/ /

Построение дистанционной системы подачи топлива для дизель-генераторной установки

Для облегчения запуска и поддер­жания работы двигателя система питания должна надежно обеспе­чивать подачу топлива. Для этого требуется, как минимум, небольшой бак суточного объема (обычно располагается в основании генера­торного агрегата и называется расходным) расположенный вблизи агрегата. Поскольку этот бак рассчитан на работу в течение 8 часов, он часто оснащается дополнительной дистанционной системой подачи топлива, в которую входят т.н. основной бак, а также соответствующие насосы и система трубопроводов. Обычно для увеличения продолжитель­ности работы предпочтительно использовать основные баки увеличенной емкости, а не доливку бака малого объема. Это особенно важно для генера­торных агрегатов, работающих в режиме резервирования с целью обеспечения их независимости от регулярной доливки. В ситуации, когда необходимо использование резервного генератора, процесс подачи топлива может прерваться. 

Расположение бака

Для упрощения системы подачи топлива топливный бак должен располагаться как можно ближе к двигателю. Обычно безопасно хра­нить дизельное топливо в том же помещении, где находится двига­тель, т.к. дизельное топливо не столь легко возгораемое и летучее, как бензин. Поэтому, если правила пожарной безопасности здания допус­кают такое хранение топлива, то топливный бак может распола­гаться вдоль или в основании гене­раторного агрегата, а также в со­седнем помещении. Если это не­возможно, основной топливный бак должен располагаться снаружи здания. Если бак расположен вне помещения, он должен быть за­щищен от замерзания, поскольку при этом увеличивается вязкость топлива. Расположение должно по­зволять доливку топлива, очистку бака и его осмотр. Бак может располагаться как выше, так и ниже уровня земли. 

Дистанционные системы подачи топлива 

Наиболее часто используется  один из пяти типов ди­станционных систем подачи топ­лива:

  • Система 1: Система, в которой основной топливный бак распо­ложен ниже расходного бака.
  • Система 2: Система, в которой основной топливный бак распо­ложен выше расходного бака.
  • Система 3: Система, в которой топливо поступает в генераторный агрегат  от основного бака, установ­ленного на достаточно высоком уровне.
  • Система 4: Система, в которой топливо должно подаваться с помощью насоса из отдельно стоящего основного бака в расходный бак.
  • Система 5: Система, в которой отдельный расходный бак питается через систему с насо­сом от основного бака.

Система 1: Основной бак находит­ся ниже расходного бака. В этой системе топливо должно пода­ваться при помощи насоса из ос­новного бака во встроенный в раму ДГУ  расходный бак. См. рисунок 1. 

  1. Основной бак
  2. Органы управления дистанционной топ­ливной системой
  3. Электрический топливный насос пере­менного тока
  4. Индикаторы уровня топлива в расходном баке
  5. Вентиляционный вывод расходного бака
  6. Трубопровод подачи топлива
  7. Обратный (переливной) трубопровод
  8. Топливный фильтр

РИСУНОК 1 ТИПОВАЯ СХЕМА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ 1

 

Данная система подачи топлива со­стоит из основного бака (позиция 1), который находится ниже уров­ня расходного бака, органов управления дистанционной топливной системы (позиция 2), рас­положенные на панели управления генераторного агрегата, электри­ческого топливного насоса пере­менного тока (позиция 3), индика­торов уровня топлива в расходном баке (позиция 4), удлиненного вентиляционного вывода встроен­ного бака (позиция 5), трубопрово­да подачи топлива (позиция 6), об­ратного трубопровода (позиция 7) и топливного фильтра (позиция 8) на входе насоса. 

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива в расходном  баке регистрируется соот­ветствующим датчиком. Насос начинает подавать топливо из ос­новного бака в расходный по трубопроводу подачи топлива. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей в электрический топлив­ный насос. Когда расходный бак на­полнен, это событие регистрируется соответствующим датчиком уровня и насос выключается. В случае пе­реполнения бака избыток топлива сливается в основной бак через об­ратный трубопровод. 

При использовании данной систе­мы расходный бак должен иметь возможность слива избытка топли­ва при переполнении (через обрат­ный трубопровод), удлиненный вентиляционный вывод достаточной длины (для предотвращения перелива через этот вывод), манометры уровня топлива в расходном баке. Возможность ручной заливки топлива в расходный бак должна отсутствовать. Все другие соединения сверху бака должны иметь уплотнение для предотвра­щения утечек. Топливная система 1 не предназначена для работы с полиэтиленовыми расходными баками. В этом случае требуется  металлический бак.

