Dimensionamento dei generatori diesel per motori, pompe e compressori | Guida alla selezione del carico del motore

Introduzione

Molte richieste sui generatori iniziano con una sola frase: "Abbiamo bisogno di un generatore da 300kW" oppure "Il nostro carico totale è di 400kVA." Per illuminazione, riscaldatori, piccoli carichi per uffici o altre attrezzature stabili, questo può essere sufficiente per una prima stima approssimativa.

Per carichi azionati da motori, di solito non è sufficiente.

Quando il carico include pompe, compressori, frantoiatori, nastri trasportatori, ventole, apparecchiature HVAC, ascensori o grandi motori industriali, il generatore deve fare più che sostenere il carico totale di funzionamento. Deve anche gestire la corrente di avviamento quando il motore si avvia. In molti progetti, il momento difficile non è il normale funzionamento. Sono quei pochi secondi in cui il motore, la pompa o il compressore più grande si avvia mentre altri carichi potrebbero già essere in funzione.

Nel lavoro reale di preventivo, il problema spesso non è che l'acquirente non fornisca dati di potere. Il problema è che la lista di carico non mostra quale motore crea la condizione di avviamento più difficile.

AGeneratore dieselche può trasportare i kW di funzionamento potrebbe essere ancora troppo piccolo per il carico di avviamento del motore. Il risultato può essere un abbassamento eccessivo della tensione, accelerazione lenta del motore, instabilità del sistema di controllo o mancato avviamento regolare dell'apparecchiatura.

In quanto produttore di gruppi elettrogeneratori diesel, Shandong Huali di solito tratta le richieste di carico motore come un compito di revisione del carico, non solo come un compito di conversione kW in kVA. Una lista chiara dei carichi, dati del motore, metodo di avviamento, sequenza di avviamento e informazioni sulle condizioni del sito possono rendere la selezione del primo generatore molto più affidabile.

Perché i carichi dei motori richiedono più di un semplice calcolo in kW

Un carico di illuminazione è solitamente semplice. Una volta acceso, la domanda di energia è relativamente stabile. Un riscaldatore o un carico resistivo è anche più facile da stimare. I carichi dei motori si comportano in modo diverso.

Un motore ha due stadi diversi:

• Partendo dal riposo
• Correre dopo aver raggiunto la velocità normale

La fase di corsa può sembrare accettabile nella lista di carico, ma la fase iniziale può essere molto più impegnativa. Questo è il punto che molti acquirenti non notano quando inviano solo kW totali o kVA totale.

In molte richieste di preventivo, le informazioni mancanti non rappresentano il carico totale. È il motore più grande. Il fornitore del generatore deve capire quale motore parte per primo, quale motore dopo e quali altri carichi sono già collegati quando parte il motore più grande.

Le apparecchiature azionate da motori possono includere:

• Pompe dell'acqua e pompe di supporto
• Compressori d'aria e compressori refrigerati
• Ventole e ventilatori
• frantumatori, nastri trasportatori, miscelatori e altri macchinari pesanti
• refrigeratori, motori HVAC, ascensori e pompe antincendio
• Macchine per la produzione in fabbrica e attrezzature di processo

Per questi carichi, la dimensionazione dei generatori per i motori non è una formula unica. È un processo di selezione. Il carico di movimento è una parte. Il metodo di avviamento, la corrente di avviamento, la tolleranza alla diminuzione di tensione, le condizioni del motore e la sequenza operativa fanno anch'essi parte della decisione.

Questo è particolarmente importante per un generatore di riserva industriale, generatore per uso industriale, generatore per stazione di pompaggio e generatore per siti minerari, dove i carichi motori sono spesso la parte principale del sistema elettrico.

<Generatore diesel per carichi di motori industriali>

Carico di esercizio vs carico di partenza

Carico operativo significa la potenza necessaria dopo che l'apparecchiatura è avviata e funziona normalmente. Il carico di avviamento indica la domanda temporanea durante l'accelerazione del motore.

Per fare una quotazione, il carico operativo ci dice cosa deve trasportare il generatore dopo che il sistema è stabile. Il carico di avviamento ci indica se il generatore può superare il momento di avviamento più difficile. Questi due risultati possono portare a scelte di generatori differenti.

