Aardgas versus dieselgeneratoren voor productie: reële kosten, belasting en betrouwbaarheid

Voor een fabriek is de echte vraag niet welke brandstof beter klinkt in een productbrochure. De vraag is welke generator de productie draaiende zal houden als het elektriciteitsnet uitvalt, als een proces continu stroom nodig heeft of als een stroomstoring uitmondt in een gebeurtenis die meerdere uren duurt. In de meeste gevallen hangt het antwoord af van drie variabelen: hoe vaak de generator draait, hoe snel de belasting verandert en welke brandstofvoorraad fysiek beschikbaar is op de locatie. Een dieselgeneratorset is doorgaans de veiligere keuze voor stand-by en back-up met variabele belasting. Een aardgasgeneratorset kan de betere keuze zijn voor continue opwekking van basislast wanneer er een gasleiding beschikbaar is en luchtemissies deel uitmaken van de locatievergunning.

Dit artikel is geschreven voor fabrieksingenieurs, facility managers en projectkopers die de twee opties moeten vergelijken met reële productieomstandigheden in gedachten. Het doel is niet om een ​​universele winnaar te kronen. Het doel is om u een beslissingskader te bieden dat het inkooprisico verkleint, dure brandstofmismatches vermijdt en u helpt om met vertrouwen met een generatorleverancier te praten. Veel productiefaciliteiten kiezen uiteindelijk voor diesel omdat het gemakkelijker is om noodstroom te rechtvaardigen. Maar als uw productielijn 24 uur per dag draait en uw gastoevoer betrouwbaar is, kan aardgas gedurende de levensduur van het asset lagere kosten per kilowattuur opleveren. De keuze gaat niet over brandstofvoorkeur; het gaat erom de generator af te stemmen op uw productieprofiel, locatiebeperkingen en langetermijnonderhoudsbudget.

De beslissing begint met uw laadprofiel, niet met het brandstoflabel

Productiebelastingen zijn niet uniform. Een metaalstempelwinkel heeft mogelijk een paar grote persmachines die in cycli starten en stoppen. Een voedselverwerkingsfabriek kan urenlang de koeling, pompen en transportbanden continu laten draaien. Een chemische fabriek kan kritische motoren hebben die nooit stroom mogen verliezen, zelfs niet voor een paar cycli. Diesel- en aardgasgeneratoren presteren verschillend bij deze belastingspatronen.

Dieselmotoren worden gebruikt in toepassingen waar agressieve blokbelasting plaatsvindt. Wanneer een grote motor start, moet de generator de spanning en frequentie binnen aanvaardbare grenzen houden. Dieselgeneratorsets zijn doorgaans in staat om in één stap een hoog percentage nominale belasting te accepteren. Voor industriële toepassingen kan een dieselgenerator plotselinge belastingsveranderingen aan met minder spanningsdip en sneller frequentieherstel. Het mechanische ontwerp van een dieselmotor en het luchtsysteem met turbocompressor zorgen voor een directere reactie op plotselinge toenames in de koppelvraag.

Aardgasgeneratoren, vooral industriële gasmotoren met een laag verbruik, hebben vaak een minder agressieve blokbelastingacceptatie. Bij een gasmotor kan een gefaseerde laadvolgorde nodig zijn om de lucht-brandstofverhouding aan te passen. Als uw productieproces grote inductiemotoren heeft die gelijktijdig starten, moet de gasgenerator mogelijk te groot worden gemaakt of moet er een motorstartonderzoek worden uitgevoerd. Dat verandert de kapitaalkosten en kan de brandstofbesparingen ondermijnen.

Dit is de reden waarom het belastingsprofiel vóór het brandstofverbruik moet komen. Als u een lange, stabiele basislast heeft, kan aardgas een uitstekende efficiëntie en lagere bedrijfskosten opleveren. Als u een back-upgenerator heeft die 50 tot 100 uur per jaar draait voor noodgevallen, blijft diesel de meer praktische en goedkopere keuze. De generator moet elke keer worden afgestemd op de werkelijke belasting, en de brandstofkeuze is slechts een onderdeel van dat afstemmingsproces.

Wat dieselgeneratoren goed doen in een productieomgeving

Dieselgeneratoren hebben een lange geschiedenis op het gebied van industriële energie. Het principe is eenvoudig: dieselbrandstof heeft een hoge energiedichtheid, is gemakkelijk ter plaatse op te slaan en levert een sterke acceleratie van nullast naar vollast. Voor de productie zijn dit niet alleen technische details; ze hebben rechtstreeks invloed op de vraag of een fabriek kan herstellen van een stroomstoring zonder productverlies, schade aan apparatuur of vertraging van verzendingen.

