Generators Máy phát điện

Lê Hòa Nam – Diethelm Techology

Generators Máy phát điện

• Đô thị hóa & điện dự phòng– Các tòa nhà cao tầng,cao ốc văn phòng– Điện năng ngày càng quan trọng– Nguồn khẩn cấp và nguồn dự phòng

• Các nhà tư vấn thiết kế, kiến trúc Việt nam– Bắt đầu chú ý đến đưa máy phát điện vào

• Lưu ý cho các nhà tư vấn, kiến trúc – Máy phát điện là gì– Lưu ý khi thiết kế và bố trí máy trong tòa nhà

Generators Máy phát điện

• Xác định các bộ phận – Động cơ– Máy phát điện– Hệ thống làm mát– Điều khiển

• Quan tâm khi lắp đặt– Mặt bằng phòng máy– Hệ thống thùng nhiên liệu– Hệ thống làm mát và thông gió– Tiêu âm– Máy phát có vỏ và kiểu công ten nơ

The System

• Khi động cơ đốt cháy nhiên liệu -- tạo ra:– Cơ năng / công suất– Nhiệt

Fuel (BTU) In Nhiên liệu vào

Mechanical EnergyCơ năng

Radiated Heat 10% Bức xạ nhiệt Cooling System 25%

Hệ thống làm mát

Exhaust 30% Khí xả

Power Out 35%Công suất ra

ID of key componentsCác bộ phận

Radiator Két nước

Bed-frame

Fuel Pump

Engine Heater

Fork Pocket

Integral Fuel Tank

Fuel Tank Fill Engine

Heater Isolator

Power CableGland

Earth Point

AlternatorMáy phát

Rating Plate

PCC2100 Controller Điều khiển

Air Intake Filter

Động cơ Diesel

EngineĐộng cơ

High Speed (1500 RPM at 50Hz) diesel Derived from automotive platforms below about 550kVA Power generation specific above 550kVA Diesel fuelled class A1 or A2 diesel fuel Custom injection systems Fuel consumption or emissions optimized versions Integral fuel, oil and coolant filtration

Example Engine – QSX15G8

4 Extended service intervals (up to 750 hours)

3 Integrated HP fuel lines

Less leaks for reduced downtime

1 Proven high volume in automotive market (Signature 600)

2 Dual Overhead Cams

Dedicated Camshaft injectors

Optimises injection & valve control

Engine - Starting System

Electric start is most common to 3300kVA, part of standard package

Lead acid batteries included in standard specification

Batteries charged from mains, when mains available, and charge alternator on engine when it is running

Negative earth systems 12V starting to 250kVA 24V starting above 250kVA Batteries sized for three attempts to start Redundant start systems increasingly popular

in critical applications Poor battery maintenance is most common

cause of set failure

Engine - Emissions

RadiatorKét nước

RadiatorKét làm mát gắn tại máy

Vertically oriented referred to as “set mounted”JWAC and ATA versionsAxial or paddle fan driven from engineMain source of noise

Air FlowLuồng Không Khí

Alternator Cooling AirKhông khí làm mát máy phát điện

EngineCombustion Air Không khí buồng đốt động cơ

RadiatorCoolingAir Không khí làm mát két nước

Fuel TankThùng nhiên liệu

“in-skid” , “ sub base”

tank or “bed tank”

Tanks typically in skid to 800kVA to save space

Tanks made from plastic or steel

8 hours running at 70% load typical

Provision for connection to bulk storage tanks provided

Fuel cooling required on 2000kVA +

Control SystemsHệ thống điều khiển

Control

Supervision, protection and controlEngine ProtectionAlternator Protection AmpSentry™System supervision Smart Start™Integrated with engine control

Engine governingAutomatic Voltage Regulation

Installation Considerations

Một số chú ý khi lắp đặt

Where ?Ở đâu ?

Close to main power system

Physically isolated from main utility

Consider access for service and installation

Potential for flooding

The Plant RoomPhòng đặt máy

3 x 2000kWData Centre

Standby system USA

The Plant RoomPhòng đặt máy

Designing Plant room size Mặt bằng phòng máy

Ventilation System Hệ thống thông gióCooling System Hệ thống nước làm mátExhaust System Hệ thống khí xả

Fuel System Hệ thống nhiên

liệu

Plant Room Sizing Plant room size should allow for Mặt bằng phòng máy

Size and number of sets Công suất và số máySound attenuation level required on site Mức độ ồn Access for service and maintenance

Lối vào cho phục vụ và bảo dưỡng

Fuel System

Standard sets ( to 800kVA) carry 8 hour tanks

Longer running requirements mean bulk storage tanks are required.

