásától függően az üzemanyagtartályok lehetnek a generátor vázára szerelve, vagy lehetnek külső tartályok, amelyek a tényleges generátortól távol helyezkednek el. Általában minél nagyobb a generátor és minél hosszabb ideig kell működnie, annál nagyobb az üzemanyagtartály. A generátorok üzemanyagát különböző kapacitású tartályokban tárolják, a generátor rendeltetésétől és a szükséges teljesítménytől függően. A tartályok a föld felett, a föld alatt vagy a föld alatt helyezkedhetnek el. A földalatti tartályok 1000 gallonnál kevesebb üzemanyag tárolására szolgálnak, és a föld felett, de a generátorkészlet alapja alatt helyezkednek el.

A föld feletti és a föld alatti generátor üzemanyag-tároló tartályok nagyobb kapacitású igények esetén jobb választásnak bizonyulnak. A föld alatti tárolótartályok telepítése drágább, de általában hosszabb élettartamúak, mivel védve vannak az időjárás viszontagságaitól. Mindkét üzemanyag-tároló tartály típusnak vannak előnyei és hátrányai, de a döntés meghozatalában nem lesz egyedül. A generátor tüzelőanyag-tartályoknak és a generátor tüzelőanyag-rendszereknek számos kódkövetelménynek és jóváhagyásnak kell megfelelniük a telepítés előtt, függetlenül attól, hogy a telepítés lakossági vagy kereskedelmi felhasználásra történik.

A generátorok üzemanyagtartályaira az Egyesült Államokban a Nemzeti Tűzvédelmi Szövetség szabályzatai és szabványai (NFPA), különösen az NFPA 30 és az NFPA 37 szakaszai az irányadóak. Mint ilyen, minden generátor üzemanyagtartályra vonatkozó kérelmet az állami tűzoltóparancsnoknak kell benyújtani jóváhagyásra.

A minimális üzemanyagtartály-kapacitás szükségletének meghatározásához át kell gondolnia, hogyan kívánja használni a generátort. Rövid vagy ritkán előforduló áramkimaradások esetén elfogadható lehet egy kisebb tárolótartállyal rendelkező tartalékgenerátor, azonban a tartályt gyakrabban kell majd újratöltenie, mint a nagyobb tartályokat. Nagyobb tárolótartályokra lehet szükség, ha egy nagy kereskedelmi létesítményt tervez elsődleges generátorral ellátni, vagy ha hosszú, gyakori áramkimaradásoknak van kitéve.

A generátor szállítója segíthet meghatározni az optimális üzemanyagtartályméretet, hogy elegendő üzemanyag álljon rendelkezésre, amikor szükség van rá. Még egy dolog, amit mind a generátor vásárlásakor, mind a generátor üzemanyagtároló tartályának kiválasztásakor szem előtt kell tartania, az üzemanyagok költsége és elérhetősége az Ön telephelyén. Jó ötlet a generátor megvásárlása előtt beszélni a helyi üzemanyag-szállítókkal, hogy pontosabb képet kapjon a generátor üzemanyag beszerzésének költségeiről és logisztikájáról.

Generátor kipufogórendszerek és kibocsátás-szabályozás

A fosszilis tüzelőanyagokat elégető és folyamatosan működő gépként – még ha ez a futási idő rendszertelen is – a generátorokat fel kell szerelni a hűtésükhöz és a kibocsátás szűréséhez szükséges alkatrészekkel. A generátorok hűtési és szellőztetési rendszerei többféle módon csökkentik és távolítják el a hőt:

• Víz. A víz felhasználható a generátor alkatrészeinek hűtésére. Ez a fajta hűtőrendszer jellemzően csak különleges helyzetekre vagy nagyon nagy, 2250 kW-os és nagyobb teljesítményű egységekre korlátozódik.

• Hidrogén. A hidrogén egy nagyon hatékony hűtőközeg, amelyet a működő generátor által leadott hő elnyelésére használnak. A hő egy hőcserélőbe és egy másodlagos hűtőkörbe kerül, amely gyakran nagy, helyszíni hűtőtornyokban található.

• Radiátorok és ventilátorok. A kisebb generátorok hűtése egy szabványos radiátor és ventilátor kombinációjával történik.

A generátorok által kibocsátott füstgázok ugyanolyanok, mint más gáz- vagy dízelmotorok által kibocsátott kipufogógázok. Mérgező vegyi anyagokat, például szén-dioxidot tartalmaznak, amelyeket meg kell szűrni és el kell távolítani a kibocsátásokból. Ezt a feladatot a generátor kipufogórendszere látja el.

A kipufogócsövek a motorhoz csatlakoznak, ahonnan a füstöt felfelé, kifelé és a generátortól és a létesítménytől távol vezetik. A cső a generátornak otthont adó épületen kívülre nyúlik, és az ajtóktól, ablakoktól és más légbeszívó helyektől távol kell végződnie.

A kipufogórendszereken kívül egyes generátorok szövetségi kibocsátási ellenőrzés alá tartoznak. A generátorok által ellenőrzött kibocsátások a következők:

A vészhelyzeti generátorokra és az évente 100 óránál kevesebbet üzemelő generátorokra általában nem vonatkoznak a szövetségi generátorkibocsátási követelmények, azonban a tartósan telepített fő- és tartalékgenerátorokra az EPA három szabálya alapján szövetségi kibocsátási követelmények vonatkoznak:

• Veszélyes légszennyező anyagokra vonatkozó nemzeti kibocsátási szabvány (NESHAP) – A dugattyús belső égésű motorokra (RICE). 40 Code of Federal Regulations 63. rész, ZZZZ alrész. Más néven RICE-szabály.