Een van de belangrijkste voordelen van diesel is de brandstofonafhankelijkheid. Een dieselgenerator heeft alleen een brandstoftank, een transferpomp en een leveringscontract nodig. De brandstof kan per vrachtwagen worden aangevoerd en in een ingedamde tank worden opgeslagen. Er is geen afhankelijkheid van een leiding die al dan niet aanwezig is op de terreingrens. Dit maakt diesel aantrekkelijk voor geïsoleerde fabrieken, secundaire locaties en bestaande fabrieken waar geen aardgaspijpleiding beschikbaar is of waar de gastoevoer niet gegarandeerd is.

Dieselsets zijn ook gemakkelijker te vinden in een breed scala aan vermogens. Van een back-upunit van 100 kVA tot een stand-byblok van meerdere megawatts: fabrikanten bieden complete dieselpakketten met bedieningspanelen, schakelapparatuur en synchronisatiesystemen. Voor een fabriek die een bewezen oplossing met een korte doorlooptijd wil, is diesel vaak de weg van de minste weerstand.

Het brandstofrendement van een dieselmotor is over het algemeen ook hoger dan dat van een aardgasmotor bij een gelijkwaardig vermogen. Een dieselmotor kan werken met een lager remspecifiek brandstofverbruik over een breder belastingsbereik. Dit betekent dat zelfs als diesel per MMBtu meer kost dan aardgas, de dieselgenerator mogelijk minder Btu per kilowattuur verbruikt. De nettobedrijfskosten worden daarom niet alleen door de brandstofprijs bepaald; deze wordt bepaald door het product van de brandstofprijs en het brandstofverbruik per kWh.

Voor fabrieken die al over dieselopslag beschikken voor wagenparkvoertuigen of mobiele apparatuur, creëert het toevoegen van een dieselgenerator een gemeenschappelijk brandstofsysteem. Dat vermindert de complexiteit van de inkoop en zorgt ervoor dat de brandstof al wordt beheerd voor andere activa. Wanneer een generator onderworpen is aan nationale of lokale brandvoorschriften, zijn het ontwerp, de omsluiting en de ventilatie van de dieseltank bekend bij de meeste ingenieursbureaus en inspecteurs.

Dieselapparatuur is ook flexibel voor tijdelijke uitbreiding. Een fabriek kan in eerste instantie een dieselmotor met open frame specificeren en later een geluidgedempte container toevoegen als lawaai een probleem wordt. Omdat de markt voor standaard dieselproducten volwassen is, zijn aangepaste aanpassingen zoals hoogspanningsuitgang, parallelschakeling en monitoring op afstand direct beschikbaar. Een fabrikant kan een portfolio dieselgeneratorsets dat reikt van kleine back-upeenheden tot grote standby-systemen, waardoor een fabriek één leverancier is voor veel stroombehoeften.

Dieselgeneratorsets van Jianghao met groot vermogensbereik Jianghao biedt dieselgeneratoren van 3 kW tot 3000 kW in verschillende configuraties, waaronder stille en containertypes, met behulp van vertrouwde motoren, geschikt voor industriële back-up en mobiele stroombehoeften. Bekijk Product →

De praktische afweging is dat de verbranding van diesel fijnstof en stikstofoxiden produceert. In niet-bereikbare gebieden kan het zijn dat dieselgeneratoren nabehandelingsapparatuur vereisen of beperkt zijn tot gebruik in noodgevallen. Dat is geen klein probleem voor fabrieken die luchtvergunningen moeten vernieuwen of die dichtbij woongrenzen zijn gevestigd. Maar vanuit het oogpunt van pure betrouwbaarheid en belastingrespons blijft diesel de standaard industriële keuze.

Wanneer aardgas op uw shortlist moet staan

Aardgasgeneratoren zijn geen exotisch alternatief meer. Ze komen veel voor in industrieën waar gas al wordt gebruikt voor ketels, ovens, drogers of procesverwarming. Als een fabriek een gasleiding heeft en de locatie een generator toestaat om continu gas te verbruiken, kan een aardgasinstallatie de bedrijfskosten verlagen en het milieuprofiel van de faciliteit verbeteren.

Het grootste voordeel van aardgas is de beschikbaarheid van brandstof. Een pijpleidingverbinding elimineert de noodzaak voor brandstofopslag ter plaatse, waardoor het risico op brandstofverontreiniging, binnendringend water en dieseldiefstal wordt verminderd. De brandstoftoevoer vindt automatisch plaats zodra de gasmeter is geïnstalleerd. Dit is van belang voor een fabriek die de operationele last van het beheer van de brandstofinventaris wil vermijden. Het maakt ook uit wanneer een fabriek vele uren per dag draait, omdat een kleine dieseltank bij langdurige stroomuitval snel leeg kan raken.

Aardgas zorgt ook voor een schonere verbranding in termen van fijnstof. Er is geen roet, geen zwarte dieseluitlaat en geen brandstofresten op de apparatuur. Voor een productiecampus in de buurt van een woonwijk of in een regio met strikte deeltjeslimieten kunnen de visuele en regelgevende voordelen aanzienlijk zijn. Aardgasapparatuur kan worden geïnstalleerd in een gesloten pakket met lagere luchtvergunningvereisten, maar u moet nog steeds rekening houden met NOx-emissies en methaanslip, afhankelijk van het motorontwerp en de lokale regels.

