EN
Үргэлжлэх цахилгаан хангамжийн найдвартай ажиллагаа
Инженерийн гавьяатай 100 жилийн өв: Цахилгааны тогтвортой байдлын үйлдвэрлэлийн генераторын өв
Онцгой зориулалттай нөхцөлд 99.95%-аас дээш хугацаагаар тасралтгүй ажиллахуйц болтол сайжруулсан инженерийн мэдлэг ололттой 100 орчим жилийн туршлага бидний илүү ихэвчлэн ашигладаг үйлдвэрийн зэрэглэлийн генераторуудад бий. Эдгээр машинуудыг яагаад итгэлтэй гэж үздэг вэ? Тэд 50 сая орчим цагийн бодит ажиллаж байсан туршлагатай, хэт халуун цөл ба хүйтэн Арктикийн нөхцөлд ч ажиллахуйц болтол тохируулан шалгаж үзсэн. Одоогийн үеийн загварууд ухаалаг хөргөлтийн технологийг дотоод төвөгтэй шаталтын камеруудтай хослуулсан байдаг. Ингэснээр гурван хоног тасралтгүй ажиллаж байхад ч гэсэн 1%-аас бага хувьсах хандлагатай байна.
Хүнд ачаалал ба тасралтгүй ажиллагаанд зориулсан бат бөх барьц
Хүнд даацтай генераторууд нь цэргийн стандартад нийцсэн цайр болон гурван давхар хөдөлгөөнийг багасгах системтэй зэвэрдэггүй гангаар хийсэн хаалттай ирэх бөгөөд эдгээр нь хүчдэлийн гаралт буурахгүйгээр ердийн ачааллынхаа хоёр дахин их ачааллыг дараалан арав секундийн турш тэсвэрлэж чадна. Генератор зэрэг гол хэсгүүд нийт ойролцоогоор 15000 цагийн туршид тасралтгүй шалгалтанд хамрагддаг. Энэхүү хурдасгасан шалгалт нь бодит ашиглах явцад олон арван жилийн турш өөрчлөлт гарахыг имитаци хийж, зөвхөн арван найм сарын дотор бүрэн дуусгадаг. Ийм нарийн инженерийн ажил нь торны цахилгааны олон удаа зогсолт үеийн ч машинууд найдвартай ажиллах боломжийг олгодог. Өнгөрсөн жил Power Systems Journal сэтгүүлд нийтлэгдсэн сүүлийн үеийн мэдээллээр, эдгээр нэгжүүдийн ойролцоогоор ер нь хоёр хувь нь дараалан таван жил тасралтгүй ажилласны дараа хэтрэлтийн ямар ч шинж, ажиллагааны алдагдал үзүүлээгүй байна.
Засвар үйлчилгээний шаардлагыг багасган, ажиллах хугацааг уртасгах
Эрчим хүчний үр ашигтай байдлын 2023 оны мэдээллээр, хамгийн сүүлийн үеийн диагностикийн технологи нь хуучин генераторын загваруудтай харьцуулахад засвар үйлчилгээний шаардлагыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг. Одоогийн генераторууд удаан хугацаанд гээгүй ажиллах боломжийг олгох өөрсдөө цэвэрлэгддэг агаарын шүүлтүүртэй ирдэг. Эдгээр сайжруулалтаас болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн загварын талаарх шийдлээс болж ихэнх нэгжүүдийг 500-750 цагийн үйлдвэрлэлтийн дараа л үйлчилгээ хийх шаардлагатай болдог. Мөн асуудлыг засах хурд нэмэгдсэн бөгөөд засварын 80% нь зөвхөн хоёр цагийн дотор шийдэгддэг. Эдгээр бүх шинэчлэлтүүд нь генераторуудын амьдралын хугацааг ойролцоогоор 25 жил болтол нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэгчдийн ерөнхийд нь санал болгодог хугацаанаас ойролцоогоор 35% илүү. Мөн санхүүгийн хувьд эзэмшигчид машин тутамд ашиглалтын 10 жилийн турш машинаас $18,000 хүртэл хэмнэдэг тул анхны өртөг өндөр байсан ч хөрөнгө оруулалт нь үр дүнтэй болдог.
