เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสามารถใช้ก๊าซธรรมชาติได้หรือไม่?

สิ่งอำนวยความสะดวกเผชิญกับแรงกดดันในการดำเนินงานอย่างมากเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิง ขยายเวลาการทำงานในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ก๊าซธรรมชาติถือเป็นทางเลือกที่น่าสนใจเนื่องจากมีท่อส่งที่ต่อเนื่องและมีรูปแบบการเผาไหม้ที่สะอาดกว่า อย่างไรก็ตาม มีอุปสรรคทางวิศวกรรมพื้นฐานระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองนี้ เครื่องยนต์ดีเซลใช้การจุดระเบิดด้วยการอัดเพื่อสร้างพลังงาน ก๊าซธรรมชาติต้องใช้ประกายไฟจึงจะเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดแทนเชื้อเพลิงโดยตรงนอกกรอบเป็นไปไม่ได้ทางกายภาพหากไม่มีการแทรกแซงทางกลไกอย่างกว้างขวาง

เราจะประเมินความเป็นจริงทางเทคนิคของการดำเนินการ การแปลงก๊าซธรรมชาติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล เทียบกับการจัดหาหน่วยที่สร้างขึ้นตามวัตถุประสงค์ การประเมินนี้มุ่งเน้นไปที่ความเสี่ยงในการปฏิบัติงาน ความเป็นไปได้ทางกล และความน่าเชื่อถือในระยะยาว ผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกจะต้องเข้าใจข้อจำกัดทางอุณหพลศาสตร์ของสินทรัพย์ปัจจุบันก่อนที่จะพยายามปรับเปลี่ยนหลังการขาย ด้วยการวิเคราะห์ข้อจำกัดทางวิศวกรรมและพลวัตของวงจรชีวิต ทีมปฏิบัติการจึงสามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลรอบด้านเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานสำรองของตนได้ โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยในชีวิตหรือเวลาทำงานที่มีความสำคัญต่อภารกิจ

ประเด็นสำคัญ

• ความเข้ากันไม่ได้โดยธรรมชาติ: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลไม่สามารถทำงานเฉพาะกับก๊าซธรรมชาติโดยไม่มีการดัดแปลงทางกลที่สำคัญ เนื่องจากไม่มีหัวเทียนและอัตราส่วนการบีบอัดที่แตกต่างกัน

• การประนีประนอมเรื่องเชื้อเพลิงชีวภาพ: วิธีการแปลงที่เป็นไปได้มากที่สุดคือระบบเชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งผสมก๊าซธรรมชาติเข้ากับการฉีดน้ำมันดีเซลนำร่อง แม้ว่าจะยังคงต้องใช้น้ำมันดีเซลอย่างต่อเนื่องก็ตาม

• CapEx ที่สูงเทียบกับการแลกเปลี่ยน OpEx: แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วก๊าซธรรมชาติจะมีราคาถูกกว่าในการใช้งาน แต่ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าของชุดแปลงเฉพาะหรือการยกเครื่องเครื่องยนต์ทั้งหมดมักจะทำให้การประหยัดในการปฏิบัติงานในระยะสั้นลดลง

• ความเสี่ยงต่อการรับประกันของ OEM: การแปลงหลังการขายมีความเป็นไปได้สูงที่จะทำให้การรับประกันของผู้ผลิตเดิมเป็นโมฆะ และการเปลี่ยนแปลงสถานะการปฏิบัติตามข้อกำหนดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของ EPA

ความเป็นจริงทางวิศวกรรม: เหตุใดการทดแทนเชื้อเพลิงโดยตรงจึงล้มเหลว

เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นเครื่องจักรที่มีความเชี่ยวชาญสูงซึ่งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาเพื่อรองรับความทนทานต่อเชื้อเพลิงโดยเฉพาะ หลักการทางอุณหพลศาสตร์ที่ควบคุมบล็อกดีเซลแตกต่างอย่างมากจากหลักการที่ควบคุมเครื่องยนต์ที่จุดประกายไฟ เครื่องยนต์ดีเซลทำงานบนหลักการจุดระเบิดอัตโนมัติด้วยกำลังอัดสูง อากาศถูกดึงเข้าไปในกระบอกสูบและถูกอัดจนสุดขีด โดยทั่วไปเราจะเห็นอัตราส่วนการบีบอัดระหว่าง 14:1 ถึง 25:1 ในภาคสนาม การบีบอัดที่รุนแรงนี้จะทำให้อากาศภายในกระบอกสูบร้อนจัด เมื่อเชื้อเพลิงดีเซลที่ถูกทำให้เป็นอะตอมถูกฉีดเข้าไปในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนยวดยิ่ง มันจะติดไฟได้เอง คุณจะไม่พบหัวเทียนสักตัวในบล็อกดีเซลดั้งเดิม

