ما هو التراص الرطب في مولد الديزل؟ الأسباب والنتائج والحلول

جاءت المكالمة الهاتفية من غرفة المولدات في الساعة 2:00 صباحًا. كان المهندس المناوب ينظر إلى مجموعة مولدات الديزل الاحتياطية بقدرة 800 كيلووات والتي كانت تعمل طوال الساعات الست الماضية. كان حمل المنشأة 140 كيلو واط فقط. كان السائل الأسود ينزف من كل شفة عادم. بدا أنبوب العادم كما لو أن شخصًا ما قد دهن طبقة رقيقة من الزيت الخام فوقه. الاستنتاج الواضح قبل استخدام أي أداة تشخيصية هو أن المحرك مكدس مبتل.

التكديس الرطب هو حالة تتطور عندما يعمل محرك الديزل بأقل من 30 بالمائة تقريبًا من حمله المقدر لفترة طويلة. يتم حقن الوقود في الأسطوانات، لكن درجة حرارة غرفة الاحتراق منخفضة جدًا بحيث لا يمكن حرقه بالكامل. وينتهي الأمر ببعض وقود الديزل في نظام العادم على شكل هيدروكربونات غير محترقة. يصبح أنبوب العادم مبتلًا بالوقود والسخام ومنتجات الاحتراق الثانوية الأخرى. إنها مشكلة بطيئة وزاحفة، ولكن يمكن أن يكون لها عواقب باهظة الثمن: بطانات الأسطوانة الزجاجية، وحلقات المكبس العالقة، وزيت المحرك المخفف، والشاحن التوربيني الفاشل، وحتى فقدان الطاقة الحرجة أثناء انقطاع حقيقي في المرافق.

والخبر المشجع هو أن التراص الرطب يمكن الوقاية منه، وفي معظم الحالات المبكرة، يمكن عكسه. إن مفتاح إدارتها هو الفهم الواضح لأسبابها، وكيفية اكتشافها، وما يجب القيام به حيال ذلك. هذه المقالة مخصصة لمديري المرافق، ومشغلي مراكز البيانات، ومهندسي المشتريات، وأي شخص آخر يقوم باختيار مجموعات مولدات الديزل أو تحديدها أو تشغيلها. وهو يغطي الخلفية الفنية والمعايير التي تحكم اختبار المولدات والأعراض العملية والإجراءات التصحيحية وقرارات الشراء التي تمنع ظهور المشكلة على الإطلاق.

قبل المضي قدمًا، من الجدير ذكر القاعدة التشغيلية الأكثر أهمية: يجب تشغيل كل مجموعة مولدات ديزل أو تحميلها بنسبة 30 بالمائة على الأقل من قدرتها المقدرة لمدة لا تقل عن 30 دقيقة وفقًا لجدول زمني ثابت. يجب أن يكون الحمل حملاً كهربائيًا حقيقيًا، وليس فقط المولد الذي يعمل وهو فارغ. إذا لم تتمكن المنشأة من الوصول إلى هذا المستوى من الحمل أثناء الاختبار العادي، فيجب وجود بنك حمل مقاوم. يمنع هذا الانضباط البسيط غالبية حالات التراص الرطب. تشرح بقية هذه المقالة العلم والتفاصيل العملية وراء هذه القاعدة.

ما هو التراص الرطب في مولد الديزل؟

التكديس الرطب هو حالة يتراكم فيها الوقود غير المحترق والسخام ومنتجات الاحتراق الثانوية في نظام العادم لمحرك الديزل. تصف كلمة "رطب" المظهر السائل للوقود والكربون الذي يتكثف على مجمع العادم والشاحن التوربيني وأنبوب العادم وكاتم الصوت. في الحالات الشديدة، يمكن أن يتساقط السائل من كومة العادم أو يتدفق بشكل واضح من الوصلات ذات الحواف. وهذا ليس هو النفخ الطبيعي لعادم الديزل الذي يمكن رؤيته عند بدء التشغيل؛ التكديس الرطب هو حالة مستمرة تستمر أثناء تشغيل المحرك تحت الحمل.

يتطلب فهم التراص الرطب معرفة عملية بعملية احتراق الديزل. محرك الديزل عبارة عن آلة اشتعال بالضغط. يتم سحب الهواء إلى الأسطوانة وضغطه إلى حوالي 500 إلى 700 رطل لكل بوصة مربعة، مما يرفع درجة حرارته إلى حوالي 1000 درجة فهرنهايت (540 درجة مئوية). في الجزء العلوي من شوط الضغط، يقوم حاقن الوقود برش وقود الديزل في الهواء الساخن المضغوط. يجب أن تتفتت قطرات الوقود وتتبخر وتختلط بالأكسجين ثم تشتعل تلقائيًا. يجب أن يكتمل هذا الحدث بأكمله خلال بضعة أجزاء من الثانية من الحقن. عندما يعمل المحرك عند نقطة التصميم المقدرة أو بالقرب منها، تكون درجة حرارة الأسطوانة وضغطها مرتفعين بدرجة كافية لدعم الاحتراق الكامل والسريع.