Un motore di pompa, ad esempio, può funzionare entro la potenza nominale dopo aver raggiunto la velocità. Ma quando la pompa parte, il generatore potrebbe dover sostenere una domanda elettrica breve ma più elevata. Se la pompa si avvia contro la pressione o si avvia mentre altri carichi sono già in funzione, la selezione del generatore può cambiare.

Avviare tutti i motori insieme non è la stessa cosa che avviarli uno per uno. L'avviamento sequenziale può ridurre lo stress sul generatore, ma solo se il sistema di controllo è effettivamente disposto in questo modo. Se l'operatore del sito avvia manualmente diversi motori contemporaneamente, la domanda reale può essere superiore all'assunzione progettuale.

Per piccoli progetti, il tavolo può essere sufficiente per una discussione preliminare. Per sistemi più grandi, potrebbero essere necessarie foto con la targhetta del motore, diagrammi a linea singola, informazioni sul pannello di controllo o una sequenza di avviamento più chiara.

Dimensionamento dei generatori diesel per pompe e carichi di compressore

Pompe e compressori sono comuni nelle richieste di generatori, ma sono anche due dei carichi più soggetti a essere sottovalutati.

Un generatore diesel per pompe non può essere selezionato solo tramite la potenza di funzionamento della pompa. Una pompa può partire contro la pressione, in condizioni di valvola chiusa o parzialmente aperta, o come parte di un sistema di controllo multi-pompa. Una pompa di servizio e una di riserva potrebbero non funzionare insieme, ma questo deve essere chiaramente dichiarato. Se due o tre pompe possono avviarsi o funzionare insieme, il requisito del generatore è diverso.

Per i carichi del compressore, la condizione di avviamento è spesso la domanda principale. Alcuni compressori partono senza carico. Alcuni possono riavviarsi quando la pressione rimane nel sistema. Alcune installazioni includono asciugatrici, ventole di raffreddamento, pompe dell'acqua o pannelli di controllo che necessitano anch'essi di energia. Se l'indagine dice solo "compressore d'aria 90kW", il fornitore non può comunque giudicare la reale domanda startup.

Un problema comune si presenta quando il carico totale sembra sicuro, ma un grande motore all'interno della lista di carico controlla la dimensione reale del generatore. Ad esempio, una fabbrica può scrivere "carico totale di funzionamento 220kW", ma all'interno di quel numero può esserci una grande pompa, compressore, frantoio o ventola. Se quel motore si avvia direttamente mentre altri carichi sono in funzione, il generatore potrebbe dover essere selezionato diversamente.

La stessa logica vale per ventilatori, ventilatori, nastri trasportatori, schiacciatori, ascensori e apparecchiature HVAC. Non sono tutte difficili allo stesso modo, ma ognuna può influenzare la corrente di avviamento, il tempo di accelerazione e la stabilità della tensione.

Come il metodo di avviamento del motore influisce sulla dimensionamento dei generatori

Il metodo di partenza ha un effetto diretto sulla dimensione del generatore. Modifica la corrente di avviamento, il processo di accelerazione e il rischio di calo di tensione.

Tuttavia, un solo nome di metodo iniziale non è sempre sufficiente. Se un acquirente scrive "soft starter" o "VFD", il fornitore deve comunque conoscere la dimensione del motore, la condizione del carico, le impostazioni e la logica di controllo. Un avviamento morbido o VFD può aiutare, ma non rende automaticamente ogni generatore più piccolo.

Per la dimensionamento dei generatori per motori, la domanda pratica è semplice: qual è l'evento di avviamento più impegnativo? Se il motore più grande si avvia dopo che pompe, ventole, illuminazione e sistemi di controllo sono già in funzione, il generatore deve essere controllato in quelle condizioni.

Situazioni di preventivo comuni, non casi di progetto

Di seguito sono riportate situazioni di selezione comuni osservate nelle richieste di generatori. Non sono veri casi di progetto o richieste di consegna. Vengono usati solo per mostrare perché le informazioni sul carico motore sono importanti.

