أنظمة مولدات الديزل

أنظمة مولدات الديزل Diesel Generator Systems

تقدم شركة الحلول الأكيدة للمقاولات حلولًا متكاملة لأنظمة مولدات الديزل المستخدمة كمصادر للطاقة الاحتياطية والطوارئ وغيرها من تطبيقات التوليد المعتمدة في المباني التجارية والمنشآت الصناعية ومشاريع البنية التحتية والمرافق ومراكز البيانات والمنشآت الحيوية.

توفر أنظمة المولدات مصدرًا بديلًا للطاقة الكهربائية عند فقدان أو عدم توفر مصدر التغذية الرئيسي، أو عندما يتطلب التصميم الكهربائي المعتمد وجود مصدر توليد مستقل لتغذية الأحمال المحددة بالمشروع.

يمكن أن يشمل نطاق أعمالنا التنسيق الهندسي، والاعتمادات الفنية واعتمادات المواد، والتوريد، والنقل والرفع ووضع المعدات في مواقعها، والتركيب، والتوصيلات الكهربائية، والتنسيق مع أنظمة الوقود والعادم والتهوية والتبريد، وأنظمة التحكم، والتأريض، والاختبارات، والتشغيل والتسليم النهائي وفق متطلبات المشروع.

اختيار قدرة المولد

يتم اختيار قدرة المولد بناءً على الأحمال الكهربائية المطلوب تغذيتها، وطبيعة الأحمال، ونظام التشغيل، والجهد، والتردد، ومعامل القدرة، ومتطلبات بدء تشغيل المحركات، والأحمال غير الخطية، والظروف البيئية، ومتطلبات الاعتمادية والتصميم الكهربائي المعتمد.

يتم عادةً التعبير عن قدرة مجموعة التوليد بوحدتي kVA و kW، ويجب مراعاة كلتا القيمتين مع معامل القدرة المقنن للمولد وخصائص الأحمال المتصلة.

لا ينبغي تحديد قدرة المولد اعتمادًا فقط على مجموع الأحمال المتصلة، بل يجب دراسة الطلب الفعلي، وتسلسل تشغيل الأحمال، وتيارات البدء، والأحمال المرحلية Step Loads، والاستجابة العابرة للجهد والتردد، والتنوع، ومتطلبات التوسع المستقبلية عند وجودها.

يمكن للمحركات الكبيرة والمضخات والمراوح والضواغط والمصاعد والتشيلرات وغيرها من المعدات أن تتطلب تيارات بدء مرتفعة، ولذلك يتم أخذ طريقة بدء تشغيلها وتسلسل تشغيلها في الاعتبار عند اختيار قدرة المولد.

كما يتم مراعاة الأحمال التي تحتوي على UPS أو مغيرات السرعة VFD أو المقومات والأجهزة الإلكترونية ذات القدرة، حيث يمكن أن تؤثر خصائص هذه الأحمال على اختيار المولد والألترنيتور.

Standby & Prime Ratings

يتم تحديد تصنيف مجموعة التوليد وفق طبيعة التشغيل المطلوبة، ويمكن أن يكون التصنيف Standby أو Prime أو تصنيفًا آخر معتمدًا من الشركة المصنعة حسب طبيعة التطبيق وساعات التشغيل المتوقعة.

لا ينبغي اعتبار المولد المصنف للعمل الاحتياطي Standby مناسبًا تلقائيًا للتشغيل المستمر أو Prime Duty. يجب أن يتوافق نمط التشغيل والحمل وساعات التشغيل مع التصنيف المنشور للمولد المختار.

محرك الديزل

يتم اختيار محرك الديزل لتوفير القدرة الميكانيكية المطلوبة لتشغيل الألترنيتور ضمن ظروف التشغيل والظروف البيئية المحددة للمشروع.

يمكن أن تشمل أنظمة المحرك نظام بدء التشغيل، والتزييت، والتبريد، وسحب الهواء، وتغذية الوقود، ومنظم السرعة، والحساسات، وأجهزة الحماية وفق تصميم مجموعة التوليد المختارة.

