ابزارهای گرمایشی استندبای برای دستگاه های مولد

ابزارهای گرمایشی استندبای برای دستگاه های مولد

4.5.8 ابزارهای گرمایشی استندبای برای دستگاه های مولد

            4.5.8.1 شروع سرد و پذیرش بار

معضلی مهم در مورد طراحی سیستم میزان زمانی است که طول می کشد تا سیستم نیروی استندبای افت نیرو را حس کند، دستگاه مولد را روشن کند، و بار را انتقال دهد. بعضی کدها و استانداردها برای سیستم های نیروی ضروری این مساله را الزامی می دارند که دستگاه مولد قادر باشد تمامی بارهای ضروری را در طول ده ثانیه پس از افت نیرو بردارد. بعضی سازندگان دستگاه های مولد درجه عملکرد شروع سرد را به درصدی از درجه ی استندبای دستگاه مولد محدود می کنند. این امر تایید کننده ی این مساله است که در خیلی از کاربردها تنها بخشی از کل بار قابل اتصال بار ضروری است (بارهای غیر ضروری می توانند بعدا وصل شوند)، و این که شروع و به دست آوردن پذیرش بار کامل با استفاده از دستگاه های مولد دیزلی امری دشوار است.

معیار طراحی تولید نیروی Cummins در شروع سرد و پذیرش بار، قابلیت دستگاه مولد در شروع و برداشتن تمامی بارهای ضروری تا درجه ی استندبای در طول ده ثانیه پس از افت نیرو است. این سطح از عملکرد با این پیش فرض عملی می شود که دستگاه مولد در شرایط دمای محیطی حداقل 40 درجه فارنهایت (4 درجه سلسیوس) قرار داشته باشد و دستگاه به شوفاژ های سرد کننده مجهز باشد. این امر باید با نصب دستگاه مولد در یک اتاق و یا محفظه ی گرم محقق شود. در محیط بیرون، پوشش های محافظتی آب و هوا (شامل آن دسته از پوشش ها که به آن ها پوشش چسبناک اطلاق می شود) معمولا عایق کاری نشده اند و لذا گرم نگه داشتن مولد در دماهای محیطی سردتر امری دشوار است.

بیشتر مولد های تولید نیروی Cummins در دماهای پایین تر از 40 درجه فارنهایت (4 درجه سلسیوس)، و حتی تا 25- درجه فارنهایت (32- درجه سلسیوس) شروع به کار می کنند اما قادر نیستند بار را در یک مرحله در طول 10 ثانیه بپذیرند. اگر دستگاه مولدی باید در محفظه ای که گرم نشده و در مکانی با دمای محیطی پایین نصب شود، طراح باید با سازنده مشورت کند. متصدی دستگاه مسئول بررسی عملیات شوفاژ های سرد کننده ی دستگاه مولد (برای تحقق این امر به آژیر دمای سرد کننده ای که توسط NFPA 110 الزامی شده است احتیاج است) و دستیابی به میزان دلخواه سوخت برای شرایط محیطی است.

دستگاه های مولد در کاربردهای نیروی ضروری باید تمامی بارهای ضروری را ظرف 10 ثانیه پس از افت نیرو بردارند. معمولا شوفاژ های سرد کننده ی موتور، به خصوص در دستگاه های مولد دیزلی، در شرایط محیطی گرم نیز مورد نیاز هستند تا چنین شروطی را بر طرف کنند. NFPA 100 شروط صریحی برای سیستم های سطح 1 (جایی که نقص سیستم می تواند منجر به صدمات جدی و یا حتی مرگ شود) دارد:

  • شوفاژ های سرد کننده مورد نیاز هستند، مگر این که دمای محیطی اتاق مولد به کمتر از 70 درجه فارنهایت (21 درجه سلسیوس) نرسد.
  • اگر دمای محیطی اتاق مولد تا 40 درجه فارنهایت (4 درجه سلسیوس) کاهش پیدا کند، اما به کمتر از آن حد نرسد، به شوفاژ های سرد کننده نیاز است تا از کاهش دمای موتور به کمتر از 90 درجه فارنهایت (32 درجه سلسیوس) جلوگیری کند. عملکرد در دماهای پایین تر تعریف نشده است. (ممکن است دستگاه مولد در دماهای محیطی پایین تر در طول 10 ثانیه شروع به کار نکند، و یا قادر نباشد به سرعت بار را بردارد. در ضمن، ممکن است آژیر های دمای پایین نشانگر مشکل باشند چرا که شوفاژ سرد کننده دمای دستگاه را در سطحی بالا نگه نداشته است تا دستگاه در ده ثانیه شروع به کار کند.)
  • اگر دمای محیط اتاق مولد به زیر 32 درجه فارنهایت (0 درجه سلسیوس) برسد به شوفاژ های باتری نیاز است.
  • به آژیر دمای پایین موتور نیاز است.
  • شوفاژ های سرد کننده و شوفاژ های باتری باید توسط منبع نیروی معمول تامین شوند.

      4.5.8.2 شوفاژ های سرد کننده

به شوفاژ های سرد کننده ی موتور هایی که با ترموستات کنترل می شوند نیاز است تا دستگاه های مولدی که در کاربردهای ضروری و استندبای مورد استفاده قرار می گیرند شروع به کار سریع و پذیرش بار خوبی داشته باشند. باید دانست که شوفاژ سرد کننده معمولا طوری طراحی می شود که موتور را در حد شروع سریع و قابل قبول گرم نگه دارند، نه این که محدوده ی دور دستگاه مولد را گرم نگه دارد. لذا علاوه بر کار کردن شوفاژ سرد کننده در موتور، هوای محیط دستگاه مولد نیز باید حداقل 40 درجه فارنهایت (10 درجه سلسیوس) باشد. اگر فضای محیط پیرامون دستگاه مولد در این دما باقی نماند، باید به فکر استفاده از گرم کننده های سوختی خاص (برای مولد های دیزلی)، گرم کننده های دینام، گرم کننده های کنترلی، و گرم کننده های باتری بود.

خرابی شوفاژ گرماگیر آبی یا کاهش دمای محیط پیرامون موتور لزوما از شروع به کار موتور جلوگیری نمی کند، اما بر زمانی که در طی آن موتور شروع به کار می کند و سرعت اضافه کردم بار به سیستم نیروی سایت تاثیر گذار است. عملکردهای آژیر دمای پایین موتور معمولا به دستگاه های مولد اضافه می شوند تا متصدیان را از این مشکل احتمالی عملکرد سیستم آگاه کنند.

شوفاژ های گرماگیر آبی (شکل 28 در صفحه ی 64) ابزاری جهت نگه داری از سیستم هستند، لذا می توان انتظار داشت که عامل گرم کننده باید در طول عمر نصب عوض شود. برای جایگزین کردن عامل گرم کننده بدون تخلیه ی کل سیستم سرد کننده ی موتور، باید از دریچه های ایزوله سازی گرم کننده (یا دیگر ابزارها) استفاده کرد.

شوفاژ های گرماگیر آبی می توانند در دماهای بسیار بالاتری نسبت به خطوط سرد کننده ی موتور کار کنند، لذا استفاده از شلنگ های با کیفیت سیلیکونی، یا شلنگ های تافته جهت جلوگیری از نقص زودرس شلنگ های سرد کننده ی مربوط به شوفاژ گرماگیر آبی مطلوب است. باید در طرح نصب شوفاژ سرد کننده دقت به خرج داد تا از مدارهای کامل بالا سر در مسیر شلنگ که می تواند توده ی هوا به وجود آورد و در هنگام ایجاد افت باعث داغ کردن بیش از حد دستگاه شود جلوگیری شود.

شوفاژ ای گرم کننده ی موتور معمولا در زمانی که مولد در جریان نیست کار می کنند، لذا باید به منبع نیرویی معمول وصل باشند. شوفاژ باید در زمان شروع به کار دستگاه مولد غیر فعال شود. این امر توسط راه هایی متفاوت، مثل سوئیچ فشار روغن، و یا استدلال کنترل دستگاه مولد، انجام می گیرد.

شکل 28. نصب شوفاژ گرماگیر آبی. به دریچه ی ایزوله کننده ی شوفاژ، نوع شلنگ، و مسیر دریچه توجه شود.

