Hur fungerar generatorer

Vad är delarna i en elektrisk generator?

En generator består av nio delar som alla spelar en roll när det gäller att få strömmen dit den behövs som mest. Delarna i en generator är:

1. Motor. Motorn levererar energi till generatorn. Motorns effekt avgör hur mycket el en generator kan ge.

1. Alternator. Det är här som omvandlingen från mekanisk energi till elektrisk energi sker. Generatorn, även kallad ”genhead”, innehåller både rörliga och stationära delar som arbetar tillsammans för att skapa det elektromagnetiska fält och den rörelse av elektroner som genererar elektricitet.

1. Bränslesystem. Bränslesystemet gör det möjligt för generatorn att producera den energi som behövs. Systemet omfattar en bränsletank, en bränslepump, ett rör som förbinder tanken med motorn och ett returrör. Ett bränslefilter tar bort skräp innan det når motorn och en injektor tvingar in bränslet i förbränningskammaren.

1. Spänningsregulator. Den här komponenten hjälper till att kontrollera spänningen i den elektricitet som produceras. Den hjälper också till att omvandla elektriciteten från växelström till likström om det behövs.

1. Kyl- och avgassystem. Generatorer skapar mycket värme. Kylsystemet ser till att maskinen inte överhettas. Avgassystemet dirigerar och avlägsnar de rökgaser som bildas under drift.

1. Smörjningssystem. Det finns många små rörliga delar inuti en generator. Det är viktigt att smörja dem tillräckligt med motorolja för att säkerställa en smidig drift och skydda dem från överdrivet slitage. Smörjmedelsnivåerna bör kontrolleras regelbundet, så ofta som var 8:e driftstimme.

1. 1. Batteriladdare. Batterierna används för att starta generatorn. Batteriladdaren är en helautomatisk komponent som ser till att batteriet är redo att användas när det behövs genom att förse det med en konstant låg spänningsnivå.
   1. Kontrollpanel. Kontrollpanelen styr varje aspekt av generatorns drift från start och körhastighet till utgångar. Moderna enheter kan till och med känna av när strömmen sjunker eller försvinner och kan starta eller stänga av generatorn automatiskt.
   1. 1. Huvudenhet/ram. Detta är generatorns stomme. Det är den del som vi ser; strukturen som håller allt på plats.

      Vad för slags bränsle behöver elgeneratorer?

      Dagens elgeneratorer finns i många olika bränslemöjligheter. Dieselgeneratorer är de mest populära industrigeneratorerna på marknaden. Bostadsgeneratorer omfattar vanligare: naturgasgeneratorer eller propangasgeneratorer, medan de mindre bärbara generatorerna vanligtvis drivs med bensin, dieselbränsle eller propan. Vissa generatorer är bi-fuel-kompatibla – de går på både bensin och diesel.

      Generatorbränsletankar

      Bränslesystemet ser till att generatorn har de nödvändiga råvarorna som behövs för att ge elektricitet genom att initiera den interna förbränningsprocessen. Utan bränsle kan förbränningen inte äga rum och generatorn kan inte omvandla den mekaniska energi som skapas till elektrisk energi. Generatorbränsle måste lagras på plats så att generatorn kan tas i drift omedelbart vid behov.

      Avhängigt av typen av generator och dess tillämpning kan bränsletankarna monteras på generatorramen eller så kan de vara externa tankar som är placerade långt från själva generatorn. I allmänhet gäller att ju större generatorn är och ju längre den behöver köras, desto större är bränsletanken. Generatorbränsle förvaras i tankar med olika kapacitet, beroende på hur generatorn är avsedd att användas och hur mycket effekt som krävs. Tankarna kan vara placerade ovanför marken, under marken eller under markytan. Tankar under mark är avsedda för lagring av mindre än 1 000 gallon bränsle och är placerade ovan mark, men under generatorns bas.