Ачааллын хэлбэлзэл үед нарийвчлалтай цахилгааны тогтвортой байдал
Ачааллын өөрчлөлтөнд мөчлөгийн ±0.25 Гц-ийн доторх давтамжийн тогтвортой байдлаар мөчийн хариу
Цахилгаан эрчим хүчний эрэлтэнд гэнэт өөрчлөлт орох үед Cummins-ийн генераторууд цахилгааны торлохыг тогтвортой байлгахад тусалдаг. Ачаалал 20%-с 100%-иин хооронд өсөх үед ч тэдгээрийн давтамж зорилтот мужаас зөвхөн ойролцоогоор 0.25 Гц-ийн дотор үлджээ. Традицийн хяналтын системүүд динамик нөхцөлд болохдоо ихэвчлэн 10%-с илүү давтамжийн уртсалтанд өртдөг бол Cummins нь шинэчилсэн хүчдэлийн зохицуулалтын арга техник, мөн бараг мөчид тохируулга хийдэг ухаалаг алгоритмуудыг хөгжүүлсэн. Үр дүнд нь давтамж хүлээн зөвшөөрөгдөх мужаас гарах тохиолдол багасаж байна. Ийм төрлийн хазайлтууд нь тодорхой зэрэгцээ цэгт ажиллах шаардлагатай үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааг саатаах, эсвэл тоног төхөөрөмжийг гэмтээх замаар мөнгөний алдагдалд хүргэдэг.
Хурдан цахилгаан хангамжийн тохируулга (3 секундод хүртэл 45%) динамик орчинд
Системийн хурд хэр хурдан байх талаар ярих үед, энэ нь уламжлалт системүүдийнхээс 3 дахин илүү сайн үзүүлэлттэй ажиллаж чадна. Турбозахиаллын технологийн дэвшил болон цахилгаан тосны шахалтын арга замын сайжруулалтаас болоод систем нь зөвхөн гурван секундын дотор ойролцоогоор 45% хүртэл чадалд зохицуулалт хийж чаддаг. Ийм хурдан хариу үйлдэл нь зөөлөн сүлжээнүүд рүү шилжих эсвэл техник хугацааны дараа үйлдвэрлэлийн шугамууд дахин эхлэх шаардлагатай мэт чухал үед маш их ач холбогдолтой. Хуучин тоног төхөөрөмжүүд нь ачааллын төстэй өөрчлөлтийг зохицуулахдаа ерөнхийдөө 8-10 секунд зарцуулдаг бөгөөд ингэснээр цахилгаан хангамжийн тогтвортой байдлын уналттай холбоотой асуудлуудад илүү их өртөмтгий байдаг.
Мэдрэг тоног төхөөрөмжийг хамгаалахын тулд хүчдэлийн зохицуулалтыг ±1%-д хадгалж барьж байна
Cummins генераторууд ачаалал өөрчлөгдөх үед хүчдэлийн хэлбэлзлийг бага ±1% хязгаарт багасгадаг бөгөөд энэ нь ихэнх хагас дамжуулагчийн тоног төхөөрөмж, ангиографийн зураг авах төхөөрөмжийн шаардлагаас (ихэвчлэн ±2%-д багтах ёстой) давамгайлдаг. Тэдний онцгой гармоник шүүлтүүрийн технологи нийт гармоник искажение (THD)-ийг 2%-оос доош бууруулдаг бол ердийн нөөцийн цахилгаан хангамжийн системүүд ихэвчлэн 5%-8% THD үзүүлдэг. Эдгээр шаардлагыг хангаснаар генераторууд хүчдэлийн тэнцвэртэй холбоотой IEC 60034-1 стандартад нийцдэг. Энэ нь цахилгааны илүү тогтворгүй системд тохиолдох савхлах долгионы тогтвортой бус байдлаас мэдрэг электрон бүрэлдэхүүн хэсгийг хамгаалахад чухал ач холбогдолтой.