عندما يتم تحميل المحرك بشكل خفيف، يتم حقن كمية أقل من الوقود في كل شوط. تنخفض درجة حرارة الذروة للأسطوانة. رذاذ الوقود الأصغر لا يتبخر بالكامل. ويظل بعض وقود الديزل في حالة سائلة أو يشكل جسيمات كربون محترقة جزئيًا. ومع انخفاض الحمل بشكل أكبر، تنخفض درجة حرارة غرفة الاحتراق بشكل أكبر، وتترك نسبة متزايدة من الوقود الأسطوانة غير محترقة أو محترقة جزئيًا. وتتدفق هذه المادة إلى نظام العادم، حيث تبرد وتتكثف على الأسطح.

هناك أيضًا ظاهرة ذات صلة داخل الأسطوانة نفسها. يتراكم الكربون والوقود غير المحترق على جدران بطانة الأسطوانة، مما يشكل رواسب صلبة تعمل على تلميع سطح الفتحة المتقاطعة للبطانة. يُعرف هذا بالتزجيج. يمكن أن يحدث التزجيج في نفس وقت التكديس الرطب، وغالبًا ما يتم ذكره بجانبه. وتشمل المصطلحات الأخرى ذات الصلة قاذورات الكربون والتعبئة الكربونية. التمييز مهم لأن التكديس الرطب يتعلق في المقام الأول بتكثيف الوقود في مسار العادم، في حين أن التزجيج يتعلق بالرواسب الموجودة على بطانة الأسطوانة. كلاهما يشتركان في نفس السبب الجذري: محرك ديزل منخفض التحميل.

ويختلف التكديس الرطب عن الدخان الأسود العرضي الذي يمكن أن يظهر عند تشغيل محرك الديزل لأول مرة أو عند تحميله فجأة. قد يؤدي بدء التشغيل والتشغيل المؤقت إلى ظهور دخان، لكن الحالة تزول عندما يصل المحرك إلى درجة حرارة التشغيل. يختلف التراص الرطب لأنه يحدث بسبب عدم تطابق حالة التشغيل، وليس بسبب عابر لحظي. إذا كان المحرك يعمل بحمل منخفض، فلن يحترق الوقود بشكل نظيف أبدًا، ويظل أنبوب العادم رطبًا طالما استمرت حالة الحمل المنخفض.

لماذا تعتبر محركات الديزل حساسة بشكل خاص؟

يتساءل الكثير من الناس عما إذا كان التكديس الرطب يؤثر على مولدات البنزين أو محركات الغاز الطبيعي. الإجابة المختصرة هي أن محركات البنزين والغاز الطبيعي التي تعمل بالشرارة أقل عرضة للتعرض للتكديس الرطب، والسبب يعود إلى فيزياء الاحتراق.

وقود الديزل عبارة عن هيدروكربون أثقل وأقل تطايرًا من البنزين. يمتد نطاق غليانه تقريبًا من 350 درجة فهرنهايت إلى 675 درجة فهرنهايت. لا يتبخر وقود الديزل بسهولة عند درجات الحرارة المنخفضة. يتطلب الحرارة الشديدة للهواء المضغوط للتفتيت والإشعال. عندما يتم تحميل المحرك بشكل خفيف، لا توجد تلك الحرارة. تتكثف جزيئات الهيدروكربون الأثقل وتبقى على شكل قطرات أو أغشية على جدران الأسطوانة وأسطح العادم. وعلى النقيض من ذلك، يعتبر البنزين والغاز الطبيعي من الهيدروكربونات الخفيفة التي يمكن تبخيرها بسهولة أكبر، ويستخدم محرك الإشعال بالشرارة لوحة خنق للتحكم في كمية الهواء الداخل إلى الأسطوانة. وهذا يخلق خليطًا أكثر ثراءً عند التحميل الجزئي، وتظل درجة حرارة الاحتراق مرتفعة بما يكفي لحرق الوقود بالكامل.

تم تصميم محركات الديزل أيضًا لتعمل مع وجود فائض كبير من الهواء. عند التحميل الكامل، يعمل محرك الديزل بنسبة الهواء إلى الوقود ربما 30:1 إلى 50:1، في حين أن محرك البنزين عند التحميل الكامل يعمل بالقرب من العناصر المتكافئة عند حوالي 14.7:1. عند الحمل الخفيف، يستمر محرك الديزل في سحب نفس الحجم من الهواء، ولكن يتم حقن كمية صغيرة فقط من الوقود. الهواء الزائد له تأثير التبريد. فهو يمتص حرارة الاحتراق ويخفف الغازات الساخنة. وهذا يجعل درجة حرارة غرفة الاحتراق تنخفض بشكل أسرع مع انخفاض الحمل.

تعتبر درجة حرارة غاز العادم مؤشرا مفيدا. يمكن لمحرك ديزل حديث مزود بشاحن توربيني عند حمل بنسبة 80 بالمائة أن يعمل عند درجات حرارة عادم تتراوح بين 900 درجة فهرنهايت إلى 1100 درجة فهرنهايت عند مدخل الشاحن التوربيني. عند تحميل 30 بالمائة، قد تتراوح درجة حرارة غاز العادم من 550 درجة فهرنهايت إلى 700 درجة فهرنهايت. عند تحميل 20 بالمائة، يمكن أن تنخفض إلى 400 درجة فهرنهايت أو أقل. وهذا أقل بكثير من درجة الحرارة اللازمة لحرق السخام ورواسب الكربون. إن درجة الحرارة المنخفضة هي بالضبط السبب وراء احتمال التكديس الرطب عند حمل منخفض جدًا: فالمحرك ببساطة ليس ساخنًا بدرجة كافية لتنظيف نفسه.