تتم مراعاة درجة الحرارة المحيطة والارتفاع عن سطح البحر والتهوية ونظام التبريد وخصائص الوقود وغيرها من ظروف الموقع التي يمكن أن تؤثر على القدرة المتاحة من مجموعة التوليد.

الألترنيتور وتنظيم الجهد

يقوم الألترنيتور Alternator بتحويل القدرة الميكانيكية الناتجة عن محرك الديزل إلى طاقة كهربائية بالجهد والتردد المطلوبين.

يتم اختيار الألترنيتور وفق القدرة والجهد والتردد ونظام العزل وارتفاع درجة الحرارة ونظام الإثارة ومتطلبات تيار القصر وتنظيم الجهد وطبيعة الأحمال والظروف البيئية.

يستخدم منظم الجهد الأوتوماتيكي Automatic Voltage Regulator (AVR) لتنظيم جهد خرج المولد ضمن خصائص التشغيل المحددة لمجموعة التوليد المختارة.

لوحة التحكم بالمولد

توفر لوحة التحكم بالمولد وظائف المراقبة والتشغيل والإيقاف والإنذارات والحماية وعرض حالة مجموعة التوليد وفق وحدة التحكم المختارة ومتطلبات المشروع.

يمكن أن تشمل البيانات المعروضة جهد المولد والتيار والتردد والقدرة وسرعة المحرك وجهد البطارية ودرجة حرارة سائل التبريد وضغط الزيت وساعات التشغيل وإشارات مستوى الوقود وغيرها من البيانات المتاحة.

يمكن أن تشمل الإنذارات ووظائف الإيقاف الوقائي انخفاض ضغط الزيت، وارتفاع درجة حرارة سائل التبريد، وزيادة سرعة المحرك، وفشل بدء التشغيل، والأعطال الكهربائية وغيرها من وظائف الحماية المتوفرة في النظام المختار.

مفتاح التحويل الأوتوماتيكي ATS

عندما يتطلب المشروع التشغيل الاحتياطي الأوتوماتيكي، يمكن ربط المولد مع مفتاح التحويل الأوتوماتيكي Automatic Transfer Switch (ATS) أو نظام تحويل مصادر آخر معتمد.

يقوم نظام التحويل بمراقبة مصدر التغذية الرئيسي، وعند تحقق شروط فقدان المصدر وفق تسلسل التشغيل المعتمد يمكن إصدار أمر تشغيل المولد وتحويل الأحمال المحددة إلى مصدر المولد بعد استقرار الجهد والتردد وتحقيق شروط التشغيل المطلوبة.

عند عودة المصدر الرئيسي واستقراره، يمكن إعادة الأحمال إلى المصدر الطبيعي وفق أزمنة التحكم المعتمدة، ثم السماح للمولد بإكمال فترة التبريد Cool-Down قبل الإيقاف.

المزامنة والتشغيل المتوازي

في المشاريع التي تحتوي على أكثر من مولد، يمكن استخدام أنظمة المزامنة والتشغيل المتوازي Synchronization & Paralleling عندما تكون مطلوبة ضمن التصميم الكهربائي المعتمد.

يمكن لأنظمة التشغيل المتوازي إدارة بدء المولدات والمزامنة وتقاسم الأحمال Load Sharing وتسلسل تشغيل المولدات والتحكم في البسبار ووظائف الحماية وفق بنية نظام الطاقة المطلوبة.

أنظمة المزامنة ليست جزءًا افتراضيًا من جميع تركيبات المولدات، وإنما يتم تصميمها خصيصًا عند الحاجة وفق عدد المولدات وطريقة التشغيل وبنية شبكة التوزيع.

بطاريات التشغيل والشواحن

تحتوي أنظمة بدء تشغيل محركات الديزل عادةً على بطاريات Starting Batteries يتم اختيارها وفق متطلبات المحرك وقدرة بدء التشغيل المطلوبة.