Тогтвортой ажиллагааны өндөр түвшний хөдөлгүүрийн технологи
Их бүтээмжийн шатахууны цацлага ба турбожишүүрлэлтийн электрон систем
Cummins-ийн генераторууд нь орчны нөхцөл байдлаас хамааран шуурхай тохируулга хийж чаддаг дэвшилтэт түлшний нийлүүлэлтийн системийн тусламжтайгаар 98,6%-ийн шатах урвалын үр дүнтэй ажилладаг. Эдгээр цахилгаан түлш тарьдаг системүүд секунд тутамд ойролцоогоор 1200 удаа агаарын нягт, температурын түвшин болон хөдөлгүүрийн ачааллыг шалгаж, түлшний тарилтыг зохицуулан бүрэн шаталтанд хүргэдэг. Бид эдгээр EFI системийг цилиндрийн даралтыг зөвхөн тохиромжтой түвшинд байлгадаг хоёр шаттай турбозоор хослуулбал ачаалтэнд гэнэт өөрчлөлт ороход цаашдаа хүч чадлыг хүлээх шаардлагагүй болдог. Үүнээс гадна одоогийн үеийн эдгээр системүүд хуучин механик тарьдаг системүүдтэй харьцуулахад жижиг хатуу биетийн ялгаруулалтыг ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулдаг.
Агаар-түлшний нарийвчлалтай тэнцвэрийг хангаж, тогтвортой гаралтыг баталгаажуулах ухаалаг удирдлагын систем
Оюунлаг машин сургалтын платформ нь янз бүрийн түлшний чанар эсвэл өндөрлөгийн өөрчлөлттэй ажиллах үед ч агаар болон түлшний харьцааг зөвхөн хагас хувиар хэлбэлзүүлэн тасралтгүй тохируулдаг. Энэ боломжийг олгох нь машин доторх ойролцоогоор 38 хэмжигчийн мэдээллийг шалгадаг микро процессортой систем юм. Энэ нь цахилгаан хангамжийн хүчдэлийг ойролцоогоор ±0.8% түвшинд тогтвортой байлгаж, ихэнх салбарын сайн ажиллагааны стандартыг ойролцоогоор 40% илүү давуулдаг. Мөн нэг чухал давуу тал байна. Багтаасан засварлалтын програм хямрал үүсэхээс сэргийлдэг тул эмнэлэгт ТМР-ийн машинуудыг зөв ажиллуулах боломжийг олгоно, үйлдвэрүүд ханаан робот техниктэй системд цахилгааны асуудал нөлөөлөхгүй гэдэгт найдаж ажиллаж болно.
Түлшнийг илүү үр дүнтэй ашиглах, бага хаягдал гаргах, урт хугацааны найдвартай ажиллагааг дэмждэг
Камминсийн давхар шаталтын технологи нь хөдөлгүүрийг хэсэгчилсэн ачаалал дор ажиллуулах үед түлшний хэрэгцээг ойролцоогоор 12%-иар бууруулдаг бөгөөд урвалын хугацааг өмнөх шиг хурдан хадгалж чаддаг. Систем нь ухаалгаар ажилладаг хөргөлтийн системийн тусламжтайгаар гарсан хийн температурыг 450 хэмийн шийдвэрчиг түвшинд доогуур байлгадаг. Энэ нь EPA Tier 4-ийн хатуу шаардлагад нийцэхээс гадна хөдөлгүүрийн ажиллах хугацааг 8,000-аас 12,000 цагийн хооронд илүү уртасгадаг. Үйлчилгээ үзүүлэгчдэд маш сайн тал нь суурилуулсан жижиг хэсгийн шүүлтүүр энгийнээр ажиллаж байхдаа өөрөө цэвэрлэгддэгт оршино. Энгийн дизель шүүлтүүрт шаардагддаг үйлчилгээний зогсолттой цэвэрлэлтийг хийх шаардлагагүй болгох нь цаг хугацаа болон үйлчилгээний зардлыг хэмнэхэд тусалдаг.