In een continue productieomgeving kan een aardgasgenerator worden gebruikt als primaire energiebron in plaats van als back-up. Sommige fabrikanten gebruiken gassets om parallel aan het elektriciteitsnet te draaien en zo te profiteren van lagere gasprijzen. Dit wordt een vraagheffingstoepassing of gedistribueerde opwekking genoemd. De generator levert een deel van de belasting, vermindert de import van nutsvoorzieningen en kan tijdens piekuren worden uitgezonden. De economie kan aantrekkelijk zijn als het gastarief laag is en het lokale nutsbedrijf parallelle exploitatie toestaat.

Een aardgasset is in sommige gevallen ook stiller omdat het verbrandingsproces bij steady-state over het algemeen soepeler verloopt. Geluid wordt echter vaker bepaald door de behuizing dan door de brandstof. Een goed ontworpen geluiddempende behuizing kan zowel diesel- als gasunits op een vergelijkbaar geluidsniveau brengen. Als uw productielocatie een stille oplossing nodig heeft voor ploegwisselingen of nachtwerkzaamheden, overweeg dan een stille generatorset in plaats van alleen vanwege geluidsoverwegingen een brandstof te kiezen.

Stille generatorsets met geluiddichte behuizing De stille generatorsets van Jianghao zijn voorzien van een robuuste stalen behuizing van 2 mm met meerlaagse geluidsisolatie en bieden geluidsniveaus van slechts 70-75 dB op 1 meter afstand, ideaal voor geluidsgevoelige omgevingen. Bekijk Product →

Het risico met aardgas is dat de nutsleiding mogelijk niet geschikt is voor een generator, vooral als de bestaande gasvoorziening alleen voor een kleinere verwarming is bedoeld. De generator zal een grote vraag naar gas hebben en het nutsbedrijf moet bevestigen dat de druk en het debiet voldoende zijn. Als de beschikbare gasdruk te laag is, heeft u een gasbooster of een andere gasmotorconfiguratie nodig. Dat voegt apparatuur en complexiteit toe aan het project.

Wanneer wordt besloten om aardgas te gaan gebruiken, is het productassortiment nog steeds breed. Een fabrikant die biedt aardgasgeneratorsets kan een unit leveren die geschikt is voor de spannings- en regelvereisten van de locatie. De sleutel is om een ​​benzinemotor te selecteren die past bij de snelheid, belastingsstap en hoogteomstandigheden van uw fabriek. Gasmotoren zijn niet allemaal hetzelfde; sommige zijn gebouwd voor continue basisbelasting, terwijl andere minder tolerant zijn ten opzichte van hoge omgevingstemperaturen en snelle belastingsschommelingen.

Aardgasgeneratorsets van Jianghao voor schonere energie Jianghao produceert aardgasgeneratorsets met een breed vermogensbereik en motoropties en biedt een betrouwbaar alternatief voor diesel voor continue basislast- en noodback-uptoepassingen. Bekijk Product →

Totale kosten: kapitaal-, brandstof- en bedrijfskosten

Kosten zijn vaak de eerste vraag die een fabrieksmanager stelt. Het eerlijke antwoord is dat een simpele uitspraak “diesel is goedkoop” of “gas is goedkoop” niet nuttig is. U moet de totale eigendomskosten over de verwachte projecthorizon vergelijken. Dat omvat de initiële generatorset, de brandstofinfrastructuur, de hulpsystemen, de installatiearbeid, het jaarlijkse onderhoud en de brandstof die wordt verbruikt onder reële belastingspatronen.

Dieselgeneratorsets hebben over het algemeen een lagere aanschafprijs dan aardgaseenheden met hetzelfde vermogen. Een dieselmotor is gebouwd rond een meer standaard verbrandingscyclus en een volwassen toeleveringsketen. De gasmotor, vooral een industriële arm-burn-motor, heeft meer componenten zoals gascarburatie, katalysatoren, ontstekingssystemen en meer ontwikkelde besturingslogica. Dat is de reden waarom aardgassets vaak een premie hebben op de initiële prijsopgave voor de uitrusting.

De brandstofprijs is waar aardgas kan winnen. Aardgas is per MMBtu vaak goedkoper dan diesel, maar de consumentenprijs is afhankelijk van lokale tarieven, piekvraagtarieven en de energie-inhoud van het geleverde gas. Als een fabriek al gas inkoopt op grond van een industrieel contract, kunnen de meerkosten voor de generator lager zijn dan de aanschaf van dieselbrandstof tegen een kleinhandelspompprijs. Gas is echter niet altijd goedkoop; in de winter of tijdens pieken in de vraag kunnen de prijzen voor industrieel gas aanzienlijk stijgen.

