Гелиоэнергетика (гелио... [гр. helios солнце] -- первая составная часть сложных слов, означающая: относящийся к солнцу или солнечным лучам) развивается быстрыми темпами в самых разных направлениях. Гелиоэнергетические программы приняты более чем в 70 странах -- от северной Скандинавии до выжженных пустынь Африки. Устройства, использующие энергию солнца разработаны для отопления и вентиляции зданий, опреснения воды, производства электроэнергии. Такие устройства используются в различных технологических процессах. Появились транспортные средства с "солнечным приводом": моторные лодки и яхты, солнцелеты и дирижабли с солнечными панелями. Солнцемобили, вчера сравниваемые с забавным автоаттракционом, сегодня пересекают страны и континенты со скоростью, почти не уступающей обычному автомобилю.
Ветер стал первым природным источником использованным человеком для своего блага. Первыми изобретениями в области энергетики были парус и ветродвигатель. Парус позволил человеку открыть мир. За 200 лет до нашей эры ветряные мельницы работали в Персии, а еще раньше их использовали в Китае. Спустя несколько тысячелетий пришло время пара и электричества. С обострением энергетических кризисов интерес к ветроустановкам периодически возрастал, а теория ветродвигателей развивалась параллельно с теорией авиации.
Солнце и ветер представляют собой неиссякаемые экологически чистые источники энергии. Обострение сырьевых и экологических проблем стимулирует коммерческое использование нетрадиционных источников энергии. Проектируются, строятся и эксплуатируются экспериментальные и промышленные энергоустановки. Стоимость вырабатываемой ими энергии определяется затратами на изготовление, установку и обслуживание.
4.1. ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ ФИРМЫ ABZ AGGREGATE-BAUGMBH
Все выдающиеся изобретения человечества окружены легендами. Одна из них гласит, что первая модель дизеля (Дизель Рудольф, немецкий изобретатель. В 1892 году запатентовал, а в 1897 году построил двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия) проработав всего минуту взорвалась и все присутствующие при испытании сняли шляпы. Так это было или нет, но сегодня дизель-генераторы -- это традиционные источники энергии, а двигатель названный в честь своего изобретателя неустанно трудится на протяжении вот уже ста лет.
Дизель-генераторные установки находят широкое применение в промышленности, строительстве, сельском и коммунальном хозяйствах. Они работают на предприятиях, в аэро-, морских и речных портах, в энергоблоках больниц, фермерских хозяйств, в системах аварийного энергоснабжения, на объектах оборонного комплекса -- везде, где необходима электроэнергия, а сеть или удалена или работает с перебоями.
Дизель-генераторные установки -- источники электрической и тепловой энергии. Их основную часть составляют объединенные в агрегат двигатель и генератор, установленные на стальной раме (рис. p026). Синхронный генератор трехфазного тока приводится в движение дизельным двигателем. Двигатель и генератор соединяются через муфту или напрямую фланцем. В первом случае используется двухопорный генератор, т.е. генератор имеющий два опорных подшипника, во втором -- одноопорный с одним опорным подшипником. Между рамой, опорными поверхностями двигателя и генератора устанавливаются резино-металлические амортизаторы, что снижает вибрации передаваемые на фундамент агрегата.
В состав дизель-генераторной установки входит следующее оборудование:
топливная система;
система выхлопа;
система шумоподавления;
контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА);
системы теплообмена (если установка предназначена и для производства тепла).
Фирма ABZ Aggregate-Bau GmbH -- известный производитель дизель-генераторных установок. Агрегаты ABZ успешно работают во многих странах мира. Гибкость в работе, квалифицированная работа сотрудников фирмы ABZ с заказчиками и проектировщиками -- это важнейший аспект работы в этой области.
Прежде чем изготовить агрегат, нужно очень точно определить и посоветовать заказчику -- как выбрать состав установки и где ее лучше разместить на месте эксплуатации. В зависимости от режима эксплуатации выбирается соответствующая схема КИПиА и комплектация топливной системы.
