Awaryjne chłodzenie generatorem budowlanym: dobór i wybór grzejnika

Rozważmy typową awarię na miejscu: zestaw rezerwowy o mocy 500 kVA, zamówiony ze standardową wartością znamionową 25 stopni Celsjusza, ulega awarii przy wysokiej temperaturze płynu chłodzącego podczas popołudnia o temperaturze 43 stopni trzy tygodnie po uruchomieniu. Silnik jest zdrowy. Grzejnik nie jest uszkodzony, nie jest zablokowany ani nie jest za mały w stosunku do arkusza danych, według którego został sprzedany. Zostało to po prostu określone dla klimatu, którego nie ma w tym miejscu. Na placach budowy awarie chłodzenia są awariami specyfikacji i ujawniają się w pierwszym gorącym tygodniu, kiedy pompy odwadniające, podnośniki i oświetlenie placu budowy działają jednocześnie.

Co właściwie musi zrobić awaryjny generator budowlany

Awaryjny generator budowlany to rezerwowy zespół prądotwórczy z silnikiem wysokoprężnym, którego wymiary pozwalają na przenoszenie ładunków zapewniających bezpieczeństwo życia, odwadnianie i podnoszenie ładunków w ciągu kilku sekund od awarii sieci energetycznej i musi to robić przy dowolnej temperaturze otoczenia i poziomie zapylenia panującym w danym miejscu, a nie przy poziomie wydrukowanym na certyfikacie testu.

Definicja

Awaryjny generator budowlany to agregat prądotwórczy z silnikiem wysokoprężnym przystosowany do pracy w trybie gotowości i instalowany w celu tymczasowego zasilania systemów bezpieczeństwa na budowie, pomp, wciągników i oświetlenia w przypadku awarii sieci, zwykle o mocy od 100 kVA do 800 kVA w projektach komercyjnych i infrastrukturalnych.

Praca w trybie gotowości zmienia wymagania dotyczące chłodzenia na trzy sposoby, których nie uwzględnia arkusz danych dotyczących zasilania głównego:

Uruchomienie i akceptacja obciążenia: Systemy bezpieczeństwa poziomu 1 wymagają rozruchu i przyjęcia obciążenia znamionowego w ciągu około 10 sekund, co oznacza, że odprowadzanie ciepła przy pełnym obciążeniu rozpoczyna się w ciągu minuty od zimnego rozruchu.
Długie okresy przestojów: tygodnie przy zerowym obciążeniu i tylko cotygodniowe przebiegi próbne, przez co paski, uszczelki i płyn chłodzący pozostają nieruchome pomiędzy zdarzeniami.
Warunki na miejscu: pył powstający podczas robót ziemnych, żaluzje akustyczne i temperatury w lecie powyżej wartości znamionowych opublikowanych przez producenta silnika.

Rdzeń, który spełnia wymagania laboratoryjne 25 stopni, może nadal zawieść na placu budowy. O tym, czy tak się stanie, decydują liczby, struktura rdzenia i szczegóły instalacji.

Ile ciepła zestaw rezerwowy wlewa do grzejnika

Turbodoładowany silnik wysokoprężny o mocy 500 kVA (400 kWe) przy pełnym obciążeniu odprowadza około 290 do 300 kW ciepła, z czego około 60% trafia do obiegu wodnego płaszcza, który chłodnica musi usunąć.

Przybliżone odprowadzanie ciepła przy pełnym obciążeniu, zestaw wysokoprężny 500 kVA

Woda w płaszczu 180 kW

Naładuj powietrze 60 kW

Olej smarowy 35 kW

Zablokuj promieniowanie 20 kW

295 kW Całkowite ciepło odprowadzane do chłodziwa i powietrza przy pełnym obciążeniu

20 m3/s Przepływ powietrza wentylatora wymagany przy wzroście temperatury po stronie powietrza o 12 K

0,74 kW Ciepło odrzucone na kWe mocy, wartość planowana

Wykres stanowi punkt wyjścia do planowania zestawu z chłodnicą oleju chłodzoną wodą i nie zastępuje krzywej odprowadzania ciepła producenta silnika. Najpierw przeczytaj krzywą, a następnie zmierz rdzeń.