Brandstofefficiëntie is waar diesel kan winnen. Een dieselmotor genereert in de meeste gevallen een kilowattuur met een lagere input van thermische energie. De geschatte warmtesnelheden voor grote industriële dieselgeneratorsets bedragen vaak 8.500 tot 9.500 Btu per kWh. Generatorsets voor arm verbrand aardgas kunnen in het bereik van 10.000 tot 12.000 Btu per kWh liggen. Dit betekent dat een aardgaseenheid meer brandstofenergie nodig heeft om hetzelfde elektrische vermogen te produceren. Wanneer u een hogere verwarmingssnelheid vermenigvuldigt met een mogelijk lagere brandstofprijs, is het resultaat locatiespecifiek en soms niet zo eenzijdig als verwacht.

Om de brandstofkosten te vergelijken, moet u uw eigen lokale prijzen gebruiken en niet een landelijk gemiddelde. Een eenvoudigere methode is om elke generatorleverancier te vragen naar een geschat brandstofverbruik tijdens de bedrijfsuren die u van plan bent te gebruiken. Vermenigvuldig dit vervolgens met uw werkelijke geleverde brandstofkosten. Voor een fabriek die 100 uur per jaar een standby-generator laat draaien, is het verschil in brandstofkosten doorgaans klein. Voor een installatie die 6.000 uur per jaar een gasgenerator laat draaien, kan zelfs een klein kostenverschil per kWh ernstige financiële gevolgen hebben.

Brandstofopslag en locatiebeperkingen: de verborgen kosten

Veel aanbestedingsbeslissingen mislukken omdat de beperkingen van de locatie worden genegeerd. Een generator kan voldoen aan het kW-vermogen, maar de locatie kan het brandstofsysteem of de behuizing niet ondersteunen. Dit geldt met name in oudere fabrieken waar de aansluiting voor nutsvoorzieningen zich aan de achterkant van het pand bevindt en de plaatselijke brandvoorschriften een afstand tussen de brandstoftank en het gebouw vereisen.

Voor diesel heb je een opslagtank, een opvangruimte, een vulpunt, een niveaubewakingssysteem en mogelijk een brandstofpolijstcircuit nodig. De tank moet worden gedimensioneerd voor de verwachte autonomietijd. Als een installatie een kritische procesbelasting van 1.000 kW heeft en 24 uur back-up wil, kan het brandstofverbruik bij volledige belasting duizenden liters bedragen. Om zoveel diesel op te slaan zijn ruimte, vergunningen en een lekkagepreventieplan nodig. Brandstofbeheer is ook een onderhoudstaak: diesel kan worden afgebroken, water absorberen en de microbiële groei ondersteunen als hij langere tijd niet wordt gebruikt. Een regelmatig brandstofonderhoudsprogramma is niet optioneel voor kritieke faciliteiten.

Voor aardgas is de belangrijkste locatiebeperking de gastoevoerleiding. De generator heeft een gespecificeerde gasstroom en -druk nodig op de distributierail. Als de leiding te klein is, kan de generator afnemen of defect raken als de belasting toeneemt. In een fabriek verbruikt de procesapparatuur mogelijk al gas, dus de generator moet worden aangesloten op een aparte gasleiding of een speciale aftakking met de juiste drukregeling. Dit is een technische taak die tijdens de ontwerpfase moet worden gedefinieerd, en niet nadat de generator arriveert.

Als er geen openbare gasleiding aanwezig is, kan aardgas worden geleverd als gecomprimeerd aardgas of vloeibaar aardgas. CNG vereist een hogedrukopslagsysteem en een verdamper, en LNG vereist cryogene opslag. Deze opties voegen aanzienlijke kapitaalkosten toe en vereisen training van de operator. Voor de meeste fabrieken is CNG of LNG alleen concurrerend als de jaarlijkse bedrijfsuren zeer hoog zijn en de milieuprestaties of brandstofprijsbesparingen de complexiteit rechtvaardigen.

Diesel heeft ook voordelen in extreme omstandigheden. Een fabriek op een afgelegen locatie heeft misschien geen toegang tot een gasleiding, maar kan wel de dieselleveringen regelen via een betrouwbare leverancier. Als de installatie zich in een gebied met extreem koud weer bevindt, kan dieselbrandstof worden behandeld voor werking bij lage temperaturen. Aardgas daarentegen kan problemen hebben met gasdruk, condensaat en ijsvorming in de regelaar onder koude omstandigheden, tenzij het systeem daarvoor is ontworpen.

Efficiëntie onder reële productiebelastingen

Productiebelastingen liggen vaak ver onder het nominale vermogen van de generator. Een generator van 1.000 kW kan de afmetingen hebben om de piekbelasting te dekken, maar de gemiddelde fabrieksbelasting kan slechts 500 tot 700 kW bedragen. De generator zal vele uren in deellast doorbrengen. In veel toepassingen is het begrijpen van de efficiëntie bij gedeeltelijke belasting belangrijker dan de efficiëntie bij volledige belasting.