ก๊าซธรรมชาติมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงภายใต้ความกดดัน มีอุณหภูมิติดไฟอัตโนมัติสูงกว่ามาก ต้องใช้ประกายไฟแรงดันสูงที่แม่นยำเพื่อเริ่มการเผาไหม้ หากคุณใส่ก๊าซธรรมชาติลงในกระบอกสูบดีเซลมาตรฐาน อัตรากำลังอัดที่สูงจะทำให้เกิดการระเบิดก่อนเวลาอันควร ช่างกลเรียกเครื่องยนต์นี้ว่าน็อค การระเบิดที่ไม่สามารถควบคุมได้นี้จะส่งคลื่นกระแทกขนาดใหญ่ผ่านเสื้อสูบ ทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อลูกสูบ ก้านสูบ และฝาสูบภายในไม่กี่นาที เครื่องยนต์ดีเซลขาดทั้งฮาร์ดแวร์การจุดระเบิดและรูปทรงการบีบอัดที่เหมาะสมในการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติโดยกำเนิด

การวัดความหนาแน่นและประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงทำให้กระบวนการทดแทนมีความซับซ้อนมากขึ้น ดีเซลมีพลังงานหนาแน่นอย่างไม่น่าเชื่อ น้ำมันดีเซล 1 แกลลอนมีพลังงานประมาณ 137,000 บีทียู ก๊าซธรรมชาติมีพลังงานน้อยกว่ามากโดยปริมาตร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลเป็นเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูง พวกเขาต้องการปริมาณเชื้อเพลิงน้อยลงเพื่อสร้างเอาต์พุตกิโลวัตต์เท่ากันทุกประการเมื่อเปรียบเทียบกับก๊าซธรรมชาติทางเลือก เมื่อบังคับให้บล็อกดีเซลเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า เครื่องยนต์จะต้องใช้ก๊าซในปริมาณที่มากขึ้นอย่างมาก เพื่อรักษาการหมุนเชิงกลและเอาท์พุตทางไฟฟ้าเท่าเดิม ระบบส่งเชื้อเพลิงจะต้องได้รับการออกแบบใหม่ทั้งหมดเพื่อรองรับการไหลตามปริมาตรที่เพิ่มขึ้นมหาศาลนี้

ผู้ปฏิบัติงานจำนวนมากตกเป็นเหยื่อของความเชื่อผิด ๆ ของสวิตช์ธรรมดา มีความเข้าใจผิดกันแพร่หลายว่าการเปลี่ยนคาร์บูเรเตอร์ เปลี่ยนท่อน้ำมันเชื้อเพลิง หรือการกระพริบชุดควบคุมเครื่องยนต์นั้นเพียงพอที่จะเปลี่ยนประเภทเชื้อเพลิงได้ วิธีนี้อาจใช้ได้กับอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กที่มีกำลังอัดต่ำที่สลับระหว่างน้ำมันเบนซินและโพรเพน มันเป็นเรื่องเท็จโดยสิ้นเชิงสำหรับระบบไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม ระบบไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ต้องการการควบคุมอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงที่แม่นยำ พวกเขาต้องการบ่าวาล์วแบบพิเศษเพื่อรองรับอุณหภูมิไอเสียที่แตกต่างกัน พวกเขาต้องการส่วนประกอบภายในที่แข็งแกร่งเพื่อจัดการกับแรงกดดันในการเผาไหม้ที่เปลี่ยนแปลงไป ไม่มีวิธีแก้ไขแบบโบลต์ออนแบบธรรมดาสำหรับเครื่องยนต์ที่มีการจุดระเบิดด้วยการอัดงานหนัก

การแปลงก๊าซธรรมชาติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล: แนวทางที่มีอยู่

แนวทางที่ 1: ระบบเชื้อเพลิงคู่ (การผสมเชื้อเพลิงคู่)