На практике выделяются два основных режима эксплуатации дизель-генераторной установки:
длительный;
резервный (в случае перебоев в сети).
Фирма ABZ Aggregate-Bau GmbH производит и поставляет через своего представителя в Украине фирму "Селком" дизель-генераторы в диапазоне мощностей от 2 до 2500 кВА.
"Селком" производит монтаж, пусконаладку и сервисное обслуживание дизель-генераторных установок. Основные технические характеристики агрегатов представлены в табл. t012.
В агрегатах, в качестве приводных, используются дизельные или газовые двигатели следующих фирм: Deutz, MAN, Daimler-Benz, MTU, Cummins, Perkins/Dorman, Scania, Volvo, Iveco и синхронные генераторы трехфазного тока фирм: Leroy Somer, Месс Alte, A.v.Kaick, Newage-Stamford, Siemens.
Гарантированный срок службы агрегатов до капитального ремонта составляет 20 000 моточасов, что соответствует сроку эксплуатации 15...20 лет.
Малый расход топлива (около 1 литра на 4 кВтч) достигается благодаря использованию двигателей с турбонаддувом. Воздух в таких двигателях, прежде чем попасть в камеру сгорания, сжимается в турбокомпрессоре. Его турбина приводится в движение выхлопными газами. После сжатия он (воздух) охлаждается воздухом или водой и поступает в камеру сгорания двигателя. По уровню выбросов агрегаты ABZ удовлетворяют действующим в Германии нормам TA-Luft (см. табл. t012).
Важным техническим показателем в работе дизель-генераторных установок является уровень шума. В агрегатах ABZ, благодаря комплексному шумоподавлению, уровень шума составляет не более 75 dB, а при усиленном шумоподавлении -- не более 65 dB.
4.1.1. ВЫБОР СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ
В соответствии с режимом работы дизель-генераторной установки выбирается способ управления -- ручной или автоматический. Для длительного режима эксплуатации предпочтительнее ручной режим управления. При этом следует контролировать следующие параметры:
давление масла двигателя;
число оборотов генератора;
уровень и температуру охлаждающей жидкости;
напряжение в сети.
Важным элементом дизель-генераторной установки является блок управления. Все элементы автоматики собраны в настенном или напольном шкафу. От агрегата к шкафу ведут кабели управления и силовые кабели. При ручном режиме исполнение шкафа управления и силовой части достаточно простое.
Для автоматического режима резервного энергоснабжения требуется более сложная схема управления и больший набор элементов автоматики. Они обеспечивают автоматический режим работы агрегата в резервном режиме работы.
Когда в сети есть напряжение -- агрегат не работает. При пропадании напряжения подается управляющий сигнал на запуск агрегата и через 1...3 с он достигает номинального числа оборотов -- 1500 об/мин. Через 15 секунд нагрузка автоматически переключается на генератор, который замещает сеть.
Когда напряжение в сети восстанавливается, происходит автоматическое переключение нагрузки с генератора на сеть с задержкой, которую можно задать. Обратное переключение может осуществляться с кратковременной, синхронно с сетью, параллельной работой генератора. При этом не происходит прерывания питания потребителей.
После восстановления напряжения в сети агрегат около 3 минут продолжает работу на холостом ходу для охлаждения двигателя, а затем останавливается. После остановки он сразу готов к запуску.
Топливная система установки включает:
расходный топливный бак;
бак резерва топлива;
запорную арматуру;
системы трубопроводов;
насосный блок;
контрольно-измерительные приборы.
Расходный топливный бак может быть интегрирован в раму дизель-генератора. Для агрегатов, работающих в режиме резервного автоматического энергоснабжения, интегрированный расходный бак не используется, так как в любой момент уровень топлива в нем должен быть выше уровня точки входа топлива в топливный насос дизельного двигателя. В этом случае используется отдельно расположенный топливный бак. В нем уровень топлива поддерживается за счет подкачки топлива насосным блоком состоящим из ручного и электрического насосов и устройства автоматизированного контроля уровня. Так обеспечивается надежный топливный резерв на случай аварийного автоматического запуска агрегата.