При расположении основного бака нужно учитывать, что насос может обеспечивать максимальную высоту подъема топлива при вса­сывании приблизительно 3 метра, а также что максимальное сопро­тивление, вызванное потерями на трение в обратном трубопроводе, не должно превышать 2 фунта/кв. дюйм. Для получения более детальной информации консультируйтесь с дистрибьютором Cummins. 

Система 2: Основной бак располо­жен выше уровня расходного бака. В этой системе топливо под действием силы тяжести перетекает из основ­ного бака во встроенный в раму ДГУ  расходный бак. См. ри­сунок 2.

 

  1. Основной бак
  2. Органы управления дистанционной топливной системой
  3. Электромагнитный клапан
  4. Индикаторы уровня топлива в расходном баке
  5. Обратный (переливной) трубопровод и вентиляционный вывод расходного бака
  6. Трубопровод подачи топлива
  7. Топливный фильтр
  8. Запорный клапан основного бака

РИСУНОК 2. ТИПОВАЯ СХЕМА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ 2 

Главными элементами этой систе­мы являются основной бак (позиция 1), который расположен выше расходного бака, органы управления дистанционной топ­ливной системы (позиция 2), рас­положенные на панели управления генераторного агрегата, электромагнитный клапан (с приводом постоянного тока) (позиция 3), индикаторы уровня топлива в расходном баке (позиция 4), удлиненный обратный (переливной) трубопровод и трубопровод венти­ляции (с постоянным подъемом) расходного бака (позиция 5), тру­бопровод подачи топлива (позиция 6), топливный фильтр (позиция 7) и запорный клапан основного бака (позиция 8). 

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива в расходном баке регистрируется соот­ветствующим датчиком. Электромагнитный клапан открыт, и топливо перетекает из располо­женного выше основного бака в расходный бак под действием силы тяжести. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей на электромагнитный кла­пан. Когда расходный бак наполнен, это событие регистрируется соответ­ствующим датчиком уровня и кла­пан закрывается. В случае пере­полнения бака или наличии избы­точного давления избыток топлива сливается в основной бак через уд­линенный вентиляционный трубо­провод. 

При использовании данной систе­мы расходный бак должен иметь возможность слива избытка топли­ва при переполнении (через обрат­ный трубопровод) и индикаторы уровня топлива на расходном баке. Возможность ручной заливки должна отсутствовать. Все другие соединения сверху бака должны иметь уплотнение для предотвра­щения утечек. Топливная система 2 не предназначена для работы с полиэтиленовыми расходными баками. В этом случае требуется  металлический бак.

Расстояние "А" на рисунке 2. ограничено и зависит от модели двигателя – консультируйтесь с дистрибьютором Cummins. 

Система 3: Данная система предос­тавляет возможность использовать двигатель, питающийся непосред­ственно от расположенного на оп­ределенном уровне основного  бака большой емкости (см. ри­сунок 3). 

  1. Основной бак
  2. Трубопровод подачи топлива
  3. Обратный топливный трубопровод
  4. Запорный клапан основного бака

 

РИСУНОК 3. ТИПОВАЯ СХЕМА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ 3 

К главным элементам данной сис­темы относятся основной топлив­ный бак (позиция 1), трубопровод подачи топлива (позиция 2), об­ратный топливный трубопровод (позиция 3) и запорный клапан основного бака (позиция 4). 

Система действует следующим об­разом: При открытом запорном клапане топливо под действи­ем силы тяжести подается в двига­тель. Избыточное количество топ­лива возвращается обратно в ос­новной бак через обратный трубо­провод. 

Расстояние "А" на рисунке 3. ограничено и зависит от модели агрегата, размеров трубо­провода, длиной и засорением об­ратного трубопровода – консультируйтесь с дистрибьютором Cummins. 

Система 4: Для некоторых условий установки может понадобиться си­стема, где топливо накачивается из отдельно стоящего основного бака (см. рисунок 4). Эта система с принудительной подачей топлива должна применяться, если невоз­можно обеспечить поступление топлива из основного бака во расходный самотеком. 

  1. Основной бак
  2. Органы управления дистанционной топ­ливной системой
  3. Топливный насос переменного тока
  4. Электромагнитный клапан
  5. Индикаторы уровня топлива в расходном баке
  6. Трубопровод подачи топлива
  7. Обратный трубопровод и трубопровод вентиляции
  8. Топливный фильтр
  9. Запорный клапан основного бака

РИСУНОК 4. ТИПОВАЯ СХЕМА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ 4

Главными элементами этой систе­мы являются основной бак (пози­ция 1), который расположен над уровнем земли, органы управления дистанционной топливной системы (позиция 2), расположенные на панели управления генераторного агрегата, топливный насос пере­менного тока (позиция 3), электромагнитный клапан (позиция 4), индикаторы уровня топлива в расходном баке (позиция 5), трубопровод подачи топлива (позиция 6), удлиненный обратный трубопровод и трубопро­вод вентиляции (с постоянным подъемом) расходного бака (позиция 7), топливный фильтр (позиция 8) и запорный кла­пан основного бака (позиция 9).