      Tankar för lagring av generatorbränsle ovan mark och under mark är ett bättre val för behov med hög kapacitet. Underjordiska lagringstankar är dyrare att installera, men de tenderar att hålla längre eftersom de är skyddade från väder och vind. Det finns för- och nackdelar med båda typerna av bränslelagringstankar, men du kommer inte att vara ensam om att fatta ett beslut. Generatorbränsletankar och generatorbränslesystem måste uppfylla flera kodkrav och godkännanden innan de kan installeras, oavsett om installationen är för bostadsbruk eller kommersiellt bruk.

      Den primära koden som reglerar generatorbränsletankar i USA är National Fire Protection Association Codes and Standards (NFPA), särskilt avsnitten NFPA 30 och NFPA 37. Som sådan måste alla ansökningar om en generatorbränsletank lämnas in till State Fire Marshall för godkännande.

      För att fastställa ditt behov av minsta kapacitet för bränsletanken måste du tänka på hur du tänker använda generatorn. Vid korta eller sällsynta strömavbrott kan en reservgenerator med en mindre lagringstank vara acceptabel, men du kommer att behöva fylla på tanken oftare än du skulle behöva fylla på större tankar. Större lagringstankar kan krävas om du planerar att driva en stor kommersiell anläggning med en reservgenerator eller om du drabbas av långa och frekventa strömavbrott.

      Din generatorleverantör kan hjälpa dig att bestämma den optimala bränsletankstorleken för att se till att du har tillräckligt med bränsle till hands när du behöver det. Ytterligare en sak att tänka på både när du köper en generator och väljer en bränslelagringstank för generatorbränsle är kostnaden och tillgången på bränslen på din plats. Det är en bra idé att prata med lokala bränsleleverantörer innan du köper en generator för att få en bättre uppfattning om kostnaden och logistiken för att få tag på generatorbränsle.

      Generatorers avgassystem och utsläppskontroller

      Som maskiner som förbränner fossila bränslen och som körs kontinuerligt, även om denna körtid är oregelbunden, måste generatorerna utrustas med komponenter för att kyla av dem och filtrera utsläpp. Generatorers kyl- och ventilationssystem minskar och avlägsnar värme på olika sätt:

      • Vatten. Vatten kan användas för att kyla ner generatorkomponenter. Denna typ av kylsystem är vanligtvis begränsad till specifika situationer eller mycket stora enheter på 2 250 kW och högre.
      • Hydrogen. Vätgas är ett mycket effektivt kylmedel som används för att absorbera den värme som avges av en pågående generator. Värmen överförs till en värmeväxlare och en sekundär kylkrets, ofta placerad i stora kyltorn på plats.
      • Radiatorer och fläktar. Mindre generatorer kyls genom en kombination av en standardradiator och en fläkt.

      Rökgaserna som generatorer avger är precis som de avgaser som avges av andra gas- eller dieseldrivna motorer. De innehåller giftiga kemikalier, som koldioxid, som måste filtreras och avlägsnas från utsläppen. Generatoravgassystemet sköter denna uppgift.

      Avgasrören är anslutna till motorn där de leder rökgaserna uppåt, utåt och bort från generatorn och anläggningen. Röret sträcker sig utanför den byggnad där generatorn står och ska sluta långt från dörrar, fönster och andra områden med luftintag.

      Förutom avgassystemen omfattas vissa generatorer av federala utsläppskontroller. De utsläpp från generatorer som övervakas är följande: Kväveoxid (NOx), kolväten, kolmonoxid (CO) och partiklar.

      I allmänhet omfattas inte nödgeneratorer och generatorer som körs mindre än 100 timmar per år av de federala kraven på generatorutsläpp, men permanent installerade huvudgeneratorer och reservgeneratorer omfattas av de federala utsläppskraven i enlighet med tre EPA-regler:

      • National Emission Standard for Hazardous Air Pollutants (NESHAP) – For Reciprocating Internal Combustion Engines (RICE). 40 Code of Federal Regulations Part 63, Subpart ZZZZ. Även känd som RICE-regeln.
      • New Source Performance Standards (NSPS) – Prestandastandarder för stationära gnisttändningsmotorer. 40 CFR, Part 60, Subpart JJJJJ. Även känd som regeln om gnisttändning NSPS.
      • Standards of Performance for Stationary Compression Ignition Internal Combustion Engines. 40 CFR, Part 60, Subpart IIII. Även kallad compression Ignition NSPS rule.