Dieselmotoren hebben over het algemeen een vlakkere brandstofverbruikcurve. Bij een belasting van 50 procent kan een dieselgenerator ongeveer 60 tot 70 procent van de brandstof verbruiken die hij bij een belasting van 100 procent zou verbruiken. Dit betekent dat het specifieke brandstofverbruik per geleverd kilowattuur weliswaar iets hoger is dan bij vollast, maar niet dramatisch stijgt. Dieselgeneratoren zijn daarom praktisch bij variabele belastingen en voor toepassingen waarbij de generator soms met lichte belasting draait.

Aardgasmotoren, vooral sommige arm-burn-ontwerpen, zijn minder efficiënt bij deellast. Wanneer de belasting afneemt, moet de lucht-brandstofverhouding worden aangepast en kan het regelsysteem meer brandstof per kWh verbranden om een ​​stabiele verbranding te behouden. Voor een installatie die een gasgenerator gedurende lange perioden op gedeeltelijke belasting laat draaien, kunnen de bedrijfskosten hoger zijn dan een eenvoudige berekening van de volledige belasting zou doen vermoeden.

Daarom zijn belastingprofielstudies waardevol. Een goed onderzoek registreert de werkelijke kW-, kVA-, arbeidsfactor- en motorstartgebeurtenissen gedurende een representatieve week. Het toont niet alleen de piekbelasting, maar ook hoe vaak de generator op 30 procent, 60 procent of 90 procent belasting staat. Die gegevens helpen bepalen of de generator een dieselset, een gasset of een paar kleinere parallelle eenheden moet zijn.

Als de installatie een zeer variabele belasting heeft, is een gebruikelijke strategie het op maat maken van twee of meer generatorsets en deze parallel laten draaien. Bij lage belasting draait slechts één set; bij hoge belasting draaien beide sets. Dit verbetert de efficiëntie bij deellast omdat elke generator dichter bij zijn nominale vermogen ligt. Deze aanpak is vooral nuttig voor aardgasgeneratoren waarbij het rendement bij gedeeltelijke belasting een probleem is. Een parallel systeem is een waardevolle investering wanneer de generator een fluctuerende productiebelasting zal bedienen.

Emissies, vergunningen en milieurisico's

Milieuvoorschriften worden een steeds groter onderdeel van de generatorselectie in de productie. Een generator die niet voldoet aan de vereisten voor luchtvergunningen kan de inbedrijfstelling vertragen, boetes uitlokken of na aankoop een herontwerp afdwingen. Het emissieprofiel is afhankelijk van het motortype, het belastingsprofiel en de opties voor de nabehandeling van de uitlaatgassen.

Dieselgeneratoren hebben een bekende reeks emissiekenmerken. Ze produceren stikstofoxiden en fijnstof. In veel regio's zijn dieselgeneratoren voor noodgevallen vrijgesteld van bepaalde vergunningsvereisten als ze alleen voor zeldzame storingen worden gebruikt. Maar ze zijn nog steeds onderworpen aan redelijke operationele limieten, en sommige faciliteiten moeten een vergunning aanvragen als de generator wordt gebruikt voor niet-dringende werkzaamheden. Als u van plan bent de generator te gebruiken voor peak shaving of vraagrespons, moet u mogelijk nabehandeling installeren of een motor met lagere emissies kiezen.

Aardgasmotoren produceren aanzienlijk minder fijnstof. Het verbrandingsproces is schoner en er is geen zichtbare rook. Aardgasmotoren produceren echter nog steeds NOx en kunnen onverbrand methaan uitstoten. Methaan is een krachtig broeikasgas en sommige milieuautoriteiten beginnen rekening te houden met de methaanslip. Op een locatie waar Scope 1- of Scope 2-emissies worden gevolgd, kan methaanslip een verborgen risico zijn.

Voor productielocaties in niet-bereikbare gebieden kan aardgas een nuttige keuze zijn, omdat hierdoor de noodzaak van roetfilters of selectieve katalytische reductie wordt vermeden. Gasmotoren met een laag NOx-gehalte kunnen echter andere onderhoudsbehoeften hebben en gevoeliger zijn voor de brandstofkwaliteit. Dit is een afweging die moet worden besproken met de fabrikant en met een plaatselijke luchtkwaliteitsadviseur voordat de generator wordt aangeschaft.

Een ander aandachtspunt is de geluidsvergunning. Een diesel open frame set kan dichtbij de uitlaat 95 tot 105 dB(A) produceren, terwijl een hoogwaardige geluiddemper en omkasting dat op afstand kan terugbrengen tot 65 tot 75 dB(A). Aardgassets worden vaak als stiller ervaren, maar het ontwerp van de behuizing is meestal de dominante factor. Als de fabriek vlakbij een woongrens staat, zal de geluidsspecificatie in de inkooporder, en niet het brandstoftype, bepalen of u een conforme installatie ontvangt.