Una fabbrica invia solo il carico totale di funzionamento

Una fabbrica può avere macchine di produzione, compressori, pompe, ventilatori, saldatrici, illuminazione e carichi per uffici. Se la richiesta fornisce solo kW totali di funzionamento, il fornitore non può vedere quale motore controlla la condizione di avviamento.

Per i progetti in fabbrica, una lista di carico con metodo di partenza è più utile di un semplice numero totale di kW. L'acquirente dovrebbe indicare il motore più grande, i carichi critici, i carichi non critici e se i motori si avviano insieme o separatamente.

Per discussioni relative al carico di fabbrica, puoi anche leggere il nostroGuida industriale per l'adattamento del carico del gruppo generatore diesel da 500kVA.

Una stazione di pompaggio ha una grande pompa e diversi piccoli carichi ausiliari

I carichi ausiliari possono essere piccoli, ma il motore della pompa principale può decidere la dimensione del generatore. Per una richiesta su una stazione di pompaggio, la potenza del motore di pompa è solo la prima fonte di informazioni. Il tipo di avviamento, la disposizione di servizio/standby e le condizioni di avviamento della pompa di solito decidono se la prima scelta del generatore è affidabile.

Un progetto di compressore inizia sotto carico

Per i progetti di compressore, la prima domanda è spesso se il compressore inizia carico o scarico. Se il compressore si riavvia sotto pressione, il generatore per i carichi del compressore potrebbe necessitare di una revisione diversa rispetto a un sistema con controllo di avviamento senza carico.

Un sito minerario dispone di frantoi, nastri trasportatori, pompe e ventole di ventilazione

Un generatore destinato a siti minerari spesso affronta carichi motori misti. Frantoi e nastri trasportatori possono avere carichi di avvio o d'impatto elevati. Pompe e ventilatori possono funzionare continuamente. L'ordine di partenza fa parte della selezione del generatore.

Un edificio commerciale dispone di impianti HVAC e ascensori

Motori HVAC, refrigeratori, pompe, ascensori, pompe antincendio, illuminazione e sistemi di controllo possono essere inclusi in un sistema di alimentazione di riserva per edifici. Il generatore di riserva per i carichi dei motori deve supportare il funzionamento essenziale e gli eventi chiave di avvio.

Un cantiere dispone di attrezzature per il cambio

I cantieri possono utilizzare gru, pompe, compressori, saldatrici e macchinari temporanei. Il carico cambia man mano che il progetto si sviluppa. In questa situazione, la scelta del generatore dovrebbe considerare abitudini operative pratiche, non solo un numero di carico fisso.

Per un riferimento di adattamento di carichi più piccoli, puoi anche leggere la nostra guida sucosa può far funzionare un generatore diesel da 100kVA.

Logica di dimensionamento dei generatori per stazioni di pompaggio

Per un generatore destinato all'uso in stazioni di pompaggio, il motore della pompa è solitamente il primo elemento da esaminare. La sola alimentazione della pompa non racconta tutta la storia.

Le informazioni utili includono:

• Alimentazione del motore della pompa
• Numero di pompe
• Configurazione della pompa di servizio e della pompa di riserva
• Metodo di partenza
• che le pompe partano insieme o una dopo l'altra
• se la pompa parte contro la pressione
• Tensione e frequenza
• Pannello di controllo e metodo di protezione
• Requisiti di potenza di riserva o di primo livello,

Una stazione di approvvigionamento idrico, un progetto di irrigazione, un sistema di drenaggio, un impianto di trattamento delle acque reflue o un sistema di pompa antincendio di riserva possono apparire simili dall'esterno, ma le condizioni di partenza possono essere diverse. Un progetto di pompa antincendio di riserva può avere una logica operativa diversa da una stazione di pompa di irrigazione. Un progetto di acque reflue può includere pompe, miscelatori, soffiatori e sistemi di controllo.

Quando un acquirente invia solo "potenza della pompa: 75kW", il fornitore del generatore deve comunque sapere come avvia la pompa e cos'altro funziona contemporaneamente. Queste informazioni aiutano a evitare sia la riduzione delle dimensioni che le sovradimensioni inutili.