Асуумжгүй интеграци болон хэмжээний цахилгааны шийдлүүд
Камминсийн генераторууд системээс үл хамаарах интеграци болон модуль архитектураар үл дуудаг адаптацчлагдварыг санал болгодог. Мөн одоо байгаа цахилгаан хангамжийн дэд бүтцийн совгуудтай нийцэх чадвар нь дахин тохируулах зардлыг хамгийн бага байлгаж, шинэчлэлтийн үеэр үйл ажиллагааны үргэлжлэлийг хангана.
Цахилгааны хангамжийн алдагдлын үед зөөлөн шилжилтийг хангах автоматаар шилжүүлэгч төхөөрөмж
Автоматаар шилжүүлэгч төхөөрөмж (ATS) нь эмнэлэг, өгөгдлийн төв зэрэг чухал байгууламжуудад 0.5 секундын дотор хариу үйлдэл үзүүлэх баталгаатай чадварыг 0.5 секундын дотор хэрэгжүүлдэг. Эдгээр оюунлаг системүүд цахилгаан горимын чанарыг 24 цаг, 7 хоног тасралтгүй хянах бөгөөд хүчдэл ±10%-иас илүү хазайх үед генераторын цахилгаан руу шилжих болно. Энэ нь тогтворгүй цахилгааны нөхцөл байдлаас тоног төхөөрөмжийг хамгаалах чухал арга юм.
Хэмжээсийг өргөтгөх, давхардуулсан цахилгааны тохиргоог хангах зэрэгцээ ажиллагааны чадвар
Операторууд нэгэн зэрэг ажиллаж буй хамгийн ихдээ 32 генераторын нэгжийг синхрончлох чадвартай тул ойролцоогоор 20 киловаттаас эхлэн 3 мегаватт болон түүнээс дээш хүртэлх цахилгааны чадалдаа постепенно томруулах боломжтой бөгөөд энэ нь гол системийн өөрчлөлт шаардлагагүйгээр хийгдэнэ. Байгууламжид энэ тохируулга нь хэд хэдэн талаар давуу талыг олгоно. Тэд улирлын өөрчлөлт, эрэлт нэмэгдэх тутам цахилгааны чадал нэмэгдүүлэх, үйл ажиллагааг сайтар явуулсаар техникийн үйлчилгээний ажлыг хийх, мөн нэмэлт шаардлагын дагуу генератор бүрийн ачааллыг тохируулан түлшний зардлаа хэмнэх боломжтой. Холбогдсон бүх нэгжүүдийн хувьд ачааллыг хуваарилах нарийвчлал нь ойролцоогоор хагас хувь хүртэл нарийвчлалтайгаар тэнцвэржүүлэгдсэн байдаг.
Ухаалаг хяналт ба урьдчилан сэргийлэх засварын онцлог
Асуудлыг цаг алдалгүй илрүүлэх зориулалттай бодит цагийн алсаас хянах, оношилгооны систем
Камминсийн генераторын цуврал нь байнга хянах технологитой ирдэг бөгөөд энэ нь хүчдэлийн салаа, түлшний шаталтын үр дүнтэй ажиллагаа, ачаалал доршидох өргөстэй холбоотой 20 гаруй чухал үзүүлэлтийг тасралтгүй хянах боломжийг олгодог. Бүх систем нь ухаалаг IoT хэтэрч бүрэн аюулгүй мэдээллийг төв цэгт 15 секунд тутамд илгээдэг. Энэ нь жинхэнэ засвар үйлчилгээний ажилд юу хэлж байна вэ? Хуучин аргаар анхааруулах гэрэл асахаас 8-10 цагийн өмнө лубрикаци, агаарын урсгалын асуудлыг техникчид илрүүлж чаддаг. Хөргөлтийн шингэний pH түвшин аюулгүй байдлын хязгаараас гарах үед засварын багийн гишүүд гарааны утаснаас мөчнөөс мэдэгдэл хүлээн авдаг. Өнгөрсөн жилийн Power Systems International-ийн судалгаагаар ингэснээр 24 цагийн үйл ажиллагаанд алдааг шалгах хугацаа бараг 60%-иар буурсан байна. Энэ жилийн Energy Resilience Report-д дурдсанчлан, эдгээр системийг туршсан эмнэлгүүд суулгасны дараа төлөвлөгөөгүй зогсолтыг бараг хоёр гуравт нь бууруулсан.
