Понимание выбора топлива для системы резервного питания

На заре коммерческого и промышленного резервного энергоснабжения выбор топлива не был проблемой при выборе системы резервного генератора, поскольку предпочтительным топливом всегда было дизельное топливо. Сегодня это не так. Инженеры и конечные пользователи могут выбирать из нескольких вариантов топлива, каждый из которых предлагает уникальные преимущества в различных приложениях.

Резервные генераторы энергии приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания, которые, в свою очередь, работают на ископаемом топливе. Дизельное топливо используется в системах резервного электроснабжения на протяжении десятилетий. Газообразное топливо, такое как природный газ или жидкий пропан, получает признание. Сочетание этих видов топлива уникальными способами обеспечивает дополнительные варианты топлива. Например, двухтопливные генераторы работают либо на природном газе, либо на паровом топливе сжиженного нефтяного газа, в зависимости от того, какое топливо доступно в данный момент. Двухтопливные генераторы работают одновременно на дизельном топливе и природном газе и используют преимущества каждого из них.

В этом списке заметно отсутствует бензин, поскольку он, как правило, является плохим выбором топлива для систем резервного электроснабжения. Оно не только чрезвычайно летучо по сравнению с дизельным или газообразным топливом, что затрудняет его хранение в больших количествах, но и по сравнению с дизельным топливом имеет значительно меньшую термическую плотность. Кроме того, бензин нелегко использовать в сочетании с газообразным топливом. Таким образом, коммерческие и промышленные системы резервного электроснабжения редко (если вообще когда-либо) работают на бензине.

Дизельное топливо

Как упоминалось ранее, дизельное топливо было традиционным топливом для коммерческих и промышленных систем резервного энергоснабжения (см. Таблицу 1). Среди преимуществ дизельного двигателя — его высокий тепловой КПД, который может обеспечить низкие капитальные затраты на кВт в приложениях большой мощности — обычно 150 кВт и более. Поскольку дизельное топливо необходимо хранить на месте, дизельные генераторы также могут обеспечивать резервное питание в отдаленных районах, где нет инфраструктуры природного газа. По той же причине сегменты рынка с критически важными приложениями, такие как больницы и колл-центры 911, часто выбирают генераторы на дизельном топливе, поскольку топливо на месте помогает обеспечить надежность. Наконец, поскольку дизельное топливо уже давно используется в системах резервного электропитания, на рынке бытует мнение, что дизельные двигатели являются наиболее надежными первичными двигателями для систем резервного электропитания.

Несмотря на широкое распространение, дизельное топливо имеет свои недостатки. Например, Агентство по охране окружающей среды США требует использования дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (ULSD) во всех резервных генераторах. ULSD проходит дополнительные процессы очистки, что делает его менее стабильным, чем традиционное дизельное топливо. Если не проводить техническое обслуживание, дизельное топливо со временем ухудшится. В течение первого года хранения он пострадает от окисления, которое происходит, когда углеводороды реагируют с кислородом с образованием мелкого осадка и смолы. При попадании в двигатель эти загрязнения могут засорить топливный фильтр и топливные форсунки. Микроорганизмы также могут загрязнять топливо. Вода, которая может попасть в топливную систему в виде конденсата, способствует росту бактерий и грибков. Эти микроорганизмы фактически питаются самим топливом. Если им дать возможность расти, они могут образовывать студенистые колонии, которые также могут засорить топливные системы. Кроме того, их отходы имеют кислую природу, что может привести к коррозии топливного бака.

Это серьезная проблема в приложениях резервного питания. Дизельному генератору с баком, рассчитанным на 72 часа работы при полной нагрузке, может легко потребоваться около 20 лет, чтобы сжечь один бак топлива, при условии типичного уровня нагрузки 60%, еженедельных тренировок на холостом ходу и средних отключений электроэнергии в течение 20 лет. всего 4 часа в год. Однако эти проблемы можно смягчить, внедрив план постоянных испытаний и технического обслуживания топлива, который регулярно удаляет воду и осадок из топливного бака. В аварийных ситуациях обслуживание топлива требуется в соответствии с нормами NFPA 110: Стандарт для систем аварийного и резервного электропитания. Этот тип программы технического обслуживания увеличивает общую стоимость владения генераторной установкой, что также необходимо учитывать. Автоматические очистители топлива, состоящие из насоса и системы фильтрации, увеличивают первоначальные затраты на систему резервного питания, но снижают текущие затраты на техническое обслуживание топлива. Планы ручного обслуживания в долгосрочной перспективе обходятся дороже.