วิธีการรวมก๊าซธรรมชาติเข้ากับน้ำมันดีเซลที่มีอยู่โดยทั่วไปและรุกรานน้อยที่สุดคือระบบเชื้อเพลิงคู่ วิธีการนี้ไม่ได้ขจัดความจำเป็นในการใช้น้ำมันดีเซล มันเสริมมัน. ระบบเชื้อเพลิงคู่จะนำก๊าซธรรมชาติเข้าสู่กระแสลมไอดีของเครื่องยนต์ก่อนจะไปถึงห้องเผาไหม้ ขณะที่ลูกสูบบีบอัดส่วนผสมระหว่างอากาศและแก๊ส จะมีการฉีดดีเซลนำร่องขนาดเล็กเข้าไปในกระบอกสูบ ดีเซลจะติดไฟได้ภายใต้แรงอัด การระเบิดครั้งแรกนั้นทำหน้าที่เป็นหัวเทียนเหลวเพื่อจุดชนวนก๊าซธรรมชาติที่อยู่โดยรอบ

กลไกการออกฤทธิ์นี้ต้องใช้การควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน ช่างเทคนิคต้องติดตั้งรางแก๊สรอง วาล์วผสมรมควัน และตัวควบคุมขั้นสูง ตัวควบคุมนี้จะตรวจสอบโหลดของเครื่องยนต์ ความดันท่อร่วมไอดี และอุณหภูมิไอเสียเพื่อปรับการไหลของก๊าซแบบไดนามิก เครื่องยนต์ยังคงทำงานบนวงจรดีเซล อย่างไรก็ตาม แหล่งพลังงานปฐมภูมิจะเลื่อนไปทางส่วนผสมของก๊าซธรรมชาติอย่างมากในระหว่างการดำเนินการในสภาวะคงตัว

อัตราการทดแทนในรูปแบบเชื้อเพลิงคู่ถูกจำกัดโดยน้ำหนักบรรทุกและการออกแบบเครื่องยนต์อย่างเคร่งครัด ภายใต้เงื่อนไขการรับน้ำหนักที่เหมาะสม ผู้ปฏิบัติงานสามารถคาดหวังอัตราส่วนการเคลื่อนที่ระหว่าง 50% ถึง 75% ก๊าซธรรมชาติจะเข้ามาแทนที่น้ำมันดีเซลถึงสามในสี่ของปริมาณการใช้ตามปกติ การบรรลุการทดแทน 100% เป็นไปไม่ได้ทางกายภาพในการกำหนดค่านี้ การฉีดน้ำมันดีเซลแบบนำร่องเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในการกระตุ้นให้เกิดการจุดระเบิด หากถังน้ำมันดีเซลแห้ง เครื่องยนต์จะหยุดทำงานทันทีไม่ว่าก๊าซธรรมชาติในท่อจะมีปริมาณเท่าใด

เชื้อเพลิงทวิเหมาะสมในกรณีการใช้งานที่เฉพาะเจาะจงมาก การใช้งานพลังงานหลักในช่วงเวลาสูงจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการตั้งค่านี้ การทำเหมืองระยะไกล แหล่งน้ำมันและก๊าซ หรือโครงข่ายบนเกาะ มักใช้การผสมเชื้อเพลิงชีวภาพ ช่วยให้โรงงานต่างๆ สามารถใช้ประโยชน์จากท่อส่งก๊าซได้ ในขณะเดียวกันก็รักษาทางเลือกสำรองในการใช้น้ำมันดีเซล 100% หากการจ่ายก๊าซถูกขัดจังหวะ มันให้ความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานโดยไม่ต้องทำการรื้อเครื่องยนต์ทั้งหมด

แนวทางที่ 2: การแปลงแบบจุดประกายไฟโดยเฉพาะ (ยกเครื่องใหม่ทั้งหมด)

การแปลงบล็อกดีเซลให้ทำงานโดยใช้ก๊าซธรรมชาติ 100% โดยเฉพาะ ต้องใช้การแปลงแบบจุดประกายไฟโดยเฉพาะ นี่ไม่ใช่การปรับปรุงเพิ่มเติม เป็นการยกเครื่องกลไกทั้งหมด ต้องรื้อเครื่องยนต์จนเหลือบล็อกเปล่าเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์พื้นฐาน