Logica di dimensionamento dei generatori per compressori

I compressori necessitano di una revisione attenta perché la coppia di avviamento e la pressione del sistema possono modificare il fabbisogno del generatore.

Un generatore diesel per i carichi del compressore dovrebbe essere selezionato dopo il controllo:
Alimentazione del motore del compressore
Tipo compressore
avviamento diretto, star-delta, avviamento morbido o VFD
Avviamento caricato o scaricato
Condizione di pressione di riavvio
carichi ausiliari come asciugatrice, ventola, pompa o pannello di controllo
Sequenza di avvio se ci sono più compressori

Un errore comune è considerare la potenza di funzionamento della targhetta del compressore come base di dimensionamento completa. Questo potrebbe non raggiungere la vera condizione di partenza. In una stazione di compressore d'aria, un compressore può partire per primo, poi un altro può ripartire più tardi, dopo un calo di pressione. Se entrambi i compressori possono avviarsi vicini, il generatore percepisce una domanda diversa.

Per i sistemi industriali di maggiori dimensioni, il compressore fa spesso parte di una lista di carichi più ampia in fabbrica. Il generatore destinato all'uso in fabbrica potrebbe anche dover supportare pompe, ventilatori, illuminazione, sistemi di controllo e apparecchiature di produzione. Il compressore non dovrebbe essere controllato da solo se altri carichi sono già collegati.

<Gruppo elettrogenerante diesel industriale installato nella stanza generatori clienti>

Dimensionamento dei generatori per carichi motori in fabbrica e linee industriali

Le fabbriche solitamente contengono carichi misti. Un generatore di potenza principale per attrezzature industriali o un generatore di riserva per il backup in fabbrica potrebbe dover supportare motori, pompe, ventole, compressori, saldatrici, linee di produzione, carichi per uffici e illuminazione.

Il primo passo è separare carichi critici da non critici. Durante un'interruzione di corrente, non tutte le macchine devono continuare a funzionare. Alcune attrezzature di produzione possono fermarsi in sicurezza. Possono essere necessari altri carichi, come pompe di raffreddamento, ventole di ventilazione, compressori, sistemi di controllo, illuminazione di emergenza o apparecchiature antincendio.

Il secondo passo è guardare l'ordine di partenza. Quale attrezzatura parte per prima? Quale motore parte dopo che il generatore sta già trasportando altri carichi? Qualche motore viene avviato manualmente dagli operatori? Ci sono interblocchi o ritardi temporali?

Anche l'espansione futura è importante. Se la fabbrica prevede di aggiungere un altro compressore, pompa, ventola, frantoio o macchina di produzione in futuro, questo dovrebbe essere discusso durante la selezione. Un margine di espansione ragionevole può essere utile. Tuttavia, un eccesso di sovradimensionamento può aumentare i costi e creare preoccupazioni operative a basso carico.

Anche la modalità di turno cambia la discussione. Un generatore di riserva per i carichi del motore può funzionare solo durante un blackout della rete elettrica. Un generatore di energia principale per apparecchiature industriali può funzionare per periodi più lunghi e richiede maggiore attenzione al profilo di carico, agli orari di esercizio, all'approvvigionamento di carburante e alla pianificazione della manutenzione. Per la scelta della modalità di servizio, puoi anche leggere la nostra guida sulla scelta tra gruppi elettrogeneranti diesel prime e di riserva.

Per una selezione di generatori industriali più ampi, puoi anche consultare la nostraArticolo sulla selezione del generatore diesel da 625kVA.

Tabella applicativa: Carichi motorizzati e focus sulla dimensione

Cosa spesso trascurano gli acquirenti

Il totale di kW in corsa è solo il punto di partenza

Il kW totale in corso è utile, ma non mostra come inizia il sistema. Questo è uno dei problemi più comuni nelle prime indagini. Il carico di funzionamento può sembrare sicuro, ma il generatore potrebbe comunque avere difficoltà quando si avvia una pompa o un compressore grande.

Il motore più grande può controllare la dimensione del generatore

Diversi piccoli motori possono essere facili da trasportare, mentre un motore grande può determinare la capacità del generatore. Si prega di segnare chiaramente il motore più grande nella lista dei carichi, specialmente per pompe, compressori, frantoiatori, nastri trasportatori e sistemi HVAC.