هناك أيضًا فرق بين المحركات عالية السرعة ومنخفضة السرعة. تتميز المحركات عالية السرعة وصغيرة الإزاحة المستخدمة في العديد من المولدات الاحتياطية بفقد حرارة كبير نسبيًا للأسطوانة، مما يجعلها أكثر عرضة لمشاكل الحمل المنخفض. على العكس من ذلك، يتم أحيانًا تصميم محركات الديزل البحرية الكبيرة ذات السرعة البطيئة للعمل عند حمل منخفض لفترات طويلة، باستخدام شاحن توربيني خاص واستراتيجيات الاحتراق. ولكن بالنسبة لمجموعات المولدات الصناعية والتجارية، فإن قاعدة الـ 30 بالمائة تعتبر بمثابة إرشادات تصميمية مقبولة على نطاق واسع.

عتبة التحميل والمعايير الفنية

إن نسبة التحميل البالغة 30 بالمائة ليست توصية عشوائية. وهي النقطة التي تنخفض فيها درجات حرارة غرفة الاحتراق، بالنسبة لمعظم محركات الديزل الصناعية، عن المستوى المطلوب لحرق الوقود النظيف والكامل. يعتمد الحد الدقيق على نسبة ضغط المحرك، والتجويف والشوط، وتكوين الشاحن التوربيني، وتوقيت حقن الوقود، ودرجة حرارة سائل التبريد. تتحمل بعض المحركات حملاً يصل إلى 20 بالمائة لفترة محدودة، بينما يبدأ البعض الآخر في ظهور أعراض التكدس الرطب عند 35 بالمائة. المفهوم السائد هو أن كل محرك ديزل لديه حد أدنى من الحمل، والذي تقل عنه جودة الاحتراق بسرعة.

يعد NFPA 110 هو المعيار المرجعي الأساسي لأنظمة الطاقة في حالات الطوارئ والطاقة الاحتياطية في الولايات المتحدة. فهو يحدد متطلبات أداء واختبار وصيانة أنظمة إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ. من بين متطلبات الاختبار الخاصة به، يحدد NFPA 110 أن نظام إمداد الطاقة في حالات الطوارئ يجب أن يتم تشغيله تحت الحمل. يوصي المعيار بإجراء اختبار شهري بما لا يقل عن 30 بالمائة من السعة المقدرة للمولد لمدة لا تقل عن 30 دقيقة. يجب أن يكون الحمل ممثلاً لحمل المنشأة الفعلي حيثما أمكن ذلك، ويجب استخدام بنك الأحمال إذا كان الحمل الفعلي غير كافٍ. بالنسبة لأنظمة المستوى 1، المطلوبة للحفاظ على الطاقة للتطبيقات الحرجة، يكون نظام الاختبار أكثر صرامة.

ISO 8528 هو المعيار الدولي الذي يحكم أداء مجموعات توليد التيار المتردد التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي. وهي تحدد فئات الأداء لمجموعات المولدات، بما في ذلك انحرافات الجهد والتردد المسموح بها تحت الأحمال المتغيرة. كما يتناول أيضًا مفهوم التصنيفات الأولية والاستعدادية للمولد ويوفر إرشادات حول كيفية تصرف مجموعة المولدات عند نقاط التحميل المختلفة. عند اختيار مجموعة المولدات، يجب أن يتم إعطاء الشركة المصنعة ملف تعريف الحمل المتوقع، بما في ذلك الحد الأدنى والحد الأقصى للأحمال المتوقعة، بحيث يمكن مطابقة المحرك مع دورة التشغيل الفعلية.

هناك أيضًا مفهوم عامل الحمولة، وهو متوسط ​​الحمولة مقسومًا على الحمولة المقدرة خلال فترة معينة. تعتبر المنشأة التي لديها عامل تحميل مستدام أقل من 30 بالمائة مرشحة للتكديس الرطب. ومع ذلك، فإن عامل التحميل ليس سوى جزء واحد من الصورة. إن مدة التشغيل منخفض الحمل لا تقل أهمية عن النسبة المئوية. من غير المرجح أن يصاب المحرك الذي يعمل بحمل 25 بالمائة لمدة 10 دقائق يوميًا بتكدس رطب شديد. المحرك الذي يعمل بحمل 25 بالمائة لمدة ست ساعات يوميًا سوف يتطور إلى مشاكل بسرعة.

كيفية التعرف على التراص الرطب في وقت مبكر

إن اكتشاف التكديس الرطب مبكرًا يعطي أفضل فرصة لعكس ذلك. تتطور الحالة تدريجياً، وهناك عدة مؤشرات موثوقة. يجب على مدير المنشأة أو الفني البحث عن هذه العلامات أثناء الزيارات الروتينية وأثناء عمليات الاختبار الشهرية.