ข้อกำหนดทางกลมีมากมาย ช่างจะต้องถอดฝาสูบเดิมออก พวกเขาแทนที่ด้วยหัวแบบกำหนดเองที่กลึงเพื่อรองรับหัวเทียน อัตราส่วนการอัดจะต้องลดลงอย่างมากเพื่อป้องกันการระเบิดของก๊าซธรรมชาติก่อนเวลาอันควร ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับการแยกเครื่องยนต์ออกจากกันและเปลี่ยนลูกสูบทั้งหมดด้วยจานแบบต่างๆ นอกจากนี้จะต้องถอดระบบฉีดเชื้อเพลิงดีเซลทั้งหมดออก ซึ่งรวมถึงปั๊มแรงดันสูง หัวฉีด และท่อส่งกลับ ช่างเทคนิคจะติดตั้งระบบฉีดแก๊สอิเล็กทรอนิกส์ คอยล์จุดระเบิด เซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาลูกเบี้ยว และโมดูลควบคุมการจุดระเบิดใหม่ทั้งหมดแทน

ชิ้นส่วนและแรงงานพิเศษที่จำเป็นสำหรับการแปลงโดยเฉพาะนั้นมีมากมายมหาศาล การตัดเฉือนส่วนประกอบของเครื่องยนต์ การจัดหาลูกสูบแบบสั่งทำ และการเดินสายไฟใหม่ให้กับสถาปัตยกรรมการควบคุมเครื่องยนต์ต้องใช้แรงงานที่มีทักษะสูงหลายร้อยชั่วโมง สำหรับสินทรัพย์เก่า การลงทุนในการยกเครื่องภายในทั้งหมดไม่ค่อยสมเหตุสมผลในการปฏิบัติงานเมื่อเทียบกับการจัดหาอุปกรณ์ใหม่ การหยุดทำงานเพียงอย่างเดียวอาจทำให้โรงงานมีความเสี่ยงเป็นเวลาหลายสัปดาห์ในขณะที่เครื่องยนต์ถูกสร้างขึ้นใหม่ในร้านขายเครื่องจักร

การประเมินผลกระทบจากการปฏิบัติงานของการแปลง

รายจ่ายฝ่ายทุน (CapEx) กับการออมในการดำเนินงาน (OpEx)

การทำความเข้าใจความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างเข้มงวดเกี่ยวกับการจัดสรรทรัพยากรล่วงหน้าเทียบกับประสิทธิภาพการดำเนินงานในระยะยาว ฮาร์ดแวร์พื้นฐานของชุดแปลงหลังการขายเป็นเพียงเศษเสี้ยวของรายจ่ายฝ่ายทุนทั้งหมด สิ่งอำนวยความสะดวกยังต้องจัดสรรทรัพยากรสำหรับการประเมินทางวิศวกรรมที่ครอบคลุม การปรับเปลี่ยนโครงสร้างตู้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจำเป็นต้องมีเพื่อกำหนดเส้นทางท่อก๊าซแรงดันสูงได้อย่างปลอดภัย เมื่อติดตั้งแล้ว ระบบจะต้องมีการปรับแต่งอย่างเข้มงวดและการทดสอบโหลดแบงก์เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานมีความเสถียรสำหรับความต้องการทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

การคำนวณการคืนทุนในการปฏิบัติงานจะขึ้นอยู่กับชั่วโมงการทำงานต่อปีและอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเป็นอย่างมาก โรงงานจะต้องเปรียบเทียบปริมาณน้ำมันดีเซลที่ส่งมอบกับอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติเชิงพาณิชย์ เพื่อให้บรรลุผลตอบแทนที่เป็นไปได้จากการลงทุนในทรัพยากรเริ่มแรก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องทำงานบ่อยครั้งเพียงพอที่การพึ่งพาการขนส่งดีเซลที่ลดลงจะชดเชยค่าใช้จ่ายด้านแรงงานและฮาร์ดแวร์เริ่มต้นจำนวนมหาศาล สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่ทำงานเพียง 20 ถึง 50 ชั่วโมงต่อปีสำหรับการทดสอบและการหยุดทำงานช่วงสั้นๆ การประหยัดปริมาณเชื้อเพลิงในการดำเนินงานจะไม่มีทางเกินความพยายามในการแปลงสภาพ การใช้พลังงานหลักที่ทำงานหลายพันชั่วโมงต่อปีอาจได้รับผลตอบแทนจากการลงทุนในประสิทธิภาพการดำเนินงาน โดยที่เปอร์เซ็นต์การทดแทนยังคงอยู่ในระดับสูง