La sequenza iniziale può cambiare il risultato

Un sistema in cui i motori si avviano uno a uno potrebbe richiedere un generatore diverso da un sistema in cui più motori si avviano insieme. Se la sequenza di avviamento è controllata da PLC o da un cabinet di controllo motore, queste informazioni sono utili per la selezione.

Un avviamento morbido o VFD non elimina la necessità di revisione

Gli avviatori morbidi e i VFD possono ridurre l'impatto di avviamento, ma il fornitore ha comunque bisogno della potenza del motore, della condizione del carico di guida, delle impostazioni e del metodo di controllo. Per i sistemi VFD, le condizioni di ingresso e i possibili problemi armonici possono richiedere attenzione anche a quest'ultimo.

L'avviamento della pompa e del compressore non è sempre leggero

Una pompa può partire contro la pressione. Un compressore può riavviarsi con la pressione rimanente nel sistema d'aria. Questi dettagli modificano la scelta del generatore. È meglio indicare le condizioni operative reali piuttosto che presumere un inizio facile.

La tolleranza al calo di tensione dovrebbe essere discussa fin da presto

Alcuni carichi possono accettare una diminuzione di tensione corta. Altre apparecchiature, come circuiti di controllo, contattori, trasmissioni, sistemi medici o controlli sensibili degli edifici, possono essere meno tolleranti. Se il progetto ha un requisito noto di calo di tensione, menzionalo presto.

I motori futuri potrebbero rendere il generatore troppo piccolo

Se una stazione di pompaggio o una fabbrica aggiungerà altri motori in seguito, questo dovrebbe essere discusso prima di ordinare il generatore. L'espansione futura non significa sempre selezionare un generatore molto più grande, ma dovrebbe essere inclusa nella logica di selezione.

Le condizioni del sito influenzano la produzione disponibile

Alta quota, alta temperatura ambiente, scarsa ventilazione, polvere e condizioni di installazione all'esterno possono ridurre la produzione disponibile dei generatori o modificare il tipo di generatore raccomandato. Per questa parte, puoi leggere il nostro articolo su come altitudine, temperatura e condizioni del sito influenzano la dimensione dei generatori diesel.

<Apparecchiature ad alta tensione per la sincronizzazione dei generatori diesel e la potenza di produzione>

Cosa dovrebbe essere confermato prima del preventivo?

Per un progetto di carico azionato da motore, le seguenti informazioni aiutano il fornitore a preparare un preventivo più affidabile per il generatore:

• potenza richiesta in kW o kVA, se già stimata
• Tensione e frequenza
• Uso in standby o principale
• elenco completo dei carichi elettrici
• Classificazioni di potenza del motore
• Dimensione del motore più grande
• Metodo di avviamento per ogni grande motore
• che i motori si avviino insieme o uno alla volta
• Condizioni di avviamento della pompa o del compressore
• Una variazione di tensione accettabile, se nota
• Carichi critici e non critici
• Piano di espansione futura
• Ambiente di installazione
• Altitudine e temperatura ambiente
• Preferenze per generatori aperti, silenziosi o containerizzati
• Requisito ATS, se necessario
• Posizione del progetto
• foto del sito, diagrammi a linea singola o disegni di layout, se disponibili

Anche il tipo di generatore fa parte della selezione. Un generatore aperto può essere adatto a una stanza dedicata al generatore. Un generatore silenzioso potrebbe essere migliore per aree esterne vicino a edifici o lavoratori. Un generatore containerizzato può adattarsi a grandi siti industriali all'aperto, miniere, campi di costruzione o a progetti di energia a lungo termine.

Il tipo di generatore dovrebbe corrispondere anche al sito di installazione. I gruppi elettrogeneratori aperti, silenziosi e containerizzati possono adattarsi a condizioni diverse del progetto.

<Linea di produzione del generatore diesel Huali>

Come inviare una lista di carichi utile

Una lista di carichi utile non deve essere complicata nella prima fase. Deve solo mostrare quale attrezzatura funzionerà, come si avvia e se è critica.