يتم توفير شاحن بطاريات Battery Charger عند الحاجة للمحافظة على البطاريات في حالة الشحن المناسبة أثناء توفر مصدر التغذية المساعدة.

تشمل أعمال التنسيق نوع البطاريات والجهد والسعة والكابلات والأطراف والشاحن وطريقة التركيب وإمكانية الوصول للصيانة والتهوية عند الحاجة.

نظام الوقود

يتم تصميم نظام الوقود وفق قدرة المولد ومدة التشغيل المطلوبة ومعدل استهلاك الوقود ومتطلبات المشروع وفلسفة تخزين ونقل الوقود المعتمدة.

يمكن أن يشمل النظام، حسب المشروع، خزانًا مدمجًا بقاعدة المولد Base Tank، أو خزانًا يوميًا Day Tank، أو خزان تخزين رئيسيًا Bulk Storage Tank، ومضخات نقل الوقود والأنابيب والصمامات وأنظمة قياس المستوى والترشيح والتحكم.

يعتمد التكوين النهائي لنظام الوقود على مدة التشغيل المطلوبة وعدد المولدات وظروف الموقع ومتطلبات المشروع والتصميم المعتمد.

تتطلب أنظمة تخزين ونقل الوقود التنسيق مع المتطلبات المعمارية والميكانيكية والإنشائية ومتطلبات السلامة ومكافحة الحريق والبيئة والكهرباء ذات الصلة بالمشروع.

نظام العادم وكاتم الصوت

يتم تصميم نظام عادم مولد الديزل لنقل غازات العادم إلى نقطة التصريف المعتمدة مع المحافظة على ضغط العادم الخلفي Exhaust Backpressure ضمن الحدود المسموح بها من الشركة المصنعة للمحرك.

يمكن أن يشمل نظام العادم الأنابيب والوصلات المرنة وكاتم الصوت Silencer والدعامات والعزل والحماية من العوامل الجوية وغيرها من الملحقات المطلوبة.

يتم اختيار كاتم الصوت وفق مستوى الأداء الصوتي المطلوب ومعدل تدفق العادم والضغط الخلفي المسموح وترتيب التركيب ومتطلبات المشروع.

التبريد والتهوية

يمكن تبريد مجموعة التوليد باستخدام مشعاع مركب على المحرك Engine-Mounted Radiator أو مشعاع بعيد Remote Radiator أو نظام تبريد آخر معتمد وفق تصميم المولد وظروف التركيب.

لذلك لا يعتبر المشعاع البعيد جزءًا إلزاميًا من كل نظام مولد. ويتم اختيار نظام التبريد وفق الحرارة المطلوب التخلص منها وتكوين غرفة المولد وتدفق الهواء ودرجة الحرارة المحيطة ومتطلبات الشركة المصنعة.

تحتاج غرف المولدات إلى تهوية مناسبة لتوفير هواء الاحتراق والتخلص من الحرارة الناتجة عن المحرك والألترنيتور ونظام العادم والرادياتير والمعدات الأخرى.

تشمل أعمال التنسيق فتحات دخول وخروج الهواء ومعدل تدفق الهواء واللوفرات والدكتات عند الحاجة وفقد الضغط ودرجة حرارة الغرفة ومتطلبات تدفق هواء الرادياتير.

المعالجة الصوتية

عندما يتطلب المشروع حدودًا محددة لمستوى الضوضاء، يمكن توفير كبائن عازلة للصوت Acoustic Enclosures أو مخمدات صوتية Acoustic Attenuators وأبواب ومعالجات صوتية أخرى حسب التصميم.

يمكن تزويد المولدات الخارجية بكبائن مقاومة للعوامل الجوية أو كبائن صوتية عندما تكون مناسبة لموقع التركيب ومتطلبات المشروع.

يجب تنسيق المعالجة الصوتية مع متطلبات التهوية والتبريد حتى لا تؤدي إجراءات خفض الضوضاء إلى تقييد تدفق الهواء أو رفع درجة حرارة التشغيل بصورة غير مقبولة.