Dwa obwody, dwie zasady: gdy chłodnica powietrza doładowującego znajduje się w oddzielnym obwodzie, chłodnica staje się rdzeniem dwuobwodowym i każdy obwód wymaga własnego ciśnienia znamionowego. Połączenie obu w jeden obwód podnosi temperaturę płynu chłodzącego o 8 do 12 K przy pełnym obciążeniu, co często stanowi cały margines.

Temperatura otoczenia i zapylenie decydują o rzeczywistym rozmiarze grzejnika

Wydajność grzejnika spada wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, a rdzeń wybrany na 25 stopni Celsjusza traci około 1,5% do 2% ciepła użytecznego oddawanego na każdy stopień powyżej tej wartości znamionowej.

Typowa wydajność grzejnika utrzymywana w miarę wzrostu temperatury otoczenia w miejscu pracy powyżej punktu projektowego 25 stopni Celsjusza.
Otoczenie witryny	Pojemność zachowana	Praktyczna reakcja grzejnika
35 stopni C	88 do 92%	Jeden rozmiar rdzenia większy lub szerszy skok płetwy
40 stopni C	82 do 86%	Ponadwymiarowy rdzeń i wentylator o większym przepływie powietrza
45 stopni C	78 do 82%	Nadwymiarowy rdzeń plus kanałowy wylot
50 stopni C	70 do 74%	Zdalny grzejnik lub wymiennik ciepła

Ogólna zasada: rdzeń wybrany do temperatury 25 stopni Celsjusza potrzebuje około 15% większej powierzchni czołowej, aby utrzymać pełne obciążenie w temperaturze 45 stopni Celsjusza i około 25% więcej przy 50 stopniach. Wysokość to potęguje, ponieważ gęstość powietrza spada o około 10% na 1000 m, a wraz z nim spada masowy przepływ powietrza przez ten sam rdzeń.

Drugim selektorem jest pył. Roboty ziemne, betonowanie i drogi transportowe obciążają powietrze drobnymi cząstkami, które wypełniają szczeliny w żebrach od zewnątrz do wewnątrz. Rdzeń z 8 żebrami na cal, o grubości około 3 mm, wytrzymuje tę pracę. Gęsty rdzeń o gęstości 12 żeberek na cal zatyka się w ciągu kilku tygodni, a następnie wymaga mycia pod ciśnieniem, które powoduje złożenie żeberek.

Desert High-Temperature Generator Radiator Range

Gama grzejników pustynnych z generatorem wysokiej temperatury W przypadku gorących i zapylonych miejsc w tej gamie zastosowano powiększone rdzenie, szeroko rozstawione żebra i wentylatory o dużej wydajności, aby zapewnić niezawodne chłodzenie generatora. Zobacz produkt →

W przypadku obiektów, w których przez wiele miesięcy temperatura przekracza 45 stopni Celsjusza, zbyt duży rdzeń jest tańszy niż przestoje, a wentylator i napęd należy dobrać wraz z nim, a nie po nim.

Rurka i żebro lub Płytka i żeberka: Dopasuj rdzeń do miejsca

Rdzenia rurowo-żebrowego należy używać na placach budowy, chyba że zestaw znajduje się w czystym pomieszczeniu technicznym, ponieważ rdzeń rurowo-żebrowy można wielokrotnie czyścić i ponownie rdzeniować, w przeciwieństwie do lutowanego rdzenia płytowo-żebrowego nie.

Rurka i płetwa

Można czyścić wodą lub powietrzem pod ciśnieniem od 3 do 5 barów, bez rur kruszących
Podziałka żeberek od 3 do 4 mm toleruje obciążenie pyłem
Możliwość naprawy: poszczególne rurki można zatykać lub wymieniać
10 do 15% cięższy i większy przy takim samym odprowadzaniu ciepła

Płytowo-żebrowe, lutowane

25 do 35% bardziej kompaktowy przy tym samym zadaniu
Większy transfer ciepła na jednostkę powierzchni czołowej
Trudne do czyszczenia; lutowane szwy nie wytrzymują wielokrotnego mycia pod ciśnieniem
Najlepsze do czystego powietrza, instalacji stacjonarnych i szczelnych obudów

Obudowa konstrukcyjna to odpylacz z zamontowanym wentylatorem. Jeśli zestaw działa wewnątrz osłony akustycznej, dodaj siatkę lub filtr wstępny na żaluzji i ustaw częstotliwość czyszczenia żeber według godzin pracy, a nie według kalendarza.