Se disponibili, sono utili foto di targhette del motore, schede tecniche di pompa o compressore, foto del pannello di controllo, diagrammi a linea singola e disegni di layout del sito. Permettono al fornitore di comprendere meglio le condizioni di avviamento e riducono il rischio di scegliere un generatore troppo piccolo o inutilmente grande.

Domande frequenti

Perché i motori influenzano la dimensione dei generatori diesel?

Un motore non ha lo stesso carico durante l'avviamento e il funzionamento. Una volta raggiunta la velocità normale, il generatore può trasportarla facilmente. Il momento difficile è spesso l'avvio, quando la corrente iniziale e la diminuzione di tensione richiedono attenzione.

Posso dimensionare un generatore solo in base al kW totale di funzionamento?

Per carichi semplici, si può usare kW totali in corso per una stima approssimativa. Per motori, pompe, compressori, ventole, HVAC, ascensori, frantoi e macchine industriali, il kW totale in funzione non è sufficiente. Devono essere considerati anche il motore più grande e la sequenza di avviamento.

In che modo la corrente di avviamento del motore influisce sulla selezione del generatore?

Quando un motore si avvia, il generatore può subire una domanda molto maggiore per un breve periodo. Se il generatore non può sostenere quel momento, il motore può avviarsi lentamente, la tensione può diminuire o il sistema di controllo può diventare instabile.

Un avviamento morbido o un VFD sono sufficienti per ridurre la dimensione del generatore?

Un avviamento morbido o VFD può aiutare a ridurre l'impatto di avviamento, ma non è una soluzione universale. L'effetto effettivo dipende dal motore, dall'apparecchiatura azionata, dalle impostazioni, dalla logica di controllo e dalle condizioni del sito.

Come posso dimensionare un generatore per le pompe?

Inizia con la potenza del motore della pompa, la tensione, il metodo di avviamento, il numero di pompe e la disposizione di servizio/standby. Poi chiarisce se le pompe iniziano insieme o una dopo l'altra, e se la pompa parte contro la pressione.

Come posso dimensionare un generatore per compressori?

Per i compressori, invia la potenza del motore, il metodo di avviamento, il tipo di compressore, la condizione di avviamento carico o non carico, la pressione di riavvio, i carichi ausiliari e la sequenza di avviamento. Non affidarti solo alla potenza di funzionamento del compressore.

Quali informazioni dovrei inviare per il preventivo?

Invia la tensione e la frequenza, l'uso di standby o principale, lista completa dei carichi, le capacità nominali del motore, il motore più grande, il metodo di avviamento, la sequenza di avviamento, i dettagli della pompa o del compressore, l'ambiente di installazione e la posizione del progetto.

Dovrei scegliere un generatore più grande per l'espansione futura del motore?

Un margine ragionevole può essere utile se la fabbrica o la stazione di pompaggio aggiungeranno motori in seguito. Il piano di espansione dovrebbe essere realistico. Sovradimensionare troppo può aumentare i costi e creare problemi operativi a basso carico.

Dimensionare un generatore diesel per motori, pompe e compressori richiede sia il calcolo del carico che la revisione dell'avviamento. Il generatore giusto dipende dal carico di funzionamento, dalla dimensione massima del motore, dal metodo di avviamento, dalla sequenza di avviamento, dalla modalità di servizio, dalla tensione e frequenza, dalle condizioni di avviamento della pompa o del compressore e dall'ambiente del sito.

Se il tuo progetto include motori, pompe, compressori, ventole, schiacciatori, apparecchiature HVAC, ascensori o altri carichi industriali, invia l'elenco completo dei carichi, le capacità nominali dei motori, i dettagli della pompa o del compressore, il metodo di avviamento, la tensione e la frequenza, l'uso di standby o principale, l'ambiente di installazione e i dettagli del progetto. Shandong Huali Electromechanical Co., Ltd. può esaminare le condizioni di carico e fornire una proposta adeguata per la selezione del gruppo generatore diesel per il preventivo.

Hai bisogno di un preventivo per un generatore diesel? Per favore, invia motori, pompe, compressori, ventole, schiacciatori, attrezzature HVAC, ascensori o altri carichi industriali. E-mail:worldgens@shanhuachina.cn