القواعد الخرسانية وعزل الاهتزاز

يتم تنسيق تركيب المولد مع التصميم الإنشائي فيما يتعلق بوزن المعدات وأحمال الأرضيات والقواعد الخرسانية أو قواعد القصور الذاتي عند الحاجة ونقاط التثبيت ومساحات التشغيل والصيانة.

يمكن توفير عزل للاهتزاز Vibration Isolation باستخدام نظام التثبيت الخاص بالشركة المصنعة أو أنظمة عزل إضافية معتمدة وفق تصميم المعدات ومتطلبات المشروع.

التوصيلات الكهربائية

يتم تنسيق خرج المولد مع قاطع المولد واللوحات الكهربائية ونظام ATS ولوحات المزامنة عند وجودها وشبكة التوزيع الكهربائية المرتبطة.

يمكن تنفيذ الربط باستخدام كابلات القوى أو Busduct أو أي ترتيب توزيع آخر معتمد حسب تيار المولد وتكوين النظام والتصميم الكهربائي.

يتم اختيار مقاطع الكابلات مع مراعاة التيار المقنن وطريقة التركيب ودرجة الحرارة والتجميع وهبوط الجهد وقدرة تحمل تيار القصر وعوامل التصحيح ذات الصلة.

حماية المولد

يتم تحديد حماية المولد وفق قدرته وخصائص الألترنيتور وترتيب التأريض وتكوين الشبكة وفلسفة الحماية المعتمدة للمشروع.

يمكن أن تشمل وظائف الحماية زيادة التيار والخطأ الأرضي والقدرة العكسية Reverse Power، وانخفاض وارتفاع الجهد، وانخفاض وارتفاع التردد، والحماية التفاضلية وغيرها من الوظائف عندما تكون منطبقة على النظام.

تعتمد وظائف الحماية الفعلية على حجم المولد ونوع التطبيق وطريقة التشغيل المتوازي وترتيب التأريض ودراسة الحماية المعتمدة.

التأريض وترتيب نقطة التعادل

يتم تنسيق تأريض وربط المولد مع منظومة التأريض الرئيسية للمنشأة وتصميم شبكة التوزيع الكهربائية.

يعتمد ترتيب نقطة التعادل Neutral والتأريض على تكوين النظام وطريقة تحويل المصادر ونوع ATS وفلسفة التأريض ومتطلبات الحماية.

لذلك يجب تنفيذ ربط نقطة التعادل بالأرض Neutral-to-Earth Bonding فقط في المواقع المحددة في التصميم الكهربائي المعتمد، ولا ينبغي افتراض ترتيب واحد لجميع أنظمة المولدات.

الربط مع BMS وEPMS وSCADA

عند طلب ذلك، يمكن ربط نظام المولد مع نظام إدارة المباني BMS أو نظام مراقبة الطاقة الكهربائية EPMS أو SCADA وفق متطلبات التكامل المعتمدة.

يمكن أن تشمل نقاط الربط حالة تشغيل المولد، والجاهزية، والإنذار العام، والأعطال، والقياسات الكهربائية، ومستوى الوقود، وحالة القواطع و ATS وغيرها من البيانات التي يدعمها النظام المختار.

الاعتمادات الفنية والمخططات

قبل التوريد، يمكن أن تشمل المستندات الفنية بيانات المولد والمحرك والألترنيتور والتصنيفات واستهلاك الوقود والأبعاد والأوزان والبيانات الصوتية وبيانات العادم والحرارة المطلوب التخلص منها ومتطلبات التهوية وأنظمة التحكم والبطاريات والملحقات.

يمكن أن تشمل مستندات التنسيق المخططات أحادية الخط Single Line Diagrams (SLD)، ومخططات الترتيب العام General Arrangement (GA)، ومخططات غرف المولدات، وأنظمة الوقود والعادم والتهوية والتحكم وجداول الكابلات.