تشمل الأعراض البصرية تساقط سائل زيتي أسود من حواف العادم أو مصارف كاتم الصوت أو ماسورة العادم؛ بقايا داكنة لزجة داخل أنبوب العادم، وأحيانًا تكون لها رائحة وقود أو زيت محترق؛ تراكم السخام والكربون على الجزء الخارجي لمشعب العادم، خاصة عند الحافة بين المشعب والشاحن التوربيني؛ دخان أبيض أو رمادي من العادم عند التشغيل بحمل خفيف؛ وبريق زيت على السطح الخارجي لنظام العادم، مما قد يشير إلى تكثيف الوقود وليس إلى تسرب الزيت.

تشمل الأعراض التشغيلية الخمول الخام أو التشغيل غير المتساوي عند الحمل المنخفض؛ استهلاك وقود محدد أعلى، حيث يحرق المولد كمية أكبر من الديزل لكل كيلووات/ساعة أكثر مما ينبغي؛ انخفاض درجة حرارة غاز العادم عن المتوقع للحمولة المحددة؛ استجابة بطيئة لتغيرات التحميل مع وجود دخان مرئي أثناء التحميل العابر؛ وزيادة استهلاك الزيت، وأحيانًا مع ظهور رائحة وقود الديزل في زيت علبة المرافق.

تتضمن مؤشرات المراقبة رائحة وقود الديزل في عينة زيت المحرك، وتحليل الزيت الذي يوضح تخفيف الوقود، وزيادة ضغط النفخ من علبة المرافق، وارتفاع محتوى السخام في الزيت. الدليل الأكثر موثوقية يأتي من الفحص البصري لمسار العادم مع القياس المباشر لدرجة حرارة غاز العادم. يمكن لمقياس حرارة بسيط يعمل بالأشعة تحت الحمراء قياس درجة حرارة مشعب العادم في حالة مستقرة. إذا كانت درجة الحرارة أقل بكثير من القيمة المتوقعة من قبل الشركة المصنعة للحمل المحدد، فمن المحتمل التكديس الرطب. يمكن أن يكشف فحص المنظار للأسطوانة عن الزجاج الموجود على جدار البطانة ورواسب الكربون الثقيلة على تاج المكبس.

العواقب إذا ترك التراص الرطب دون تصحيح

إذا لم يتم تصحيح التراص الرطب، يتراكم الضرر مع مرور الوقت. ويمكن تجميع العواقب في تدهور الأداء، وتلف المكونات، والمخاطر المالية. وكل مجموعة تعزز المجموعات الأخرى.

تدهور أداء المحرك: يملأ الكربون الذي يتراكم على جدران الأسطوانة النسيج الدقيق لنمط الفتحات المتقاطعة للبطانة. إن طبقة الزيت التي كان من المفترض أن يتم الاحتفاظ بها بواسطة تلك الفتحة المتقاطعة لم تعد ثابتة في مكانها. هذا زجاج. لا تستطيع البطانة الزجاجية تشحيم المكبس بشكل صحيح، لذلك تبدأ حلقات المكبس في الاحتكاك بالحائط. يؤدي الاحتكاك الناتج إلى زيادة الحمل على المحرك، ويقلل من الكفاءة، وينتج جزيئات معدنية في الزيت. مع مرور الوقت، تنخفض قوة المحرك حتى عند نفس مدخلات الوقود.

مشكلات الحلقة: تتجمع رواسب الكربون في أخاديد حلقة المكبس. تبدأ الحلقات بالالتصاق، وتفقد قدرتها على التمدد والالتصاق بجدار الأسطوانة. لا يمكن للحلقة العالقة أن تتحمل الضغط. يؤدي ذلك إلى تقليل خرج طاقة المحرك ويسمح لغازات الاحتراق بالانفجار عبر الحلقات إلى علبة المرافق. الحالة تسمى ضربة. تحمل الغازات المنفجرة بخار الوقود والهيدروكربونات المحروقة جزئيًا وبخار الماء، مما يؤدي إلى تلويث زيت المحرك وتسريع التآكل.

تخفيف الزيت: يعمل وقود الديزل غير المحترق الذي يمر عبر حلقات المكبس في وعاء الزيت على تخفيف زيت المحرك. يحتوي وقود الديزل على خصائص تشحيم سيئة. عندما يتم تخفيف الزيت، تنخفض لزوجته، وتقل قدرته على حماية صفائح العمود المرفقي والمحامل وأسطح عمود الكامات. تنخفض أيضًا نقطة وميض الزيت، مما يزيد من خطر نشوب حريق في حجرة المحرك في حالة حدوث تسرب للوقود أو الزيت.

تلف الشاحن التوربيني: يمر الوقود غير المحترق والسخام عبر الشاحن التوربيني، حيث يلوثان عجلة التوربين ومبيت المحمل. يقوم الكربون بفحم غلاف التوربين ودوارات الهندسة المتغيرة في الشواحن التوربينية الحديثة. يؤدي ذلك إلى تقييد تدفق العادم، وزيادة الضغط الخلفي، وتقليل الضغط المعزز. يمكن أن يؤدي فشل الشاحن التوربيني إلى فقدان كامل للدفعة، مما يعني أن المحرك لا يستطيع إنتاج الطاقة المقدرة وقد يتوقف عن العمل.

قيود نظام العادم: يتراكم السخام الثقيل والوقود السائل في كاتم الصوت ومكدس العادم. يؤدي هذا التراكم إلى تقييد مسار العادم، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الخلفي. يؤثر الضغط الخلفي المرتفع على تفريغ الأسطوانات، مما يجعل الاحتراق أقل كفاءة. ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى رفع درجة حرارة غاز العادم بطريقة لا يمكن التحكم فيها، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة صمامات العادم وتقليل عمر المحرك. يمكن أن يؤدي انسداد العادم بشدة إلى إيقاف تشغيل المحرك.