            4.5.8.3 شوفاژ های روغنی و سوختی

برای کاربردهایی که در آن ها دستگاه مولد در دماهای محیطی پایین (کمتر از 0 درجه فارنهایت  -18]درجه سلسیوس[) قرار می گیرد، شوفاژ های روغن گریس و خط سوخت، و فیلتر سوخت نیاز است تا از افزایش سوخت جلوگیری شود.

            4.5.8.4 شوفاژ های ضد تراکم

برای استفاده هایی که در آن دستگاه مولد در طول استفاده در معرض رطوبت بالا و یا دماهای متفاوت قرار می گیرد، شوفاژ هایی برای مولد و محفظه ی کنترل پیشنهاد می شود تا از تراکم جلوگیری شود. تراکم در محفظه ی کنترل، مدار های کنترل و یا سیم پیچی مولد منجر به فرسایش، خراب شدن مسیرهای مداری و عایق شدن سیم کشی مولد می شود و حتی باعث ایجاد مدار کوتاه و خطای عایق سازی زودهنگام می شود.

4.5.9 مخزن های سوخت (دیزل ها)

            4.5.9.1 مخزن های روزانه

مخزن های نصب شده روی مولد یا در نزدیکی آن ها که دستگاه مولد سوخت خود را از آن ها تامین می کند مخزن های روزانه نامیده می شوند (اگر چه لزوما این مخزن ها حاوی سوخت کافی برای عملیات یک روز نیستند). این مخزن ها برای راحتی کار و یا در زمانی که گرفتن مستقیم انرژی از سیستم ذخیره ی سوخت اصلی قابل اجرا نیست مورد استفاده قرار می گیرند. فاصله، ارتفاع بالا یا پایین، و یا اندازه ی مخزن اصلی از جمله دلایل استفاده از مخزن های روزانه می باشند. تمامی موتورهای دیزلی محدودیت هایی در قابلیت بالا بردن سوخت (یا ممنوعیت در کشیدن سوخت)، فشار مبدا سوخت (چه در تامین و چه در بازگشت) و دمای تامین سوخت دارند. سوخت با استفاده از پمپ انتقالی، که توسط یک سیستم خودکار درون مخزن روزانه که مجهز به سنسور های سطح است کنترل می شود، از مخزن اصلی به مخزن روزانه منتقل می شود. اگر مخزن کوچک باشد، باقیمانده ی سوخت به مخزن سوخت اصلی پمپاژ می شود تا از گرم شدن بیش از حد سوخت جلوگیری شود. به سیستم های سوخت در صفحه ی 115 از بخش 6 مراجعه شود.

            4.5.9.2 مخزن های زیر پایه

این گونه مخزن ها، که معمولا از مخزن های روزانه بزرگترند، یا به گونه ای ساخته می شوند که درون چارچوب پایه ی دستگاه مولد قرار بگیرند و یا طوری طراحی می شوند که بدنه ی دستگاه مولد بتواند بر روی آن سوار شود. این مخزن ها مقدار مشخصی سوخت را در طول ساعات کاری مشخص مثل 12 یا 24 ساعت در مخزن زیر پایه نگه می دارند. مخزن های زیر پایه معمولا دو جداره هستند، و از مخزنی ثانوی در کنار محفظه ی سوخت به منظور جلوگیری از نشت سوخت استفاده می کنند. خیلی از قوانین محلی این گونه مخزن های بازدارنده ی سوخت ثانوی مثل سازه های دو جداره همراه با نظارت کامل بر محفظه های اصلی و ثانوی را اجباری می کنند.

            4.5.10 نصب ایزوله کننده های لرزش

برای کاهش لرزش منتقل شده به ساختمان و یا سازه های نصب شده، دستگاه های مولد معمولا بر روی ایزوله کننده های لرزش نصب می شوند. این ایزوله کننده ها به شکل فنری یا لاستیکی عرضه می شوند، ولی شکل فنری آن ها معمول تر است. کارایی ایزوله سازی لرزش معمولا 90% به بالا است و معمولا بیشتر از 95% می شود. گنجایش وزن و نصب صحیح برای کارایی بیشتر حیاتی است. در مورد دستگاه های مولد بزرگ تر که مخزن های زیر پایه نیز دارند، ایزوله کننده ها معمولا بین مخزن و سازه ی پایه قرار می گیرند.