اختبار القبول بالمصنع FAT

عند طلبه ضمن المشروع، يمكن تنفيذ اختبار القبول بالمصنع Factory Acceptance Test (FAT) قبل الشحن وفق متطلبات الفحص والاختبار المعتمدة.

يمكن أن يشمل FAT التحقق من تكوين مجموعة التوليد ووظائف التحكم والإنذارات والإيقاف الوقائي والخرج الكهربائي ومعاملات التشغيل واختبارات الأحمال وفق خطة الفحص والاختبار ITP المعتمدة.

التركيب والفحوصات الأولية

بعد وصول المولد إلى الموقع، يتم فحص حالته بعد النقل والتأكد من اكتمال المعدات والملحقات وبيانات اللوحة التعريفية وعدم وجود أضرار ظاهرة قبل البدء في أعمال التركيب والتشغيل.

تشمل أعمال التحقق من التركيب وضع المولد وتثبيته وعزل الاهتزاز وتوصيلات الوقود والعادم والتهوية والتوصيلات الكهربائية والبطاريات والشاحن والتأريض وأسلاك التحكم وواجهات أنظمة المراقبة.

تشمل فحوصات ما قبل التشغيل Pre-Commissioning التحقق من مستويات السوائل وحالة البطاريات وتشغيل الشاحن وأنظمة المحرك والتوصيلات الكهربائية ودوائر التحكم والإنذارات وزر الإيقاف الطارئ وإعدادات الحماية والفحوصات المحددة من الشركة المصنعة.

اختبار Load Bank

عند طلبه، يمكن استخدام بنك الأحمال Load Bank لاختبار المولد تحت أحمال كهربائية محكومة والتحقق من الأداء عند مستويات تحميل محددة.

يسمح اختبار Load Bank بمراقبة الجهد والتردد ومعاملات المحرك وأداء نظام التبريد واستجابة التحكم وغيرها من ظروف التشغيل المحددة في خطة الاختبار.

يتم تحديد مدة الاختبار وتسلسل الأحمال ونسب التحميل ومعايير القبول والبيانات المطلوب تسجيلها وفق إجراء التشغيل المعتمد ومتطلبات المشروع وتعليمات الشركة المصنعة.

الاختبارات الوظيفية والتشغيل

تشمل الاختبارات الوظيفية التحقق من أوامر التشغيل والإيقاف والإنذارات ووظائف الحماية والقواطع ووحدة التحكم وشاحن البطاريات والإيقاف الطارئ وواجهات أنظمة المراقبة.

عند وجود ATS، يتم اختبار تسلسل فقدان المصدر الرئيسي وتشغيل المولد وتحويل الحمل والتشغيل على مصدر المولد واستعادة المصدر الطبيعي وإعادة التحويل وفترة التبريد وفق Sequence of Operation المعتمد.

في أنظمة المولدات المتوازية، يمكن أن تشمل أعمال التشغيل اختبار المزامنة وتقاسم الأحمال وتسلسل المولدات ووظائف الحماية والتحكم في البسبار وحالات الأعطال وفق تصميم النظام المعتمد.

عند طلبه، يمكن تنفيذ اختبار القبول بالموقع Site Acceptance Test (SAT) للتحقق من النظام بعد التركيب وربطه مع ATS واللوحات الكهربائية وأنظمة الوقود والتحكم والمراقبة وشبكة التوزيع المرتبطة.

تقدم شركة الحلول الأكيدة للمقاولات نطاقًا متكاملًا لأنظمة مولدات الديزل يشمل التنسيق الهندسي، والاعتمادات الفنية، والتوريد، والنقل والرفع، والتركيب، والتوصيلات الكهربائية والتحكم، والتنسيق مع أنظمة الوقود والعادم والتبريد والتهوية، والتأريض، ودعم اختبارات FAT / SAT عند الحاجة، واختبارات Load Bank، والتشغيل والتسليم النهائي وفق نطاق المشروع.