الأثر المالي: يمكن أن تكون تكلفة الوقود المباشرة للتكديس الرطب كبيرة. قد يحرق المولد الذي يعمل بحمل 25 بالمائة كمية أكبر بكثير من الوقود لكل كيلووات/ساعة مقارنة بالمولد الذي يعمل بحمل 70 بالمائة. وعلى مدار فترة انقطاع طويلة، يمكن أن يضيف هذا الفارق ما يصل إلى آلاف الدولارات من وقود الديزل المهدر. تكاليف الإصلاح كبيرة أيضًا: بطانات الأسطوانات، وحلقات المكبس، والشواحن التوربينية، ومكونات العادم، ومرشحات الزيت كلها معرضة للخطر. في مركز البيانات أو بيئة المستشفى، فإن العواقب المالية الأكثر خطورة هي احتمال تعطل المولد أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

استراتيجيات الوقاية للعمليات اليومية

أفضل طريقة لإدارة التراص الرطب هي منعه. نظرًا لأن السبب الجذري هو استمرار التشغيل منخفض الحمل، فإن الوقاية تدور حول ثلاث ركائز: إدارة الحمل، واختيار المولد، والصيانة المنضبطة.

تبدأ إدارة الأحمال بمعرفة حملك الفعلي. يجب تسجيل اختبار التشغيل الشهري مع الحمل الحقيقي للمولد ودرجة حرارة غاز العادم. إذا كان الحمل أثناء الاختبار أقل من 30 بالمائة من السعة المقدرة، فيجب على المشغل توصيل بنك حمل مقاوم. يقوم بنك الأحمال بتطبيق حمل كهربائي يتم التحكم فيه بدقة على المولد، مما يجبر المحرك على إنتاج الحمل التصميمي الكامل. يتم تشغيل مجموعة المولدات بحمل مرتفع بما يكفي لرفع درجة حرارة العادم إلى النطاق المحدد للمحرك، مما يؤدي إلى حرق أي رواسب موجودة.

يعتمد تكرار ومدة تخزين الأحمال على نمط استخدام المولد. بالنسبة للوحدة الاحتياطية التي يتم اختبارها شهريًا فقط، غالبًا ما يكون تشغيل بنك التحميل لمدة 30 دقيقة بنسبة 30 بالمائة أو أكثر كافيًا. إذا تم استخدام الوحدة أسبوعيًا في حالة انخفاض الحمل، فيجب جدولة تشغيل بنك الأحمال بشكل متكرر أكثر. تقوم بعض المنشآت عمدا بإجراء عملية حرق الكربون سنويا، حيث يتم تحميل المولد بنسبة 75 بالمائة أو 100 بالمائة لمدة ساعتين إلى أربع ساعات.

اختيار المولد هو الركيزة الثانية. يجب أن يتم تحديد حجم مجموعة المولدات بناءً على الحد الأقصى والحد الأدنى للحمل المتوقع. إذا كان الحد الأدنى للتحميل منخفضًا جدًا، فيجب إعادة النظر في الإستراتيجية. بدلاً من طلب وحدة كبيرة وتشغيلها بحمل يصل إلى 16 بالمائة، يمكن للمشغل تركيب وحدتين أو ثلاث وحدات أصغر وتشغيل الوحدات المطلوبة لمستوى تحميل معين فقط. هذا هو ما يعنيه التكوين المتوازي في سياق المولد. عندما يكون الحمل منخفضًا، يتم تشغيل وحدة واحدة فقط، وتعمل تلك الوحدة بنسبة أعلى من تصنيفها. عندما ينمو الحمل، تبدأ وحدة ثانية وتتقاسم الحمل.

التكوينات الموازية تعتبر طريقة فعالة لتجنب التكديس الرطب لأنها تسمح للنظام بمطابقة مخرجات المولد مع الطلب الفعلي. وهذا مفيد بشكل خاص في مراكز البيانات والمرافق الصناعية التي لديها أحمال متغيرة للغاية.

الانضباط الصيانة هو الركيزة الثالثة. يجب على المشغل تغيير زيت المحرك والمرشحات وفقًا لتوصية الشركة المصنعة، وبشكل متكرر إذا أظهر تحليل الزيت تخفيفًا للوقود أو تلوثًا بالسخام. يجب أن يظل نظام تهوية علبة المرافق نظيفًا. يجب فحص فلتر الهواء بشكل متكرر، لأن الدخول المقيد يمكن أن يؤثر على نسبة الهواء إلى الوقود. يجب الحفاظ على نظام التبريد عند درجة الحرارة المناسبة، لأن منظم الحرارة الذي يفتح مبكرًا جدًا يمكن أن يبقي المحرك باردًا ويزيد من سوء حالة الحمل المنخفض.

الإجراءات التصحيحية للمحرك المكدس الرطب بالفعل

عندما يتم اكتشاف التكدس الرطب في مراحله المبكرة، يمكن أن يؤدي الإجراء التصحيحي إلى إعادة المحرك إلى وضعه الطبيعي. الإجراء القياسي هو تشغيل المولد تحت حمل متحكم فيه بحيث ترتفع درجة حرارة عادم المحرك بدرجة كافية لحرق الرواسب المتراكمة. هناك طريقتان متميزتان، ويعتمد الأسلوب الصحيح على مدى خطورة الحالة.