Tube-and-Fin Radiators for Generator Cooling

Chłodnice rurowo-żebrowe do chłodzenia generatorów Ekonomiczna, łatwa w utrzymaniu konstrukcja grzejnika z blisko rozmieszczonymi żebrami, dostosowana do różnych rozmiarów generatorów i kontroli przepływu powietrza w instalacji. Zobacz produkt →

Pięć szczegółów instalacji, które decydują o tym, czy grzejnik działa

Przepływ powietrza, prześwit i recyrkulacja gorącego powietrza powodują większe przegrzanie na placu budowy niż rozmiar rdzenia, a wszystkie trzy są ustalane podczas instalacji, a nie przy zakupie.

Wolna powierzchnia żaluzji: powierzchnia żaluzji powinna być co najmniej 1,25 razy większa od powierzchni czołowej grzejnika. Poniżej tego ciśnienie statyczne wzrasta powyżej 100 Pa, a wentylator przepuszcza mniej powietrza, niż obiecuje krzywa.
Prześwit: zachowaj jedną średnicę wentylatora między powierzchnią rdzenia a dowolną ścianą i połowę średnicy wentylatora między dwoma zestawami. Grzejniki ustawione naprzeciwko siebie w odstępie 1 m przyciągają wzajemnie gorące powietrze.
Kierunek wylotu: wypchnij gorące powietrze z dala od strony wlotowej i powyżej linii obudowy. Kanał wylotowy o długości 2–3 m kosztuje mniej niż sezon uciążliwych wyjazdów.
Napęd wentylatora: sprawdź napięcie paska po 250 godzinach i ponownie po 500 godzinach. Ślizgający się pasek kosztuje od 10 do 15% prędkości wentylatora, co jest równoznaczne z utratą jednej piątej rdzenia.
Płyn chłodzący: użyj 50% glikolu z korkiem dostosowanym do ciśnienia w układzie. Glikol podnosi temperaturę wrzenia do około 108 stopni Celsjusza przy ciśnieniu 1 bara, co stanowi margines, który utrzymuje zestaw w 45-stopniowe popołudnie.

Kontrola uruchomienia: przytrzymaj zestaw przy obciążeniu 75% przez 30 minut, następnie przejdź do 100%. Temperatura płynu chłodzącego powinna ustabilizować się w granicach około 8 K od wartości zadanej termostatu. Jeśli po dziesięciu minutach przy pełnym obciążeniu będzie nadal rósł, usterka leży po stronie powietrza, a nie w rdzeniu.

Wymiana grzejnika w istniejącym miejscu

Większość wymian grzejników na placach budowy dopasowuje się pod kątem wymiarów i układu połączeń, a nie numeru części, ponieważ zapisy z placu budowy rzadko przetrwają po przekazaniu projektu.

O dopasowaniu decydują cztery pomiary: otoczka rdzenia, otwór i położenie połączenia, średnica wentylatora z głębokością osłony oraz powierzchnia montażowa na ramie podstawy.

Lista kontrolna odsyłaczy

Szerokość, wysokość i grubość rdzenia w milimetrach, mierzone w zbiornikach
Otwór wlotowy i wylotowy oraz odległość między nimi w środku
Średnica wentylatora, liczba łopatek i kierunek obrotu
Orientacja zbiornika i położenie szyjki wlewu
Rozstaw otworów montażowych i typ izolatora
Wartość znamionowa korka ciśnieniowego i nastawa termostatu

Emergency Standby Generator Radiator Solutions

Rozwiązania grzejnikowe z generatorem awaryjnym W przypadku zasilania awaryjnego grzejniki te umożliwiają szybkie chłodzenie przy uruchomieniu i odpowiadają potrzebom wymiany lub modernizacji w szpitalach, centrach danych i placówkach telekomunikacyjnych. Zobacz produkt →

Zestawy rezerwowe powinny być przeznaczone do pracy w trybie gotowości, a nie pracy ciągłej, ponieważ rdzeń przyjmuje pełne obciążenie w seriach i musi regenerować się pomiędzy zdarzeniami. Jiangsu Weichuang Radiator Manufacturing Co., Ltd. produkuje rdzenie zamienne do zestawów z tego zakresu, a rozmowa dotycząca specyfikacji zwykle rozpoczyna się od czterech powyższych pomiarów. Tam, gdzie żaden rdzeń katalogowy nie pasuje do ramy, rdzenie wykonane na zamówienie dobrane do zmierzonej koperty zwykle kosztują mniej niż modyfikacja ramy podstawy, węży i osłony wentylatora.