ผลกระทบต่อกำลังขับและการยอมรับโหลด

การเปลี่ยนประเภทเชื้อเพลิงและอัตราส่วนกำลังอัดจะเปลี่ยนประสิทธิภาพของเครื่องยนต์โดยพื้นฐาน ความเสี่ยงที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของการแปลงสภาพคือการลดพิกัดของเครื่องยนต์ ก๊าซธรรมชาติมีพลังงานหนาแน่นน้อยกว่าดีเซล การแปลงเฉพาะต้องมีอัตราส่วนการบีบอัดที่ลดลง ดังนั้นเครื่องยนต์จึงไม่สามารถสร้างแรงทางกลได้เหมือนเดิมอีกต่อไป เครื่องยนต์ที่ได้รับการแปลงมักจะประสบกับการลดกำลังวัตต์สูงสุดลงเกือบทุกครั้ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แต่เดิมใช้น้ำมันดีเซลขนาด 500 กิโลวัตต์อาจผลิตก๊าซธรรมชาติได้เพียง 400 กิโลวัตต์เท่านั้น สิ่งอำนวยความสะดวกจะต้องตรวจสอบโหลดที่สำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ากำลังการผลิตที่ลดลงยังคงสามารถรองรับไซต์ได้

การตอบสนองชั่วคราวเป็นอีกปัจจัยสำคัญ เครื่องยนต์ดีเซลมีชื่อเสียงในด้านแรงบิดรอบต่ำที่มหาศาลและการรับน้ำหนักบรรทุกที่รวดเร็ว เมื่อมอเตอร์ขนาดใหญ่สตาร์ทหรือโรงงานเปลี่ยนไปใช้พลังงานสำรอง เครื่องยนต์ดีเซลปกติจะกู้คืนแรงดันไฟฟ้าและความถี่ลดลงเกือบจะในทันที การแปลงก๊าซธรรมชาติต้องดิ้นรนกับขั้นตอนการโหลดกะทันหัน วงจรการเผาไหม้ที่จุดประกายไฟและความหนาแน่นของเชื้อเพลิงที่ลดลงส่งผลให้การตอบสนองชั่วคราวช้าลง สำหรับระบบความปลอดภัยในชีวิต โรงพยาบาล และศูนย์ข้อมูลที่จำเป็นต้องปฏิบัติตาม ISO 8528-5 การยอมรับน้ำหนักบรรทุกที่ไม่ดีของเครื่องยนต์ที่แปลงแล้วทำให้เกิดความเสี่ยงในการปฏิบัติงานที่รุนแรง

การปฏิบัติตามข้อกำหนดและการอนุญาตการปล่อยมลพิษ

กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมควบคุมการผลิตไฟฟ้าแบบอยู่กับที่อย่างเคร่งครัด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสมัยใหม่ออกจากโรงงานพร้อมใบรับรอง EPA Tier เฉพาะตามการออกแบบดั้งเดิมและระบบบำบัดไอเสีย การใช้การปรับเปลี่ยนหลังการขายโดยพื้นฐานจะเปลี่ยนแปลงรูปแบบการเผาไหม้และองค์ประกอบของก๊าซไอเสีย ซึ่งจะทำให้การรับรอง EPA ดั้งเดิมของเครื่องยนต์เป็นโมฆะทันที

สิ่งอำนวยความสะดวกจะต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบคุณภาพอากาศท้องถิ่นที่ซับซ้อนหลังการเปลี่ยนแปลง ก๊าซธรรมชาติเผาไหม้สารทำความสะอาดที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคและซัลเฟอร์ออกไซด์ อย่างไรก็ตาม การแปลงสภาพที่ปรับแต่งไม่ดีอาจเพิ่มการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) เนื่องจากอุณหภูมิการเผาไหม้ที่เปลี่ยนแปลงไป ไซต์ต่างๆ อาจจำเป็นต้องได้รับอนุญาตอีกครั้งผ่านหน่วยงานสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น กระบวนการนี้กำหนดให้มีการทดสอบการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของบุคคลที่สาม การตรวจสอบปล่องไอเสีย และอาจต้องมีการติดตั้งเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาใหม่เพื่อให้เครื่องยนต์ไฮบริดกลับเข้าสู่การปฏิบัติตามข้อกำหนด

ความเสี่ยงในการดำเนินการและกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบ

การปรับเปลี่ยนเครื่องจักรกลหนักทำให้เกิดความเสี่ยงอย่างมากต่อการดำเนินงานของโรงงาน ผลที่ตามมาทันทีที่สุดของการติดตั้งเชื้อเพลิงทวิหรือชุดแปลงเฉพาะหลังการขายคือการทำให้การรับประกันของผู้ผลิตเดิมเป็นโมฆะ OEM ออกแบบบล็อกของตนเพื่อให้มีความคลาดเคลื่อนเฉพาะ พวกเขาจะไม่รับผิดชอบต่อความล้มเหลวที่เกิดจากระบบเชื้อเพลิงของบุคคลที่สาม หากลูกสูบแตกหรือแบริ่งหลักล้มเหลวหลังการแปลงสภาพ โรงงานจะรับภาระในการซ่อมแซมทั้งหมด การจัดหาชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับเครื่องยนต์ไฮบริดกลายเป็นฝันร้ายด้านลอจิสติกส์ ช่างเทคนิคจะต้องอ้างอิงโยงชิ้นส่วน OEM กับส่วนประกอบหลังการขาย ซึ่งจะช่วยยืดเวลาการหยุดทำงานในระหว่างที่เกิดความล้มเหลวร้ายแรง

อายุการใช้งานของเครื่องยนต์และความเครียดจากความร้อนจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างระมัดระวัง ก๊าซธรรมชาติเผาไหม้ร้อนกว่าน้ำมันดีเซลอย่างมาก เชื้อเพลิงดีเซลทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นและสารหล่อเย็นอย่างอ่อนสำหรับผนังกระบอกสูบส่วนบนและวาล์วไอดี เมื่อเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติแห้งในบล็อกที่ออกแบบมาสำหรับดีเซล อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย (EGT) จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความร้อนที่มากเกินไปนี้นำไปสู่การเสื่อมถอยของวาล์วก่อนเวลาอันควร ฝาสูบร้าว และแหวนลูกสูบสึกหรอเร็วขึ้น สิ่งอำนวยความสะดวกจะต้องลดความเสี่ยงเหล่านี้โดยการติดตั้งบ่าวาล์ว Stellite ที่อัปเกรด การตรวจสอบเซ็นเซอร์ EGT อย่างต่อเนื่อง และลดระยะเวลาการบำรุงรักษาเชิงป้องกันให้สั้นลง

ความน่าเชื่อถือในการจ่ายเชื้อเพลิงในระหว่างที่ระบบไฟฟ้าขัดข้องทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อน ถังดีเซลที่ไซต์งานมีระยะเวลาการทำงานที่จำกัด โดยทั่วไปได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการทำงาน 24 ถึง 48 ชั่วโมงอย่างเต็มประสิทธิภาพ เมื่อถังหมด สิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ จะต้องอาศัยระบบลอจิสติกส์ในการจัดส่งเชื้อเพลิงทั้งหมด โลจิสติกส์เหล่านี้มักจะพังระหว่างเกิดภัยพิบัติในภูมิภาคที่ลุกลามเป็นวงกว้าง ก๊าซธรรมชาติมีเวลาเดินเครื่องต่อเนื่องตราบใดที่ท่อส่งก๊าซธรรมชาติยังคงมีแรงดันอยู่ อย่างไรก็ตามท่อส่งของเทศบาลไม่สามารถอยู่ยงคงกระพันได้ ภัยธรรมชาติที่รุนแรง เช่น แผ่นดินไหวขนาดใหญ่หรือน้ำแข็งลึก อาจทำให้เส้นแตกหรือแข็งตัวของหลุมผลิตได้ สิ่งนี้จะตัดการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงโดยสิ้นเชิง โรงงานจะต้องชั่งน้ำหนักความเปราะบางของโครงสร้างพื้นฐานในท้องถิ่นต่อความท้าทายด้านลอจิสติกส์ในการส่งมอบน้ำมันดีเซล

การแปลงเทียบกับการซื้อเครื่องกำเนิดก๊าซธรรมชาติโดยเฉพาะ

การตัดสินใจระหว่างการปรับปรุงสินทรัพย์ที่มีอยู่และการจัดหาอุปกรณ์ใหม่จะกำหนดความน่าเชื่อถือในระยะยาวของโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานของโรงงาน การติดตั้งเพิ่มนั้นสมเหตุสมผลภายใต้เกณฑ์ที่แคบมาก หากสินทรัพย์ดีเซลที่มีอยู่นั้นค่อนข้างใหม่ ดำเนินการโดยมีชั่วโมงการทำงานต่อปีสูงด้วยกำลังการผลิตไฟฟ้าที่สำคัญ และเผชิญกับคำสั่งในท้องถิ่นที่เข้มงวดในการลดการใช้ดีเซล การแปลงเชื้อเพลิงทวิอาจมีความเหมาะสม เชื้อเพลิงทวิยังเป็นที่ยอมรับได้เมื่อโรงงานไม่สามารถสูญเสียการรับน้ำหนักบรรทุกอย่างรวดเร็วของดีเซลได้ แต่ต้องการชดเชยการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงในระหว่างการวิ่งเป็นเวลานาน

