Почему работа генератора при низкой нагрузке является крайне нежелательной и как это учесть при покупке генератора?

Работа дизельной генераторной установки (ДГУ) или газовой генераторной установки (ГПУ) при низкой нагрузке — это распространённая, но часто недооцениваемая проблема. Несмотря на кажущуюся простоту и экономичность, такая эксплуатация может привести к снижению эффективности, увеличению износа оборудования и даже выходу его из строя. В этой статье рассматриваются основные причины, почему работа ДГУ и ГПУ при низкой нагрузке является нежелательной.


1. Низкая эффективность работы двигателя

Дизельные и газовые двигатели внутреннего сгорания работают наиболее эффективно при нагрузке, близкой к номинальной. При низкой нагрузке:

- Снижается КПД двигателя, так как часть энергии топлива расходуется на преодоление внутренних потерь.
- Ухудшается качество сгорания топлива, что приводит к образованию сажи, нагара и других отложений.
- Повышается расход топлива на единицу вырабатываемой мощности, что делает работу экономически нецелесообразной.

2. Увеличенный износ двигателя

Работа ДГУ или ГПУ при нагрузке ниже 30–40% от номинальной может привести к:

- Неполному сгоранию топлива, что вызывает образование смол и лаковых отложений на поршнях, клапанах и в цилиндрах.
- Повышению влажности масла, особенно в дизельных двигателях, из-за конденсации влаги при низких температурах.
- Ускоренному износу трущихся деталей, таких как поршневые кольца, цилиндры и подшипники, из-за недостаточной смазки при низких оборотах.

3. Проблемы с регуляторами и системой управления

Регуляторы частоты и напряжения, а также система управления двигателем, рассчитаны на работу в определённом диапазоне нагрузок. При низкой нагрузке:

- Регуляторы могут работать в нестабильном режиме, что приводит к колебаниям частоты и напряжения.
- Снижается точность регулирования, особенно у механических регуляторов.
- Может происходить нестабильная работа топливной системы, что увеличивает риск сбоев и поломок.

4. Снижение срока службы оборудования

Постоянная работа ДГУ или ГПУ при низкой нагрузке приводит к:

- Сокращению срока службы двигателя из-за накопления отложений и повышенного износа.
- Снижению срока службы генератора, особенно при частых колебаниях нагрузки и напряжения.
- Увеличению затрат на техническое обслуживание и ремонт, что делает эксплуатацию экономически невыгодной.

5. Риск выхода из строя

При длительной работе на низкой нагрузке возрастает риск:

- Закоксовки двигателя из-за накопления нагара и отложений.
- Повреждения системы охлаждения из-за неравномерного распределения тепла.
- Сбоев в работе топливной системы, включая засоры и неправильную подачу топлива.
- Срабатывания защитных систем, что может привести к аварийному отключению.

6. Экологические и экономические последствия

- Повышение выбросов вредных веществ, таких как сажа, оксиды азота и углерода.
- Увеличение расхода топлива, что не только повышает эксплуатационные затраты, но и негативно влияет на окружающую среду.
- Снижение экологической эффективности всей установки, особенно если она используется в системах с высокими требованиями к экологическим стандартам.

Что делать чтобы избежать работы генераторной установки при низкой нагрузке

- Использовать несколько генераторов меньшей мощности, работающих в параллель, чтобы обеспечить оптимальную нагрузку на каждый.
- Применять системы автоматического управления нагрузкой, которые распределяют нагрузку между генераторами.
- Регулярно проверять и обслуживать оборудование, особенно при длительной работе на низкой нагрузке, регулярно проводить нагрузочные испытания генератора.
- Учитывать сезонные и технологические колебания нагрузки при проектировании системы резервного электроснабжения и, как вариант возможно оборудовать вашу генераторную установку специальным догрузочным модулем с целью исключения работы генератора при низких нагрузках.
- Если не удается избежать длительной работы генератора при низкой нагрузке, то для предотвращения преждевременного выхода из строя оборудования рекомендуется не реже 1 раза в квартал прогружать генераторную установку при помощи специального нагрузочного модуля не менее чем на 90% от номинальной мощности генераторной установки в течении минимум 1 часа.

Заключение

Работа ДГУ и ГПУ при низкой нагрузке — это не просто неэффективное использование оборудования, а серьёзная угроза его надёжности и долговечности. Понимание причин, по которым такая эксплуатация нежелательна, позволяет избежать ошибок при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения. Правильный выбор мощности, режима работы и систем управления — залог стабильной и безопасной работы генераторных установок. Как правильно рассчитать нагрузку при покупке генераторной установки читайте в нашей статье.