الطريقة الأولى هي التحميل المصرفي البسيط. يتم توصيل المولد ببنك الأحمال ويتم تحميله بنسبة 50 إلى 75 بالمائة من سعته المقدرة. يتم تشغيل المحرك عند هذا الحمل لمدة ساعة إلى ساعتين. ترتفع درجة حرارة العادم، وتبدأ رواسب الكربون والوقود في الاحتراق. يجب أن يختفي السائل الأسود تدريجيًا من أنبوب العادم، ويجب أن تصبح كومة العادم أكثر نظافة بصريًا. تكون هذه الطريقة فعالة عندما يكون المحرك قد بدأ للتو في التبلل ولم يتصلب السخام.

الطريقة الثانية هي إجراء إزالة الزجاج. إذا كانت بطانة الأسطوانة تحتوي على زجاج، فقد لا يكون تشغيل بنك الأحمال وحده كافيًا. إن رواسب الكربون الموجودة على البطانة صلبة ومصقولة، ويمكنها مقاومة درجات الحرارة التي يتم الوصول إليها أثناء تشغيل بنك الأحمال التقليدي. نشرت بعض الشركات المصنعة إجراءات محددة لإزالة الزجاج تعتمد على الوصول إلى درجة حرارة غاز العادم المستهدفة عند مدخل الشاحن التوربيني. يتم تحميل المحرك حتى تصل درجة حرارة العادم إلى النطاق المستهدف، ثم يتم الحفاظ عليه عند درجة الحرارة هذه لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات. هذا يسمح للكربون بأن يلين ويصبح مفككًا. يتم بعد ذلك تشغيل المحرك تحت الحمل العادي لطرد الجزيئات من غرفة الاحتراق.

من المهم التأكيد على أن اختبار بنك الأحمال وحده لن يحل مشكلة الزجاج الخطيرة. إذا كان المحرك يعمل بحمل منخفض لمئات الساعات، فإن رواسب الكربون تكون سميكة. يجب أن تتم عملية إزالة الزجاج بواسطة موظفين مؤهلين يفهمون التعليمات المحددة للشركة المصنعة للمحرك. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة المحرك أثناء عملية إزالة الزجاج إلى تلف صمامات العادم والمكونات الأخرى.

إذا تأثر المحرك بشدة، فقد تكون هناك حاجة إلى إعادة بناء جزئية أو كاملة. تتم إزالة رأس الأسطوانة، ويتم شحذ البطانات أو استبدالها، ويتم استبدال حلقات المكبس. هذه عملية مكلفة ويجب أن تكون ضرورية فقط عند إهمال المحرك لفترة طويلة. يمكن أن يستغرق الأمر من أسبوع إلى ثلاثة أسابيع، اعتمادًا على حجم المحرك وتوافر الأجزاء.

والرسالة الرئيسية هي أن التراص الرطب يمكن عكسه في مراحله المبكرة. عند ظهور أول علامة على وجود سائل أسود عند العادم أو قراءة منخفضة لدرجة حرارة العادم، يجب على المشغل جدولة اختبار بنك الحمولة. يزيد الانتظار من خطر الحاجة إلى إعادة البناء.

قرارات المشتريات وحجم المولدات

بالنسبة لمدير المنشأة أو مهندس المشتريات الذي يقوم بتقييم مولد جديد، يجب أن يكون التكديس الرطب موضوعًا رئيسيًا في المناقشات المبكرة مع المورد. لا ينبغي أن تكون الأسئلة فقط ما هو الحد الأقصى للحمل ولكن أيضًا ما هو الحد الأدنى للحمل وعدد الساعات التي سيعمل فيها المولد سنويًا عند هذا الحد الأدنى من الحمل. يجب أن تحدد هذه الإجابات حجم مجموعة المولدات أكثر من الحد الأقصى للحمل النظري وحده.

سؤال التحجيم

غالبًا ما يختار المشترون مولدًا يغطي ذروة الطلب، بهدف تحميله بمعدات مستقبلية. على الرغم من أن هذا أمر مفهوم، إلا أنه يخلق عدم تطابق مع ملف تعريف الحمل التشغيلي الفعلي. المولد الذي تبلغ قدرته 800 كيلووات مع حمل أساسي قدره 120 كيلووات سوف يقضي حياته في حالة حمل شديد. يصبح الشراء أكثر تكلفة من اللازم من حيث الصيانة والوقود. غالبًا ما يمكن موازاة مولد أصغر لاحقًا إذا كانت هناك حاجة إلى سعة أكبر. وهذا هو الاعتبار الاستراتيجي الرئيسي لأي منشأة تنمو.

عامل آخر هو بدء تشغيل المحرك. يمكن للمحرك أو الضاغط أن يسحب ستة إلى ثمانية أضعاف تيار الحمل الكامل. إذا كانت المنشأة تحتوي على عدة محركات كبيرة، فيجب أن يكون حجم المولد مناسبًا للتعامل مع زيادة البداية. هذا يمكن أن يجعل المولد أكبر بكثير من حمل الحالة المستقرة. في هذه الحالات، يمكن لاستراتيجية التحكم في بدء تشغيل المحرك مثل بادئ التشغيل الناعم أو محركات التردد المتغير أن تساعد في تقليل حجم المولد المطلوب.

