Подземная установка дизельных электростанций

Высокая плотность застройки современных городов определила рост спроса на системы резервного электроснабжения с подземной установкой ДЭС – в подвальном помещении, на минус первом этаже и т.п.

Одна из важнейших задач, которую следует решить при подземной установке ДЭС – отвод тепла из помещения дизельной, поскольку дизельная электростанция является не только источником электроэнергии, но и мощным источником тепла.

Тепло выделяется и дизельным двигателем (КПД современного дизельного двигателя составляет 40-50%), и генератором переменного тока (КПД 94-96%).

Рассмотрим задачу отвода тепла на примере нашего последнего проекта подземной установки ДЭС. Проект был реализован на базе электростанции основной мощностью 700кВА с дизельным двигателем TWD 1643.

Из 1315 кВт энергии, полученных в результате сжигания топлива, только 552 кВт передается в нагрузку в виде электрической мощности. Остальная энергия (763 кВт) представляет собой тепловую энергию и отводится:

-  в виде теплового излучения от нагретого тела двигателя

- в виде теплового излучения от нагретого тела генератора переменного тока,

- вместе с выхлопными газами и

- в охлаждающую жидкость.

Это тепло должно быть эвакуировано из помещения. Часть тепла, выделяемая двигателем с выхлопными газами (388кВт), будет отведена из помещения через теплоизолированный выхлопной тракт. Остающиеся 375 кВт тепла должны быть отведены из помещения по другим каналам.

При наземной установке ДЭС отвод тепла осуществляется через специальные проемы забора и отвода воздуха подходящих сечений за счет организации воздушного потока от наименее нагретой части ДЭС к наиболее нагретой – от генератора переменного тока к радиатору двигателя. Вентилятором радиатора нагретый воздух выдувается наружу.

При подземной установке выдувать нагретый воздух физически некуда. Охладить за счет применения фанкойлов почти 400 кВт тела, получая от ДЭС только 552 кВт – экономически невыгодно.

При подземной установке ДЭС приходится использовать выносное охлаждение двигателя. Вместо штатного радиатора на раме устанавливаются теплообменники. В теплообменнике охлаждающая жидкость двигателя (чаще всего этиленгликолевый 50% антифриз) отдает тепло теплоносителю вторичного контура. В зависимости от особенностей и требований конкретного места установки, теплоносителем вторичного контура может быть вода (проточная или охлаждаемая), или антифриз.

В рассматриваемом проекте перед нами была поставлена задача охлаждения теплообменников ДЭС пресной водой. Радиаторы двигателя (радиатор охлаждающей жидкости и радиатор наддувного воздуха) были заменены на теплообменники, при этом рабочие характеристики ДЭС и гарантия на электростанцию были сохранены. 

Выбор теплообменников производился на основе теплового расчета - с учетом отводимой тепловой мощности, допустимого расхода воды, граничных температур и т.п.

В других наших проектах подземной установки ДЭС хладагентом во вторичном контуре теплообменников являлся пропиленгликолевый антифриз, охлаждаемый, в свою очередь, выносным драй-кулером.

Воздух помещения, нагреваемый телами двигателя и генератора переменного тока, в подавляющем большинстве случаев охлаждается за счет применения фанкойлов. 

При подземной установке, кроме задачи охлаждения дизель-генератора, должны быть решены задачи подвода воздуха на горение и отвода выхлопа. Трассы подвода/отвода обычно имеют большую длину и сложную форму, что требует обязательного расчета противодавлений всасываемому воздуху и выхлопным газам с последующим сравнением с максимально допустимыми значениями, указанными в технических данных на двигатель.

Таким образом, установка резервных ДЭС в подземных или подвальных помещениях является вполне возможной, что позволяет создавать системы гарантированного электроснабжения для любых объектов.