Гэмтэл гарахаас өмнөх урьдчилан таамаглаж залгамжлагдсан засварын ажлыг мэдээллийн оновчтой шийдлээр хангах
ML алгоритмууд одоо явагдаж буй зүйлтэй харьцуулаад ойролцоогоор 18 сарын үйлчилгээний түүхийг үзэж, деталиуд хэзээ элэгдэж эхлэхийг урьдчилан тааварладаг. Энэ систем мөн ихэвчлэн 94% нарийвчлалтайгаар сайн ажилладаг. Түлшний инжектор зэрэг зүйлсийг солих үед эдгээр ухаалаг системүүд асуудал гарахаас 5-7 өдрийн өмнө ажлыг төлөвлөж чаддаг. Энэ технологийг ашигладаг үйлдвэрүүд бараг тасралтгүй цахилгааныг ашиглаж, 99.9% ажиллагаатай байдлыг хангаж чаддаг бөгөөд үйлчилгээний хоорондох хугацааг ойролцоогоор 40%-иар уртасгадаг. Өнгөрсөн жилийн Үйлдвэрийн Засвар Уралдааны Үр Ашигт Чанарын Индексийн дагуу хийсэн бодит ертөнцийн хоёр жилийн туршилтаас илт болж байгаагаар энэ арга нь үйлдвэрт гарч болох 100-д 89 аваргаас сэргийлж чадсан. Эдгээр урьдчилан тааврын хэрэгслүүд засварын төлөвлөгөөг шаардлагатай болгон тохируулан өөрчилж байдаг тул нөөцийн зардлыг хэмнэх, одоогийн сенсорын утгуудыг хуучин гэмтлийн бичлэгтэй нийлүүлж машин механизмийн амьдралыг уртасгахад тусалдаг.
Түгээмэл асуултууд
Үйлдвэрийн генераторуудыг найдвартай болгодог нь юу вэ?
Үйлдвэрийн генераторууд бараг 100 жилийн турш сайжруулсан инженерчлэлийн ачаар, мөн хэт эрчимтэй нөхцөлд явуулсан нарийн туршилтын дараа найдвартай байдаг.
Эдгээр генераторууд ямар ч асуудалгүй хэр удаан ажиллах боломжтой вэ?
Судалгаагаар 92% нь дарааллан таван жил буюу 43,800 цаг ажилласны дараа ч хэтрэлтийн болон ажиллагааны алдагдал үзүүлээгүй байна.
Зогсонги байдлыг багасгахын тулд ямар сайжруулалтууд хийсэн бэ?
Хамгийн сүүлийн үеийн оношлогооны технологи нь самбар цэвэрлэгддэг агаарын шүүлтүүр, засварын ажил хялбархан хийгддэг деталиудтай хосолсон 40%-иар засварын шаардлагыг бууруулдаг.
Гэнэтийн цахилгааны гэмтэл үед хурдан цахилгааны хүчийг тохируулах нь үйл ажиллагаанд ямар ашиг оруулах вэ?
Гэнэтийн цахилгааны гэмтлийн үед 3 секундын дотор цахилгааны хүчийг хурдан тохируулах нь резерв цахилгаан шаарддаг төвүүдэд маш чухал бөгөөд цахилгааны шилжилтийг хиймэлгүй болгодог.
Урьдчилан таамаглаж засварлах систем хэр үр дүнтэй вэ?
Машин сургалтын алгоритмуудад суурилсан урьдчилан таамаглаж засварлах систем нь ойролцоогоор 94% нарийвчлалтай бөгөөд хүлээгдээгүй зогсолтыг ихэд бууруулдаг.