• Új Forrás Teljesítményszabványok (NSPS) – Helyhez kötött szikragyújtású motorokra vonatkozó teljesítményszabványok. 40 CFR, 60. rész, JJJJJ alrész. Más néven a szikragyújtású NSPS-szabály.

• Standards of Performance for Stationary Compression Ignition Internal Combustion Engines. 40 CFR, 60. rész, IIII. alrész. Más néven a kompressziós gyújtású NSPS-szabály.

A jó hír az, hogy a gyártási fejlesztéseknek köszönhetően sok újabb aggregátor már megfelel a generátorok kibocsátási szabványainak. A régebbi aggregátokat meg lehet őrizni, így azok mentesülnek a szövetségi előírások alól, és csak az állami és helyi kibocsátási szabványok vonatkoznak rájuk. A kibocsátás-szabályozási követelmények gyártónként, generátorméretenként és gyártási dátumonként változnak, ezért a kibocsátási követelmények meghatározásának legjobb módja, ha a generátor kereskedőjével vagy gyártójával beszél.

A kibocsátási előírások mélyebb megismeréséhez olvassa el a Cummins “The Impact of Tier 4 Emission Regulations on the Power Generation Industry” című fehér könyvét.

A generátor vezérlőpanelje és az automatikus átkapcsoló (ATS)

A modern generátorok egyik legfontosabb eleme a generátor vezérlőpanelje. A vezérlőpanel a generátor agya, és egyben a generátor felhasználói felülete is; az a pont, ahol a generátor működéséhez hozzáférhet és vezérelheti azt.

Nagyon sok vezérlőpanel rendelkezik automatikus átkapcsolóval (ATS), amely folyamatosan figyeli a bejövő áramot. Amikor a teljesítményszint lecsökken vagy teljesen megszűnik, az ATS jelzi a vezérlőpanelnek, hogy indítsa be a generátort. Hasonlóképpen, amikor a bejövő áramellátás helyreáll, az ATS jelzi a vezérlőpanelnek, hogy állítsa le a generátort, és kapcsolja vissza a hálózatra.

A generátor vezérlőpanelje a 24/7-es felügyelet mellett rengeteg információt nyújt a telephely vezetői számára:

• A motormérők fontos információkat szolgáltatnak az olaj- és folyadékszintekről, az akkumulátor feszültségéről, a motor fordulatszámáról és az üzemórákról. Sok áramfejlesztő esetében a panel még a motort is automatikusan leállítja, ha problémát észlel a folyadékszintekkel vagy a generátor működésének más aspektusaival kapcsolatban.

• A generátor műszerei értékes információkat szolgáltatnak a kimeneti áramról, a feszültségről és az üzemi frekvenciáról.

Milyen karbantartást igényel egy generátor?

A generátorok motorok, és a megfelelő működés biztosítása érdekében rendszeres motorkarbantartást igényelnek. Mivel sok generátorra támaszkodnak, hogy vészhelyzet esetén tartalék energiát biztosítsanak, az üzemeltetők számára létfontosságú, hogy rendszeresen ellenőrizzék és vizsgálják a generátorokat, hogy a gép szükség esetén szükség szerint működjön.

A legjobb generátorkarbantartási rutin a gyártó által ajánlott, de legalábbis minden generátorkarbantartási tervnek tartalmaznia kell a rendszeres és rutinszerű:

• A kopott alkatrészek ellenőrzése és eltávolítása.
• A folyadékszintek ellenőrzése, beleértve a hűtőfolyadékot és az üzemanyagot.
• Az akkumulátor ellenőrzése és tisztítása.
• A generátor és az automatikus átkapcsoló terhelési tesztjének elvégzése.
• A vezérlőpanel ellenőrzése a leolvasások és kijelzők pontosságának biztosítása érdekében.
• A levegő- és üzemanyagszűrők cseréje.
• A hűtőrendszer ellenőrzése.
• Az alkatrészek szükség szerinti kenése.

Figyeljen a karbantartási napló vezetésére a nyilvántartás érdekében. Tartalmazza az összes leolvasást, folyadékszintet stb. a dátummal és a generátor óraszámlálójának leolvasásával együtt. Ezeket a feljegyzéseket össze lehet hasonlítani a jövőbeli feljegyzésekkel, és segítségükkel fel lehet fedezni a rendellenességeket vagy a működésben bekövetkező változásokat, amelyek olyan rejtett problémákra utalhatnak, amelyek nagyobb problémává válhatnak, ha nem ellenőrzik őket.

A generátorok megfelelő karbantartás mellett évtizedekig is működhetnek. Ezek az egyszerű, apró beruházások idővel biztosan megtérülnek, mivel megspórolják a drága javításokat vagy akár a teljes generátorcserét. Ha a generátor karbantartását nem tudja házon belül megoldani, sok generátorkereskedő kínál karbantartási szerződéseket, vagy tud ajánlani képzett karbantartó szakembereket, akik segítenek Önnek abban, hogy generátora évről évre csúcsformában maradjon. Jól eltöltött idő és pénz, ha az áramkimaradás esetén is fenn tudja tartani vállalkozását.