تصميم مولد حسب الطلب يمكن أن يساعد أيضا. إذا كانت المنشأة تحتوي على ملف تعريف حمل غير عادي، فيمكن للمورد تصميم وحدة تتوافق مع التطبيق. على سبيل المثال، يمكن بناء مجموعة مولدات الجهد العالي أو وحدة ذات ميزات تحكم وتوازي محددة حسب الطلب. يجب أن تعالج عملية التصميم مشكلة الحد الأدنى من الحمل كجزء من هندسة النظام.

ما يجب تحديده في أمر الشراء

عند تحديد مجموعة المولدات، يجب على مهندس المشتريات أن يطلب من الشركة المصنعة تحديد الحد الأدنى لنسبة الحمل للتشغيل المستمر. يجب أن يكون هذا في ورقة البيانات الفنية. إذا لم تقدم الشركة المصنعة هذه المعلومات، فيجب سؤال المورد مباشرة. يجب أن تكون الإجابة مكتوبة في أمر الشراء. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تحدد المنشأة ما إذا كان المولد في وضع الاستعداد أو التشغيل الأساسي أو التشغيل المستمر. وهذا يحدد التصنيف الأساسي للمحرك.

بالنسبة للمنشآت الصغيرة التي تتوقع أحمالًا أقل من 100 كيلو فولت أمبير، قد يكون المولد في نطاق 8-100 كيلو فولت أمبير مناسبًا. بالنسبة للمرافق المتوسطة في فئة 100-300 كيلو فولت أمبير، غالبًا ما يحدد الطلب الفعلي الحجم. بالنسبة لمراكز البيانات والمنشآت الصناعية الأكبر حجمًا، يعد نطاق 300-1000 كيلو فولت أمبير مكانًا رائعًا مشتركًا حيث يمكن للمنشأة نشر وحدات متعددة لمشاركة الأحمال.

مجموعات مولدات الديزل Jianghao من 3kW إلى 3000kW تغطي هذه الشركة المصنعة نطاقًا واسعًا من الطاقة وتكوينات متعددة، ومناسبة لمختلف التطبيقات. يجدر بنا المراجعة هنا لأن النص السابق يؤكد على مطابقة حجم المولد مع الحمل الفعلي، وتقدم Jianghao خيارات من الصغيرة إلى الكبيرة. عرض المنتج →

تنتج شركة Jianghao مجموعات مولدات الديزل عبر مجموعة واسعة من مخرجات الطاقة والتكوينات الهيكلية، بدءًا من الإطار المفتوح وحتى الصامت والمعبأ في حاوية. يجب أن يعتمد الاختيار على تحليل حقيقي لملف تعريف التحميل، وليس على رقم واحد لأسوأ الحالات.

عند تقييم مجموعة معينة من المعدات، يجب عليك التأكد من أن المولد يمكنه تلبية متطلبات الحد الأدنى والحد الأقصى للحمل لديك. على سبيل المثال، أ مجموعات مولدات الديزل بقدرة 300-1000 كيلو فولت أمبير للأحمال الثابتة تتعامل مجموعة المولدات هذه مع الأحمال التي تتراوح من 100 إلى 600 كيلووات مع قدرة الذروة، وهي مثالية للمنشآت التي تحتاج إلى مشاركة الأحمال. وهو يدعم تمارين بنك الأحمال بمعدل أعلى من 30%، مما يساعد على منع التكديس الرطب كما سيتم مناقشته لاحقًا. عرض المنتج → تقدم نطاقًا عمليًا للمنشآت التي تتوقع أحمالًا ثابتة تتراوح بين 100-600 كيلووات وذروة طلب دورية تتجاوز ذلك. يمكن للمولد في هذا النطاق أن يدعم تمرين بنك الأحمال الذي يحقق 30 بالمائة أو أكثر من تصنيفه، وهو أعلى بكثير من عتبة التكديس الرطب.

اعتبارات عملية لمشغلي المرافق

إن تشغيل مجموعة مولدات الديزل لا يقتصر فقط على تشغيلها مرة واحدة في الشهر. تتطلب الإدارة الجيدة الاهتمام بالظروف التي تؤدي إلى التكديس الرطب، بما في ذلك التغيرات الموسمية في درجات الحرارة، ونمو الأحمال، وجداول الصيانة.

اعتبارات درجة الحرارة الموسمية

في فصل الشتاء، يعمل المولد الذي يعمل بحمل منخفض بشكل أكثر برودة. قد لا يفتح منظم حرارة سائل التبريد بشكل كامل، ويكون زيت المحرك أكثر سمكًا. وهذا يؤدي إلى تفاقم مشكلة درجات الحرارة المنخفضة ويجعل التكديس الرطب أكثر احتمالا. قد تجد المنشأة التي تختبر مولدها في الصيف بحمل يزيد قليلاً عن 30 بالمائة أن نفس الاختبار في الشتاء ينتج درجة حرارة أقل لغاز العادم. يجب على المشغلين التحقق من درجة حرارة العادم الفعلية في أوقات مختلفة من السنة.