Risico op onderhoud, levensduur en downtime

Bij onderhoud kan een beslissing over een generator duur worden. De kosten van een enkele ongeplande uitschakeling na een generatorstoring zijn vaak hoger dan de jaarlijkse brandstofbesparing van een goedkopere brandstofoptie. Onderhoud moet dus worden behandeld als een risicofactor en niet alleen als bedrijfskosten.

Onderhoud van dieselgeneratoren is bij de meeste industriële installaties bekend. De taken omvatten het vervangen van het brandstoffilter, het verversen van de olie, het controleren van de koelvloeistof, het onderhoud van de batterij, het inspecteren van de injectoren en het regelmatig testen van de belasting. Een goed onderhouden dieselgenerator kan zeer betrouwbaar zijn. Bij stand-bytoepassingen worden dieselsets doorgaans één keer per maand onder belasting getest om te bevestigen dat de motor gereed is voor een noodgeval. Dit is een standaardpraktijk voor bedrijfskritische faciliteiten.

De levensduur van een dieselgeneratorset wordt vaak gemeten in draaiuren. Een zware industriële dieselmotor kan doorgaans 20.000 tot 30.000 uur draaien voordat een grote revisie nodig is, afhankelijk van de belasting, het toerental en de kwaliteit van het onderhoud. Van sommige motoren is bekend dat ze in zorgvuldig beheerde toepassingen meer dan 40.000 uur meegaan. Voor een fabriek die zijn generator slechts een paar honderd uur per jaar laat draaien, kan een dieselset tientallen jaren meegaan.

Het onderhoud van een aardgasgenerator is anders. Een arm-burn-gasmotor maakt gebruik van bougies, bobines en een gascarburateur of injectiesysteem. Deze componenten vereisen regelmatige inspectie en vervanging. Bougies moeten mogelijk elke 1.000 tot 2.000 uur worden vervangen, afhankelijk van de motor. De klepspeling en de conditie van de uitlaatkleppen zijn ook van cruciaal belang bij gasmotoren. De olieverversingsintervallen voor een gasmotor kunnen korter zijn dan voor een dieselmotor vanwege de verbrandingseigenschappen en de kans op olieverontreiniging.

Voor continue basislasttoepassingen is het onderhoudsschema voor een aardgasgenerator beheersbaar als de installatie over een bekwaam onderhoudsteam of een servicecontract beschikt. Maar voor een fabriek die alleen een op diesel geschoolde technicus heeft, kan de overstap op gas een onderhoudsgat creëren. Het servicenetwerk van een fabrikant moet vóór aankoop worden geëvalueerd. Als de fabrikant de locatie kan ondersteunen met reserveonderdelen, diagnose op afstand en service ter plaatse, is het risico aanzienlijk lager.

Het risico op stilstand houdt ook verband met de beschikbaarheid van brandstof. Een dieselgenerator kan na een netstoring nog uren draaien, maar als de brandstoftank leeg is, stopt de unit. Een aardgasgenerator heeft een onbeperkte aanvoer via de pijpleiding, maar als het gasbedrijf zelf een storing ervaart, is de generator onbruikbaar. Sommige fabrieken gebruiken een dual-fuelgenerator die kan overschakelen op diesel als de gasdruk daalt. Dual-fuelsystemen verhogen de initiële kosten, maar kunnen waardevol zijn voor faciliteiten die een onderbreking van hun procesbelasting niet kunnen accepteren.

Spanningsdip, transiënte respons en dimensionering van de generator

Industriële motoren, persen, lassers en compressoren veroorzaken tijdelijke belastingen. Wanneer een grote motor start, ervaart de generator een korte spanningsdip en een frequentieafwijking. Als de generator niet snel kan herstellen, kan de productielijn struikelen, kunnen PLC's worden gereset en kunnen motoren de synchronisatie verliezen. De generator moet daarom zo zijn gedimensioneerd dat hij de zwaarste startbelasting kan verwerken, en niet alleen de stabiele belasting.

Een dieselgeneratorset heeft de reputatie een sterkere transiënte respons te bieden. De motor kan de brandstoftoevoer snel verhogen en de druk verhogen om aan de belastingvraag te voldoen. Dit geeft de spanningsregelaar meer tijd om de output op peil te houden. Een dieselgeneratorset kan bijvoorbeeld de spanning binnen 10 procent houden tijdens een blokbelasting van 100 procent. Aardgasmotoren kunnen een grotere initiële spanningsval hebben en hebben meer tijd nodig om te herstellen wanneer de belasting abrupt wordt toegepast.