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива в расходном баке регистрируется соот­ветствующим датчиком. Электромагнитный клапан открыт, и насос начинает накачивать топ­ливо по трубопроводу из основного бака в расходный. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей в клапан. Когда расходный бак наполнен, это событие регистрируется соот­ветствующим датчиком уровня, насос выключается и клапан закрывается. В случае переполнения бака или наличии избыточного давления избыток топлива слива­ется в основной бак через удлинен­ный вентиляционный трубопровод.

При использовании данной систе­мы расходный бак должен иметь возможность слива избытка топли­ва при переполнении (через обрат­ный трубопровод) и индикаторы уровня топлива в расходном баке. Возможность ручной заливки должна отсутствовать. Все другие соединения сверху расходного бака должны иметь уплотнение для предотвра­щения утечек. Топливная система 4 не предназначена для работы с полиэтиленовыми баками.

Расстояние "А" на рисунке 4. ограничено и зависит от модели агрегата – консультируйтесь с дистрибьютором Cummins. Обратите внимание, что мак­симальное сопротивление, вызван­ное потерями на трение и высотой обратного трубопровода, не должно превышать величины 2 фунта/кв. дюйм.

Система 5: В некоторых случаях необходимо использовать внешний расходный бак суточного объема, прину­дительно наполняемый из основно­го бака (см. рисунок 5).

 

  1. Основной бак
  2. Расходный
  3. Органы управления дистанционной топливной системой
  4. Топливный насос переменного тока
  5. Электромагнитный клапан
  6. Индикаторы уровня топлива в расходном баке
  7. Трубопровод подачи топлива в расходный бак
  8. Трубопровод подачи топлива в двигатель
  9. Обратный трубопровод расходного бака
  10. Удлиненный вентиляционный тру­бопровод и обратный трубопровод расходного бака
  11. Запорный клапан расходного бака
  12. Топливный фильтр
  13. Запорный клапан основного бака

 

РИСУНОК 5. ТИПОВАЯ СХЕМА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ 5

К главным элементам этой системы относятся основной топливный бак (позиция 1), внешний расходный бак суточного объема (позиция 2), органы управления дистанционной системы подачи топлива (позиция 4), расположен­ные на отдельной панели пользо­вателя, топливный насос перемен­ного тока (позиция 4), электромагнитный  клапан (позиция 5), индикаторы уровня топлива в расходном баке (позиция 6), трубопровод подачи топлива в расходный бак (позиция 7), трубопровод подачи топлива в двигатель (позиция 8), обратный трубопровод расходного бака  (позиция 9), удлиненный вентиляционный тру­бопровод и обратный трубопровод (с постоянным подъемом) расходного бака (позиция 10), запорный клапан расходного бака (позиция 11), топливный фильтр (позиция 12) и запорный клапан основного бака (позиция 13).

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива в расходном баке регистрируется со­ответствующим датчиком. Электромагнитный клапан от­крыт, и насос начинает накачивать топливо по трубопроводу из основ­ного бака в расходный бак. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей на электромагнитный клапан. Когда расходный бак наполнен, это событие регистрируется соответствующим датчиком уровня, насос выключа­ется и клапан закрывается. В слу­чае переполнения расходного бака или наличии избыточного давления избыток топлива слива­ется в основной бак через удлинен­ный вентиляционный трубопровод. При открытом запорном кла­пане расходного бака и рабо­тающем двигателе топливо подает­ся из расходного бака в двигатель, а избыточное количество топлива возвращается в расходный бак.

Расходный бак должен быть разработан с учетом высоты уста­новки "А" основного бака и потери на трение в трубопроводе при пе­реполнении бака. Обычно высота установки бака равна 3 метрам. Однако она может меняться в за­висимости от конкретного вариан­та. Расстояние "А" на рисунке 10.5. ограничено и зависит от модели агрегата – консультируйтесь с дистрибьютором Cummins.

В случае переполнения расходного бака в дви­гателях с инжекторами может произойти перелив топлива в ци­линдрах. В этом случае важно, чтобы перед запуском лишнее топ­ливо было удалено из цилиндров.

Для предотвращения попадания в топливо пузырьков воздуха рекомендуется для наиболее критичных применений (параллельная система ДГУ, резервные установки) размещать расходный топливный бак таким образом, чтобы нижняя точка забора топлива из бака была  расположена  как минимум на 150мм выше входа в топливный насос двигателя.