การลงทุนในสิ่งที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ เครื่องกำเนิดก๊าซธรรมชาติ เป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าสำหรับพลังงานสำรองสำหรับภารกิจที่สำคัญ โรงงานควรจัดหาหน่วยที่สร้างโดยโรงงานเมื่อต้องใช้ก๊าซธรรมชาติ 100% ต้องการเวลาทำงานต่อเนื่องโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิงในโลจิสติกส์ และมอบอำนาจให้ครอบคลุมการรับประกัน OEM ที่เข้มงวด ชิ้นส่วนที่สร้างจากโรงงานมีบล็อกเครื่องยนต์หล่อโดยเฉพาะสำหรับการจุดระเบิดด้วยประกายไฟ พวกเขาใช้วาล์วชุบแข็งที่ออกแบบมาสำหรับอุณหภูมิไอเสียที่สูงและระบบควบคุมแบบรวมที่ปรับการตอบสนองชั่วคราวให้เหมาะสม

การเปลี่ยนแปลงของการติดตั้งและการจัดซื้อจัดจ้างเบื้องต้นแตกต่างกันอย่างมากระหว่างสองเส้นทาง โดยทั่วไปแล้วหน่วยดีเซลดั้งเดิมจะติดตั้งล่วงหน้าได้ง่ายกว่าเนื่องจากมีการออกแบบฐานถังน้ำมันเชื้อเพลิงที่ได้มาตรฐาน หน่วยก๊าซธรรมชาติเฉพาะต้องใช้ระบบประปาแบบพิเศษ ตัวควบคุมแรงดัน และรางแก๊สขนาดใหญ่ หน่วยก๊าซที่สร้างขึ้นจากโรงงานต้องการการเตรียมสถานที่เริ่มแรกที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม มีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาระยะยาวต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด และลดความเสี่ยงทางกลไกที่เกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนหลังการขาย

บทสรุป

การแปลงน้ำมันดีเซลผ่านระบบเชื้อเพลิงคู่หรือการดัดแปลงกลไกหนักนั้นเป็นไปได้ในทางเทคนิค แต่แทบจะไม่ใช่หนทางที่มีประสิทธิภาพหรือปราศจากความเสี่ยงมากที่สุดสำหรับพลังงานสำรองที่มีความสำคัญต่อภารกิจ ความไม่ตรงกันทางอุณหพลศาสตร์ระหว่างการอัดและการจุดระเบิดด้วยประกายไฟทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนอย่างรุนแรง ความเสี่ยงในการลดพิกัด และการรับประกันเป็นโมฆะ อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นตามวัตถุประสงค์เฉพาะซึ่งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยเฉพาะสำหรับเชื้อเพลิงก๊าซให้ความน่าเชื่อถือและความสอดคล้องที่เหนือกว่าอย่างมากสำหรับการดำเนินงานระยะยาว

ผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกควรตัดสินใจจัดซื้อและปรับเปลี่ยนตามประสิทธิภาพขั้นตอนการบรรทุกที่ต้องการ ความเสี่ยงในการรับประกันที่ยอมรับได้ และการขนส่งเชื้อเพลิงในท้องถิ่น ดำเนินการต่อไปนี้เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างพื้นฐานมีความยืดหยุ่น:

1. ดำเนินการทดสอบโหลดแบงค์โดยมืออาชีพเพื่อกำหนดข้อกำหนดกิโลวัตต์ที่แน่นอนและความต้องการการตอบสนองชั่วคราวของโหลดในโรงงานที่สำคัญของคุณ

2. ปรึกษากับวิศวกรระบบไฟฟ้าที่ได้รับการรับรองเพื่อตรวจสอบสินทรัพย์ดีเซลในปัจจุบันสำหรับการสึกหรอจากความร้อนและความมีชีวิตทางกล ก่อนที่จะพิจารณาชุดอุปกรณ์หลังการขายใดๆ

3. ขอข้อมูลจำเพาะที่ครอบคลุมสำหรับทั้งชุดรวมเชื้อเพลิงคู่และอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นจากโรงงานโดยเฉพาะใหม่ทั้งหมดเพื่อเปรียบเทียบตัวชี้วัดการปฏิบัติงานตลอดอายุการใช้งานอย่างแม่นยำ