Dit is geen universele regel, maar het is een algemeen patroon. Het gegevensblad van de fabrikant moet ISO 8528-transiënte prestatiegegevens bevatten. Als uw installatie over een motorstartvolgorde beschikt, vraag dan een motorstartonderzoek aan bij de leverancier. Het onderzoek zal uitwijzen of een aardgasgenerator te groot moet zijn om de inschakelstroom aan te kunnen. Het overdimensioneren van een gasgenerator kan het voordeel op de bedrijfskosten elimineren door zowel de kapitaalinvestering als de lagere belastingsefficiëntieverliezen te vergroten.

Bij de productie is de spanningskwaliteit ook een zorg voor CNC-machines en andere gevoelige elektronische apparatuur. Een generator die een diepere spanningsdip produceert, kan hinderlijke trips veroorzaken. Sommige fabrieken lossen dit op door een UPS-systeem te gebruiken voor kritische controles. Anderen gebruiken een generatorset met een extra grote dynamo om de spanningsdip te verminderen. Beide opties moeten in het algehele systeemontwerp worden overwogen.

Aangepaste configuraties voor productiefabrieken

Productiefaciliteiten zijn zelden eenvoudig. Een fabriek heeft mogelijk een generator nodig die parallel kan worden geschakeld met het elektriciteitsnet, een hoogspanningsuitgang, een mobiel pakket voor een extra locatie of een compacte, geluiddempende behuizing. Deze vereisten zijn niet altijd beschikbaar in standaardcatalogusproducten.

Als uw installatie over een complex stroomdistributiesysteem beschikt, kunt u er baat bij hebben om samen te werken met een fabrikant die een generatorsetontwerp op maat kan leveren. Een ontwerp op maat kan de elektrische kenmerken, het besturingssysteem, de alarmpunten en de fysieke opstelling definiëren voordat de unit wordt gebouwd. Dit helpt installatieverrassingen te verminderen en zorgt ervoor dat de generator kan worden geïntegreerd met bestaande schakelapparatuur. De fabrikant kan ook adviseren of de generator uit één grote eenheid moet bestaan ​​of uit een parallelle groep kleinere eenheden.

Voor installaties die moeten worden aangesloten op een middenspanningsdistributienetwerk is vaak een pakket met een hoogspanningsgeneratorset vereist. Een hoogspanningspakket omvat een opvoertransformator, een hoogspanningsonderbreker, beveiligingsrelais en bedieningselementen waarmee de generator parallel aan het elektriciteitsnet kan werken of de installatie op een eiland kan plaatsen. Dit is een gespecialiseerd gebied waar de technische capaciteiten van de fabrikant belangrijker zijn dan het brandstoftype.

Een andere veel voorkomende eis bij de productie is de mogelijkheid om meerdere generatorsets parallel te laten werken. Door parallel te schakelen kan de centrale de opwekking afstemmen op de belasting, de redundantie vergroten en de zog van één enkele grote eenheid verminderen. Als een fabriek een continu proces heeft dat een volledige stillegging niet kan tolereren, kan een parallel systeem worden opgezet, zodat onderhoud aan de ene set plaatsvindt terwijl de andere set de kritische belasting blijft voeden. Voor zowel diesel als aardgas zorgt een parallel systeem voor complexiteit, maar ook voor flexibiliteit.

Mobiele en zelfheffende pakketten zijn handig wanneer de generator tussen productiehallen moet worden verplaatst of op een tijdelijke locatie moet worden ingezet. In sommige fabrieken wordt een op een aanhanger gemonteerde generator gebruikt als back-up terwijl een permanente eenheid in reparatie is. De fabrikant kan een mobiel pakket leveren met een zelfheffend ontwerp, zodat de fabriek de unit zonder kraan kan plaatsen. Dit is geen belangrijk vergelijkingsonderwerp tussen diesel en gas, maar het beïnvloedt de uiteindelijke keuze omdat niet elk brandstoftype in elke configuratie beschikbaar is.

Een praktische aankoopchecklist voor uw fabriek

Voordat u een inkooporder uitgeeft, gebruikt u de volgende checklist om de meest voorkomende fouten te voorkomen. De lijst is bewust praktisch van opzet en kan gebruikt worden als beoordelingsdocument tijdens het aanbestedingsproces.