Конструкция бака

Топливные баки обычно изготав­ливаются из стального листа мето­дом сварки или из упрочненной пластмассы.  Подсоединения всасывающего и обратного трубопроводов топлива должны быть по возможности раз­несены во избежание рециркуля­ции горячего топлива и для обеспечения отделения газов из топли­ва. Всасывающие трубопроводы должны иметь удлинитель, нахо­дящийся ниже минимального уровня топлива в баке. Нижняя точка бака должна быть оснащена дренажным вентилем или заглуш­кой и находиться в доступном мес­те для периодического удаления конденсата и осадка. Также через заливную горловину бака можно вставить шланг для отсоса воды и осадка.

Заливная горловина основного топ­ливного бака должна располагаться в легкодоступном месте. Для предотвращения попадания ино­родных веществ в горловину бака должна быть вставлена сетка с размером ячеек примерно 1,6мм. Крышка заливной горловины или наивысшая точка бака должна сообщаться с атмос­ферой для поддержания атмосфер­ного давления топлива и обеспече­ния сброса давления в случае рас­ширения объема топлива при росте температуры. Наивысшая точка бака должна сообщаться с горло­виной для уменьшения вероятнос­ти задержки воздуха и выплескивания топлива при заполнении им бака. Бак может быть оснащен указателем уровня топлива - либо визуальным индикато­ром, либо дистанционным элект­рическим.

Емкость топливного бака

Материалы трубопроводов подачи топлива должны быть совмести­мыми с любым видом топлива, на­пример, изготовленными из сталь­ных трубок или гибких шлангов, которые выдерживают воздействие окружающей среды.

Размеры трубопроводов подачи топлива и обратных трубопроводов должны быть, по крайней мере, равны раз­мерам фитингов двигателя, а размер тру­бопровода отвода избытка топлива должен быть на один размер больше. Для больших значений длины трубопровода или при низ­ких температурах размеры этих трубопроводов должны быть увели­чены для обеспечения необходимо­го расхода. Для соединения с двигателем во избежание повреждения или появления утечек в результате вибрации должны использоваться гибкие трубки.

Трубопровод подачи топлива дол­жен обеспечивать забор топлива с уровня не ниже 50мм  от дна бака в наивысшей точке, вдали от дренажной заглушки.

Емкость топливного расходного бака определяется из ожидаемо­го расхода топлива и продолжи­тельности работы между интерва­лами заливки. В частности, для генераторов, работающих в резерв­ном режиме, необходимую про­должительность работы будет оп­ределять наличие службы доставки топлива. Не допускайте зависимости от службы быстрой дос­тавки топлива при запуске систе­мы. Вашим поставщикам может помешать перебой в электроснаб­жении.

Кроме того, объем бака должен быть достаточным для работы в условиях высокой температуры, по­скольку некоторые типы двигате­лей возвращают горячее топливо, использованное для охлаждения инжекторов. Это особенно критич­но в больших генераторных агрега­тах моделей, где температура возвращаемого топли­ва может существенно увеличи­ваться.

Это может привести к сни­жению параметров двигателя, т.к. топливный бак в этом случае не сможет обеспечить достаточный отвод тепла.  Для таких генераторов с целью поглощения избыточного тепла либо увеличивают размер  расходного бака, либо используют специальные топливные радиаторы - консультируйтесь с дистрибьютором Cummins.

Пример расчета вместимости топливного бака

Предположим, имеется генератор­ный агрегат мощностью 100 кВт, который будет работать максимум 8 часов в сутки. Поставка топлива будет осуществляться, по крайней мере, через день. Основным пра­вилом для расчета потребления топлива является следующее: умножаем номинальную мощность в кВт на 0,27 - это будет потреб­ление в литрах. Поэтому генера­торный агрегат мощностью 100 кВт при полной нагрузке потребляет 30 литров топлива за каждый час работы. Поскольку может потре­боваться работа генератора в течение 16 часов до новой заправки топливом, минимальное количество топлива должно составлять 480 литров. Для проведения периоди­ческих пробных и проверочных запусков нужно 12 литров в не­делю, а заправка бака планируется каждые шесть или семь недель, значит, будет использоваться ещё 84 литра топлива. Поэтому бак при полной заправке должен содержать, по меньшей мере, 564 литра топлива. С учетом объема для расширения топлива при нагреве, скапливания конденсата и осадка необходимо добавить еще 6%. Итого, суммар­ный объем бака должен составлять 597 литров. В данном случае, очевидно, необходимо выбрать бак объемом 600 литров.

 
 
 
| | | |
Купить источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) по выгодным ценам