4. ตรวจสอบกฎระเบียบด้านคุณภาพอากาศในท้องถิ่นและปรึกษาหน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับข้อกำหนดในการอนุญาตใหม่สำหรับโปรไฟล์ไอเสียที่ดัดแปลง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: การเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลเป็นก๊าซธรรมชาติจะทำให้การรับประกันเป็นโมฆะหรือไม่

ตอบ: ได้ ในเกือบทุกกรณี ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมออกแบบเครื่องยนต์ให้เหมาะกับเชื้อเพลิงและพิกัดความเผื่อเฉพาะ การติดตั้งชุดแปลงหลังการขายจะเปลี่ยนความรับผิดจาก OEM ไปยังผู้ผลิตชุดแปลง ความล้มเหลวของเครื่องยนต์ใดๆ หลังการแปลงสภาพจะไม่ครอบคลุมอยู่ในการรับประกันดั้งเดิมจากโรงงาน

ถาม: อัตราส่วนก๊าซธรรมชาติสูงสุดในเครื่องกำเนิดเชื้อเพลิงคู่คือเท่าใด

ตอบ: ขีดจำกัดในทางปฏิบัติสำหรับการทดแทนก๊าซธรรมชาติในระบบเชื้อเพลิงคู่โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 50% ถึง 75% ภายใต้สภาวะโหลดที่เหมาะสม เครื่องยนต์ยังคงต้องมีการฉีดน้ำมันดีเซลนำร่องอย่างต่อเนื่องเพื่อจุดชนวนก๊าซธรรมชาติโดยการบีบอัด ไม่สามารถทำงานด้วยก๊าซธรรมชาติ 100%

ถาม: เครื่องกำเนิดก๊าซธรรมชาติมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลหรือไม่

ตอบ: ไม่ เครื่องยนต์ดีเซลมีประสิทธิภาพมากกว่าอย่างเห็นได้ชัด และต้องการปริมาณเชื้อเพลิงน้อยกว่าเพื่อสร้างกำลังเท่าเดิม ก๊าซธรรมชาติมีพลังงานหนาแน่นน้อยกว่า ผู้ปฏิบัติงานต้องคำนึงถึงอัตราการใช้ก๊าซธรรมชาติตามปริมาตรที่สูงขึ้นเมื่อคำนวณการขนส่งเชื้อเพลิงในการปฏิบัติงาน

ถาม: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละประเภทสามารถทำงานได้นานเท่าใดในระหว่างที่ไฟดับ

ตอบ: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลถูกจำกัดอย่างเคร่งครัดด้วยขนาดของถังเชื้อเพลิงที่ไซต์งาน ซึ่งโดยปกติแล้วจะใช้งานได้ 24 ถึง 48 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องเติมเชื้อเพลิง หน่วยก๊าซธรรมชาติสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายสัปดาห์ โดยที่ท่อส่งสาธารณูปโภคของเทศบาลยังคงสภาพสมบูรณ์และมีแรงดันในระหว่างเกิดภัยพิบัติ

ถาม: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสามารถใช้โพรเพนแทนก๊าซธรรมชาติได้หรือไม่

ตอบ: สิ่งกีดขวางบนถนนทางวิศวกรรมแบบเดียวกันนี้ใช้กับโพรเพน โพรเพนต้องใช้การจุดระเบิดด้วยประกายไฟและอัตราส่วนการอัดที่ต่ำกว่าเพื่อป้องกันการระเบิดก่อนเวลาอันควร เครื่องยนต์ดีเซลไม่สามารถทำงานด้วยโพรเพนเหลวโดยธรรมชาติได้หากไม่ผ่านกระบวนการแปลงการจุดประกายไฟแบบเดียวกัน

ถาม: การแปลงก๊าซธรรมชาติจะลดกำลังไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของฉันหรือไม่

ก. ใช่. สิ่งนี้เรียกว่าการลดกำลังเครื่องยนต์ เนื่องจากก๊าซธรรมชาติมีความหนาแน่นพลังงานน้อยกว่าดีเซล และเนื่องจากการแปลงเฉพาะจำเป็นต้องลดอัตราส่วนกำลังอัดของเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ที่ได้รับการดัดแปลงจึงไม่สามารถรองรับความจุป้ายชื่อเดิมจากโรงงานได้