Częstotliwości konserwacji, dzięki którym zestaw w trybie gotowości jest chłodny

Grzejnik rezerwowy psuje się z powodu zaniedbania na długo przed jego zużyciem, a cztery poniższe zadania zapobiegają większości przestojów w obiekcie.

Częstotliwość przeglądów grzejnika generatora rezerwowego na placu budowy.
Zadanie	Interwał	Jak wygląda porażka
Czyszczenie i prostowanie płetw	250 godzin lub co miesiąc przy pracy w zapylonym środowisku	Temperatura płynu chłodzącego wyższa o 5 K przy tym samym obciążeniu
Stężenie i pH glikolu	500 godzin	Kamień w rdzeniu, niższa temperatura wrzenia
Korek ciśnieniowy i zaciski węża	12 miesięcy	Ubytek płynu chłodzącego bez widocznego wycieku
Napięcie paska i łożysko wentylatora	250 godzin, potem 500 godzin	Hałas wentylatora, przeszklony pasek, powolny wzrost temperatury

Najtańszą diagnostyką zestawu rezerwowego jest rejestr temperatury: jeden odczyt na tydzień, to samo obciążenie, ta sama pora dnia. Dryf o wartości 5 K w ciągu miesiąca wskazuje na stronę powietrza, a nie wodę.

Gdy temperatura wzrasta pod obciążeniem, należy sprawdzić przyczyny w kolejności: powietrze, płyn chłodzący, a następnie rdzeń. Ten podział Przyczyny i rozwiązania przegrzania generatora przebiega według tej samej kolejności.

Często zadawane pytania: Awaryjne chłodzenie agregatem budowlanym

Konkluzja: w pierwszej kolejności dobierz grzejnik do otoczenia w miejscu instalacji, w drugiej kolejności do konstrukcji rdzenia, a w trzeciej kolejności do przepływu powietrza w instalacji. Sama moc silnika nigdy nie decyduje o tym, czy zestaw rezerwowy pozostanie chłodny.

Jak szybko awaryjny generator budowlany musi przenosić pełne obciążenie?

Systemy bezpieczeństwa poziomu 1 wymagają, aby zestaw uruchomił się i przyjął obciążenie znamionowe w ciągu około 10 sekund od awarii zasilania, zatem układ chłodzenia musi poradzić sobie z odprowadzeniem ciepła przy pełnym obciążeniu w ciągu minuty od zimnego rozruchu, przy zimnym płynie chłodzącym i stacjonarnym wentylatorze przed pierwszym obrotem.

Czy standardowy grzejnik wytrzyma temperaturę otoczenia wynoszącą 45 stopni Celsjusza?

Nie przy mocy znamionowej. Rdzeń wybrany przy 25 stopniach Celsjusza zachowuje tylko około 78 do 82% swojej pojemności przy 45 stopniach, więc pełne obciążenie wymaga około 15% większej powierzchni czołowej, wentylatora o większym przepływie powietrza i odprowadzania kanałowego, aby uniknąć recyrkulacji.

Dlaczego zestaw przegrzewa się dopiero po południu?

Nakładają się na siebie trzy skutki: szczytowe warunki atmosferyczne zmniejszają wydajność, powietrze pod wiatr jest gorętsze niż powietrze poranne, a pył rozluźniony w wyniku dziennego ruchu transportowego już zapchał płetwy. Jeżeli wentylator odprowadza również swoje własne wyładowania z powrotem przez rdzeń, temperatura powietrza wlotowego może wynosić od 8 do 10 K powyżej temperatury otoczenia.

Jak zamówić chłodnicę zamienną bez numeru części?

Zmierz powłokę rdzenia, otwór wlotowy i wylotowy z odległościami od środka, średnicę wentylatora z głębokością osłony oraz środki otworów montażowych w ramie podstawy. Te cztery pomiary plus wartość znamionowa korka ciśnieniowego i nastawa termostatu wystarczą, aby dopasować lub zbudować rdzeń.

Wiadomości branżowe