المراقبة والصيانة

تقوم المرافق بإضافة المعدات باستمرار. إن المولد الذي تم تحديد حجمه بشكل صحيح قبل خمس سنوات قد يكون الآن أكبر من اللازم لأن الحمل لم ينمو كما كان متوقعًا. وعلى العكس من ذلك، تشهد بعض المرافق نموًا في الأحمال يفوق التوقعات. يجب على مدير الصيانة إعادة تقييم ملف تحميل المولد سنويًا.

يجب أن يشتمل الاختبار الشهري على سجل لدرجة حرارة غاز العادم، ودرجة حرارة سائل التبريد، وضغط الزيت، ومخرج المولد بالكيلووات، ونسبة الحمل. يوفر هذا السجل البيانات اللازمة لاكتشاف الاتجاه نحو التكديس الرطب قبل أن يصبح مشكلة. كما أنه يساعد في الفحص السنوي والامتثال التنظيمي.

التثبيت والضميمة

يؤثر موقع المولد وبنيته على أداء التبريد والعادم. قد يصبح المولد المثبت في حاوية غير مهواة ساخنًا، ووحدة الإطار المفتوح المعرضة للهواء البارد سوف تصبح باردة وتزيد من خطر التكديس الرطب.

مجموعات المولدات الصامتة مع حاويات عازلة للصوت تعمل هذه الوحدات المغلقة بتردد 70-75 ديسيبل على ارتفاع 1 متر، مما يقلل من الضوضاء للمواقع الحساسة. إنها ذات صلة هنا لأن النص يسلط الضوء على اعتبارات التبريد والعادم، وتتطلب المجموعات الصامتة مراقبة دقيقة لدرجة الحرارة أثناء اختبار الحمل المنخفض. عرض المنتج →

غالبًا ما يتم اختيار مجموعات المولدات الصامتة للمنشآت الحساسة للضوضاء مثل المستشفيات والمناطق السكنية ومجمعات المكاتب. تحتوي هذه الوحدات على حاويات وكاتم صوت مغلقة، ويجب مراقبة درجة حرارة التشغيل بعناية أثناء اختبار الحمل المنخفض.

إذا قامت المنشأة بالاستعانة بمصادر خارجية لصيانة المولد، فيجب أن يتضمن العقد اختبار بنك الأحمال بالنسبة المئوية الصحيحة، وتسجيل درجة حرارة العادم، وتحليل الزيت. ويجب أن ينص العقد أيضًا على الظروف التي سيتم فيها تنفيذ إجراء إزالة الزجاج. يقدم بعض موفري الخدمة اختبار بنك الأحمال كجزء من اتفاقية صيانة شاملة. يجب أن يؤكد مدير المنشأة أن مزود الصيانة يستخدم بنك أحمال ذو سعة كافية وأن الاختبار يتم إجراؤه عند حمولة تتجاوز عتبة التكديس الرطب.

التوصيات النهائية

التكديس الرطب ليس عطلًا غامضًا في المحرك. إنها نتيجة يمكن التنبؤ بها لتشغيل مجموعة مولدات الديزل أقل من حوالي 30 بالمائة من حملها المقدر لفترات طويلة. إن الفيزياء واضحة ومباشرة: يحتاج محرك الاشتعال بالضغط إلى حرارة كافية لحرق الوقود بالكامل، وعند الحمل المنخفض لا يتم توليد الحرارة. النتائج هي الوقود غير المحترق والسخام ورواسب الكربون في العادم والأسطوانة، وهي مرئية وقابلة للقياس.

أفضل دفاع هو الإدارة الاستباقية. ينبغي للمنشأة أن تحدد حجم المولد بناءً على ملف تعريف الحمل الفعلي، وليس فقط الذروة النظرية؛ التأكد من أن كل اختبار شهري يقوم بتحميل المولد بنسبة 30 بالمائة على الأقل من تصنيفه لمدة 30 دقيقة أو أكثر؛ استخدم بنك الأحمال إذا لم يكن حمل المنشأة كافيًا؛ النظر في مولدين أو أكثر بالتوازي عندما يختلف ملف تعريف الحمل بشكل كبير؛ تسجيل درجة حرارة غاز العادم ونسبة التحميل في كل اختبار تشغيل؛ وقم بإجراء تحليل الزيت على فترات منتظمة، خاصة إذا تم استخدام المولد للتشغيل بحمل منخفض لفترة طويلة.

سيؤدي اتخاذ هذه الخطوات إلى إبقاء المولد في حالة جيدة ويمنح المنشأة الموثوقية التي تحتاجها عند تعطل الشبكة. إذا كان التكديس الرطب موجودًا بالفعل، فيجب جدولة اختبار بنك الأحمال أو إجراء إزالة الزجاج على الفور. تعتبر تكلفة الإجراء الوقائي صغيرة مقارنة بتكلفة إعادة بناء المحرك أو فقدان طاقة الطوارئ أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

القاعدة العملية لأي شخص في دور المنشأة هي كما يلي: إذا لم يعمل المولد لديك أبدًا بأكثر من 30 بالمائة من الحمل أثناء التشغيل العادي، فقد حددت المخاطر بالفعل. والسؤال التالي هو ما إذا كنت ستتصرف الآن أم ستنتظر حتى يظهر السائل الأسود.