بررسی قیمت دیزل ژنراتور برق سه فاز

کم بودن هزینه گاز طبیعی در مقایسه با قیمت دیزل ژنراتور برق سه فاز  و یا بنزین همراه با انتشار گازهای گلخانه ای کمتر منجر شده است که گاز طبیعی به عنوان سوختی جایگزین برای موتورهای درون سوز مورد توجه قرار گیرد.

سازندگان موتورها با ارائه موتورهای جدیدی که برای گاز طبیعی ساخته شده اند و از موتورهای سبک چند کیلوواتی تا موتورهای دریایی کم سرعت دو سوخته بیش از 60 مگاواتی را شامل می شوند به این امر پاسخ داده اند.

تامین کنندگان قطعات جانبی نیز کیت های تبدیل را ارائه کرده اند که موتورهای بنزینی و دیزل ژنراتور برق سه فاز موجود را قادر می سازد تا با گاز طبیعی عمل کنند.

موتورهای گاز طبیعی می توانند براساس پارامترهای بسیاری طبقه بندی شوند از جمله:

آماده سازی ترکیب (از پیش ترکیب شده یا از پیش ترکیب نشده)
احتراق (احتراق با جرقه یا پیلوت دیزلی)
چرخه موتور غالب (اوتو یا دیزل).

یک طبقه بندی معمول بر اساس شکل 1 است:

  •  احتراق با جرقه، تنها گاز طبیعی.
  •  احتراق پیلوت دیزل، سوخت دوگانه گاز طبیعی دیزل.
  • تزریق مستقیم گاز پرفشار طبیعی، احتراق پیلوت دیزل، سوخت دوگانه گاز طبیعی/ دیزل.

احتراق با جرقه

سوخت دوگانه

تزریق مستقیم با فشار بالا

با وجود آنکه طبقه بندی فوق، موتورهای تجاری تا سیلندر/ لیتر 2.5 را پوشش می دهد، زمانیکه موتورهای بزرگتر در نظر گرفته می شوند، تغییراتی را در مفاهیم معمول ارائه شده میان روش های مختلف به وجود می آورد.

به طور خاص، موتورهای دوگانه سوز دارای یک پیلوت میکرو دیزل (کمتر از حدود 5 درصد انرژی سوخت) دارای اشتراکاتی بیشتری با موتورهای SI احتراق خالص در مقایسه با موتورهای دوگانه سوزی هستند که دارای پیلوت دیزل بزرگتر می باشند (بیش از 15 درصد انرژی سوخت).

این مورد همچنین برخی از مفاهیم در مرحله توسعه را پوشش می دهد.

طبقه بندی زیر کلی تر بوده و مفاهیم معمول میان روش های مختلف را ارائه می کند:

  • موتورهای چرخه اوتو استوکیومتریک

  • موتورهای چرخه اوتو، احتراق خالص

  • موتورهای چرخه ترکیبی سوخت دوگانه (ترکیبی از اوتو و دیزل)

  • موتورهای گاز طبیعی چرخه دیزل

موتورهای چرخه اوتو استوکیومتریک

از یک پیش ترکیب سوخت هوا «نزدیک به استوکیومتریک» استفاده کرده و با یک جرقه مشتعل می شوند.

یک انگیزه مهم برای استفاده از موتورهای استوکیومتریک این حقیقت است که آن ها می توانند از کاتالیزور سه طرفه (TWC)، که گاهی از آن به عنوان کاتالیزور کاهش غیرانتخابی (NCR) نام برده می شود، استفاده کرده و میزان انتشار NOx و اکسیداسیون CO و هیدروکربن ها را کاهش دهند.

لازم به ذکر است که راندمان تبدیل اوج برای NOx، CO و HC در یک TWC با گاز طبیعی تنها دارای استوکیومتریک بوده است.
 موتورهای گاز طبیعی که ترکیب سوخت – هوای « استوکیومتریک» را می سوزانند عموماً به گونه ای تنظیم شده اند که با هزینه ای اندکی بیشتر عمل کنند.

این مورد در اصطلاحاتی که برای موتورهای گاز طبیعی ثابت مورد استفاده قرار می گیرد .

در آن ها موتورهای گاز طبیعی از یک ترکیب نزدیک به استوکیومترک استفاده می کنند مشخص بوده است.

گاهی آن ها را به عنوان موتورهای «سوخت غنی» می نامند.

موتورهای چرخه اوتو احتراق- خالص از یک پیش ترکیب سوخت – هوای خالص با چندین گزینه برای احتراق استفاده می کنند.

یک پلاگین جرقه یا یک پیلوت – میکرو دیزل از جمله دو مورد از متداول ترین گزینه ها هستند.

پلاگین های تابش نیز دارای کاربردهای تجاری محدودی هستند.

یکی از مزایای موتورهای چرخه اتو احتراق خالص راندمان حرارتی ترمز بالای آن ها (BTE) است که در بسیاری از موارد می تواند به 50 درصد برسد.

در صورتی که در موتورهای احتراق خالص نیاز به عملیات بعدی باشد، اورا SCR یک گزینه برای کنترل NOx خواهد بود.

کاتالیزورهای اکسیداسیون متان برای موثر بودن نیاز به دمای بالای خروج داشته و تنها برای برخی از کاربردهای ثابت مفید هستند.

موتورهای چرخه ترکیب سوخت دوگانه

از یک پیش ترکیب سوخت  هوا استفاده می کنند که به وسیله یک پیلوت دیزل قابل توجه مشتعل شده که نمایانگر بیش از 15 درصد از کل انرژی سوخت است.

از آن ها به عنوان موتورهای چرخه ترکیبی نام برده شده است.

زیرا پیلوت دیزلی به میزان قابل توجهی در کل گرمای منتشر شده در طول احتراق پیش ترکیب سوخت – هوا نقش دارد.

یک مزیت مهم برای این رویکرد این است که موتورهای دیزلی موجود (موتورهای در حال استفاده و یا پلتفرم های موتورهای دیزلی موجود از سوی یک سازنده موتور).

می توانند زمانیکه تفاوت قیمت میان گاز طبیعی و دیزل زیاد باشد به موتورهایی تبدیل شوند که از گاز طبیعی استفاده می کنند.

ژنراتور گاز سوز چرخه دیزل از پیش گاز طبیعی را هوا ترکیب نمی کنند.

در عوض، گاز طبیعی به صورت مستقیم به محفظه احتراق در فشار بالا تزریق شده که این مورد بسیار شبیه به چیزی است که در موتورهای دیزلی انجام می شود.

با این حال، برخلاف موتورهای دیزل ژنراتور برق سه فاز، یک منبع احتراق مورد نیاز است.

وسیله اصلی برای احتراق جت های گاز طبیعی یک پیلوت دیزل کوچک، درست پیش از تزریق گاز است.

از این روش گاهی به عنوان تزریق مستقیم با فشار بالا (HPDI) یا دیزل – گاز نام برده می شود.

احتراق به وسیله یک پلاگین تابش یا یک پلاگین جرقه پیش از محفظه نیز در حال بررسی است.

یک مزیت مهم این روش این است که توان بالاتری قابل دستیابی بوده و نسبت فشرده سازی بالاتری می تواند در مقایسه با روش های پیش ترکیب مورد استفاده قرار گیرد.