Rule of Thumb:Multiply the KW times .25…that’s the fuel consumption (lph)

Quy tắc: Nhân KW với 0,25…Là tiêu thụ nhiên liệu (lph)

Example Fuel Tanks

500 Litre on board fuel

tank

“Bund” for 110%

containment

Hand Transfer pump

Electric fuel transfer pump

Typical on board tank inside container

Thùng nhiên liệu bên trong công ten nơ

Example Fuel Tanks

“Sub base” fuel tank

on 1400kVAThùng nhiên liệu dưới đế

máy 1400kVA

Fuel Tank Bunding - EC

Bund installed for 110% of engine fluids

Cooling & VentilationLàm mát và Thông gió

Alternator Cooling Air

EngineCombustion Air

RadiatorCoolingAir

Air On is air at radiatorAmbient Air is air at generator/engine air filter intake

Không khí vào là không khí tại két nướcKhông khí môi trường là không khí tại đường vào lọc khí tại máy phát/động cơ

Cooling and Ventilation Làm mát và Thông gió

Rule of Thumb:Effective open area for radiator exhaust air should be roughly equal to radiator area.

Quy Tắc:Diện tích mở hiệu quả cho không khí ra nên bằng diện tích két nước.

Cooling and Ventilation Làm mát và Thông gió

Air Intake 1.5 times size of radiator

Air exhaust ducted out of plant room, air duct to equal radiator size

Rule of Thumb:Heat rejection to coolant is approximately 25% of the fuel energy consumed by the engine.

Rule of Thumb:Designed temperature of plant room should be no more than 50 C

Quy tắc:Nhiệt truyền vào hệ thống làm mát gần bằng 25% năng lượng nhiên liệu tiêu thụ bởi động cơ

Sound Attenuation of Cooling AirTiêu âm và Không khí làm mát

Intake Louvres limit break out of sound

Exhaust air louvres limit break out of sound

Remote CoolingLàm mát kiểu két nước đặt xa

Remote Radiator used where it makes it easier to manage cooling and ventilation

Remote CoolingLàm mát kiểu két nước đặt xa

Vibration – One Source of Noise

Sound Level ??

75 dBA at 1MFor Cement

Works

85 dBA at 1M for a Bank

Attenuation

Take a practical view ! Standby power system will not operate more than 20

hours per year in western world ! 2000/14/EC sound level limits packaged set sound

levels Specify sound level at boundary of site

Noise Levels- some hints

• Most People Can’t Detect a 3 dBA Sound Level Difference Between Sources, but

• 3 dBA Difference is TWICE the Sound Power• High Frequency Noise is Easier To Hear • Accurate Test Requires Ambient at Least 10dBA

Less Than Genset Output– Isolated or Critical Exhaust, Free Field Environment

Exhaust System

Exhaust SystemHệ thống khí thải

Silencer Installations

Cylindrical Silencers

mounted in roof

Box Silencers

Roof mounted Installation

Integral two stage silencers extended out of installation

Less complex !

“ Hot Climate”

What is the problem here?

Enclosed Generators 11 to 550kVA generators come packaged in standard

enclosures compliant with most common legilsation. Fuel, exhaust, sound attenuation and control system all

integral to package More cost effective, and simple to specify, procure

and install than plant room installations

80 dB(A)

Exhaust 94 dB(A)

79 dB(A)

Fan 86 dB(A)

Engine 80 dB(A)

Install 10dB(A)housing

77 dB(A)

Enclosed GeneratorsIntegral silencer

Removable stack for

transportation

40 Foot ISO container

CSC plated for cost effective transport

Air exhaustattenuation Integral fuel

tankAir intake

attenuation

Containerized Generators 20 foot 85dBA at 1M

Containerized 700 to 1000kVA

40 foot 85dBA at 1M Containerized 1100 to 2000kVA

Container Installations

Todays Aims

For standby power use

standby rated generators !

Questions ?