4.5.11 ابزار سوئیچ نیرو

انتقال نیرو یا سوئیچ کردن ابزار مثل سوئیچ انتقال و یا دنده ی موازی گر، با وجود این که مربوط به مبحث این راهنما نیستند، بخشی اساسی از سیستم نیروی استندبای می باشند. در این جا اشاره شده است که بر اهمیت تامل و تصمیم گیری زود هنگام در مورد این ابزار در یک پروژه تاکید شود. طرح سوئیچ نیرو در یک پروژه مستقیما به درجه بندی دستگاه مولد (به “طرح مقدماتی” مراجعه شود)، پیکر بندی کنترل و ابزار های جانبی که ممکن است برای دستگاه مولد مورد نیاز باشند ارتباط پیدا می کند. برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع، به دیگر راهنما های کاربردی مثل “T011 – سیستم های انتقال نیرو” و “T016 – موازی سازی و ابزار سوئیچ موازی گر” مراجعه شود.

            4.5.11.1 ابزار لازم برای موازی سازی دستگاه مولد

دستگاه های مولد در کاربردهای متوازی سازی باید به ابزار زیر مجهز شوند تا عملکرد آن ها بهتر شود و از سیستم در برابر خطاهای معمول محافظت شود:

– سد کننده ی موازی سازی جهت محافظت از سیستم برانگیختگی مولد در برابر تاثیرات موازی سازی خارج از فاز.

– از دست رفتگی محافظت میدانی که دستگاه را از سیستم جدا می کند تا از خرابی احتمالی سیستم جلوگیری شود.

– محافظت در برابر نیروی معکوس که دستگاه را از سیستم جدا می کند تا خرابی موتور منجر به وضعیت نیروی معکوس نشود و به دستگاه مولد صدمه نزند، یا بقیه سیستم را از کار نیاندازد.

– کنترل همزمان الکترونیکی که امکان استفاده از همگام ساز های فعال و ابزار تقسیم بار همزمان را فراهم می آورد.

– ابزاری جهت کنترل نیروی خروجی واکنشی دستگاه مولد و تقسیم درست بار با دیگر دستگاه های مولد در حال کار. این امر ممکن است شامل جبران جریان متقابل یا کنترل های کاستی در واکنش شود.

– کنترل کننده ی Var/PF جهت کنترل فعال نیروی خروجی واکنشی دستگاه مولد در مصارف موازی سازی کاربردی (اصلی)

کنترل کننده های ترکیبی پایه رله ای یا رله/پیوسته ابزارهای تکمیلی را برای دستیابی به الزامات ذکر شده را الزامی می کنند.

از دیدگاه سهولت و اطمینان، یک کنترل ترکیبی بر پایه ی ریز پردازنده که تمامی عملکردهای بالا را در بر می گیرد (مثل سیستم کنترل کامندپاور تولید نیروی Cummins) مطلوب است.

4.5.12 نیازهای ابزار اضافی

ممکن است در بعضی مصارف، مثل نیروی اصلی یا ممتد، ولتاژ میانه، موازی سازی کاربردی و دیگر موارد، ابزار اضافی مطلوب و یا مورد نیاز باشد و معمولا به عنوان گزینه ی دلخواه یا سفارش مخصوص در دسترس است. بعضی از این ابزارها عبارتند از:

  • RTDها، ابزار اندازه گیری دمای مقاوم در سیم کشی دینام برای نظارت مستقیم بر دمای سیم کشی
  • ترمیستور در انتهای خمیدگی های دینام برای نظارت بر دمای سیم کشی
  • CTهای متمایز گر جهت نظارت بر خرابی عایق سیم کشی
  • نظارت و محافظت از خطای زمین
  • تف سنج برای اندازه گیری دمای اگزوز
  • سیستم های چرخ دوباره ی بخار مصرف شده توسط محفظه ی میل لنگ موتور