      Den goda nyheten är att många nyare aggregat redan uppfyller normerna för generatorutsläpp tack vare tillverkningsförbättringar. Äldre generatoraggregat kan få en ”grandfathered in”-status, vilket gör att de är undantagna från federala bestämmelser och endast omfattas av delstatliga och lokala utsläppsnormer. Kraven på utsläppskontroll varierar beroende på tillverkare, generatorstorlek och produktionsdatum, så det bästa sättet att fastställa dina utsläppskrav är att tala med din generatoråterförsäljare eller tillverkare.

      För en djupare titt på utsläppsbestämmelserna kan du läsa detta vitbok från Cummins, ”The Impact of Tier 4 Emission Regulations on the Power Generation Industry”.

      Generatorkontrollpanelen och den automatiska överföringsbrytaren (ATS)

      En av de viktigaste komponenterna i dagens generatorer är generatorkontrollpanelen. Kontrollpanelen är generatorns hjärna och är också generatorns användargränssnitt; den punkt där du får tillgång till och kontrollerar generatorns drift.

      Många kontrollpaneler har en automatisk överföringsbrytare (ATS), som kontinuerligt övervakar inkommande ström. När strömmen sjunker eller helt försvinner signalerar ATS:en till kontrollpanelen att generatorn ska startas. På samma sätt, när den inkommande strömmen återställs, signalerar ATS:en till kontrollpanelen att stänga av generatorn och återansluter till elnätet.

      Förutom övervakning dygnet runt ger generatorns kontrollpanel en mängd information för platscheferna:

      • Motorns mätare ger viktig information om olje- och vätskenivåer, batterispänning, motorvarvtal och drifttimmar. I många aggregat stänger panelen till och med av motorn automatiskt när den upptäcker problem med vätskenivåerna eller andra aspekter av generatorns drift.
      • Generatormätare ger värdefull information om utgångsström, spänning och driftfrekvens.

      Vilken typ av underhåll kräver en generator?

      Generatorer är motorer och kräver rutinmässigt motorunderhåll för att säkerställa korrekt drift. Eftersom många generatorer förlitar sig på att tillhandahålla reservkraft i nödsituationer är det avgörande för operatörerna att utföra regelbundna kontroller och inspektioner av sina aggregat för att säkerställa att maskinen fungerar som den ska, när den behövs.

      Den bästa rutinen för underhåll av generatorer är den som rekommenderas av tillverkaren, men åtminstone bör alla planer för underhåll av generatorer innefatta regelbundna och rutinmässiga:

      • Inspektion och avlägsnande av slitna delar.
      • Kontroll av vätskenivåer, inklusive kylvätska och bränsle.
      • Inspektion och rengöring av batteriet.
      • Uppförande av ett belastningsbankstest på generatorn och den automatiska överföringsomkopplaren.
      • Kontroll av kontrollpanelen för att säkerställa att avläsningar och indikatorer är korrekta.
      • Byte av luft- och bränslefilter.
      • Inspektion av kylsystemet.
      • Smörjning av delar vid behov.

      Se till att föra en underhållslogg för registrering. Inkludera alla avläsningar, vätskenivåer etc. tillsammans med datum och timmätarställning för generatorn. Dessa register kan jämföras med framtida register och användas för att hjälpa till att upptäcka avvikelser eller förändringar i driften, vilket kan ge dig ledtrådar till dolda problem som kan bli stora problem om de inte kontrolleras.

      Generatorer kan hålla i årtionden om de underhålls på rätt sätt. Dessa enkla, små investeringar kommer definitivt att betala sig med tiden genom att spara in på dyra reparationer eller till och med ett fullständigt utbyte av aggregatet. Om generatorunderhåll inte är något som du kan sköta internt erbjuder många generatoråterförsäljare underhållskontrakt eller kan rekommendera kvalificerade underhållstekniker som hjälper dig att hålla din generator i toppskick år efter år efter år. Det är väl investerad tid och pengar om det kan hålla ditt företag igång när strömmen går.