1. Definieer de bedrijfsmodus. Is de generator geschikt voor nood-stand-by, primair vermogen, continue basislast, peak shaving of parallelle werking op het elektriciteitsnet? Een generator die wordt gebruikt voor noodback-up kan andere emissie-eisen en onderhoudsprotocollen hebben dan een generator die wordt gebruikt voor dagelijkse productie.
2. Bereken de verwachte jaarlijkse draaiuren. De jaarlijkse brandstofkosten zijn alleen zinvol als u het brandstofverbruik vermenigvuldigt met het werkelijke aantal uren dat de generator draait. Een stand-by-toepassing van 200 uur zal een andere brandstofkostengevoeligheid hebben dan een continue toepassing van 5.000 uur.
3. Vraag een laadprofiel aan. Meet of schat de gemiddelde belasting, piekbelasting, arbeidsfactor en de start-kVA van de grootste motor. Overweeg ook of een productielijn opnieuw kan worden geordend om de startbelasting te verminderen.
4. Bevestig de beschikbaarheid van brandstof. Vraag het gasbedrijf of de bestaande leidingdruk en -stroom de generator kunnen ondersteunen. Als de gasleiding te klein is, heeft de aardgasoptie mogelijk een speciale leiding en een drukverhoger nodig. Voor diesel: bevestig de tankgrootte en het jaarlijkse brandstofleveringscontract.
5. Controleer lokale vergunningen. Stel vast of de generator kan worden gebruikt voor beperkte niet-dringende gebeurtenissen, of nabehandeling nodig is en welke geluidslimiet van toepassing is op de perceelsgrens. Neem deze eisen op in de specificatie voordat u een offerte aanvraagt.
6. Evalueer de onderhoudstoegang. Bevestig dat de faciliteit technici heeft die zijn opgeleid om het geselecteerde motorplatform te onderhouden. Als dit niet het geval is, vraag dan de leverancier naar de beschikbaarheid van een lokaal servicecontract en de levertijd voor vervangende onderdelen.
7. Vergelijk de totale eigendomskosten. Vraag elke leverancier om een ​​schatting van de levenscycluskosten, waarin de generator, het brandstofsysteem, de installatie, de bediening, het onderhoud, het brandstofverbruik en een verwachte restwaarde zijn opgenomen. Een klein verschil in het opgegeven vermogen kan de kostenberekening aanzienlijk veranderen.
8. Bekijk het productportfolio van de fabrikant. Een leverancier die meerdere brandstoftypen, vermogensbereiken en behuizingsopties kan leveren, geeft u meer flexibiliteit als het project verandert. Een leverancier met een beperkter productassortiment kan u dwingen tot een suboptimale configuratie.

Deze checklist moet worden ingevuld door de fabrieksingenieur, de operations manager en de inkoopleider. De beslissing is niet alleen technisch; het heeft ook invloed op de jaarlijkse budgetten, de personeelsbezetting en de naleving. Door de juiste mensen vroegtijdig bij het gesprek te betrekken, verkleint u de kans op een late wijzigingsopdracht.

Laatste aanbeveling: welke moet uw productiefabriek kiezen?

Als uw installatie op zoek is naar een klassieke back-upgenerator die het grootste deel van het jaar stil kan staan ​​en betrouwbaar moet starten na een plotselinge netstoring, kies dan voor diesel. Diesel biedt lagere initiële kosten, een vertrouwde onderhoudsroutine, een sterke acceptatie van laadstappen en de mogelijkheid om brandstof ter plaatse op te slaan. Het is de veiligere keuze voor productiefaciliteiten die nog niet zijn aangesloten op een industriële gasleiding.

Als uw installatie een stabiele aardgastoevoer heeft en de generator honderden uren per dag zal worden gebruikt als primaire of piekeenheid, is aardgas een serieuze evaluatie waard. Een aardgasgenerator kan de uitstoot van deeltjes verminderen, de brandstofopslag vereenvoudigen en lagere brandstofkosten per kWh produceren als de gastarieven concurrerend zijn. De sleutel is om de gasdruk te verifiëren, een onderzoek naar het starten van de motor op te nemen en een budget te reserveren voor de kortere onderhoudsintervallen van een gasmotor.

Voor veel productiefaciliteiten is de beslissing niet het een of het ander. Een veel voorkomende opstelling is een dieselgenerator voor noodgevallen en een gasgenerator voor het opvangen van pieken in het elektriciteitsnet of voor continue basislast. Dit geeft de fabriek de betrouwbaarheid van diesel voor korte uitval en de bedrijfseconomie van aardgas voor langdurige toepassingen. De twee systemen kunnen dezelfde besturingsfilosofie delen en in dezelfde schakelapparatuur worden geïntegreerd.

Een paar laatste praktische waarschuwingen: selecteer nooit een generator alleen op basis van een brochurewaardering. Vraag altijd naar de feitelijke prestatiegegevens van de locatie onder uw hoogte, temperatuur en belastingsomstandigheden. Negeer nooit het brandstofopslag- of gastoevoersysteem, want daar vinden de meeste projectkostenoverschrijdingen plaats. En laat een leverancier nooit het brandstoftype van een offerte wijzigen zonder hem te vragen de tijdelijke prestatiegegevens, de geluidsgegevens en de emissiegegevens opnieuw in te dienen.

De generator is niet het laatste dat u koopt; het is het startpunt voor een energiesysteem dat uw productie en uw marge beschermt. Wanneer u een keuze maakt met een duidelijk oog voor uw werkelijke productiebelastingsprofiel en de brandstofrealiteit van uw locatie, vermijdt u de dure fout om de verkeerde brandstof op papier te kiezen en daar tijdens de inbedrijfstelling achter te komen.