DİZEL GENERATÖR SİSTEMLERİ

Dizel generatör sistemleri küçük, yüksek hızlı ve büyük, düşük hızlı ve çift darbeli motorlardan oluşur. Dizel motor içindeki yakıtın hava ile kendiliğinden yanması basınç ile meydana gelir.

Büyük ve düşük hızlı dizel motorlar küçük ve yüksek hızlı motorlara göre daha verimli ve daha uzun işletme süresine sahiptirler. Ayrıca bakım onarım periyotları daha uzundur. Büyük motorlar genellikle daha pahalıdır ve ürettiği enerji ile doğru orantılı olarak daha fazla yer kaplarlar.

Çıkan ısı dizel egzozları ve soğutucu sistemler yardımıyla geri dönüştürülür. Termal enerji sıcaklığı 1000 F ila 1400 F arasında değişen egzoz gazlarından geri dönüştürülür ve bir sıcaklık geri dönüştürücü buhar generatörü tarafından sıcak su ve buhar üretimi için kullanılır.

Sıcak su dizel soğutucu suyundan ve ısıtıcı-soğutucu düzeneği olan bir yağ sisteminden elde edilebilir.

Dizel generatör sistemleri yaklaşık olarak % 33 lük bir verime sahiptir. Bu da yakıt enerjisinin üçte birinin işe dönüştürüldüğü anlamına gelebilir. Egzoz gazlarının geri dönüştürülmesi ve bu yolla sıcaklığın arttırılması ise verimi % 45 lere kadar çıkartabilir. Sistemde kullanılan geri dönüştürücü birimlere eklenecek olan iyileştirici düzeneklerle verim % 75 ler seviyesine çıkartılabilir.

Dizel motorların gaz türbinlerinden ve buhar türbinlerinden daha yüksek dereceli bir termal verimi vardır. Ayrıca elektriğe dönüştürme oranı (verimi) daha büyüktür.

Dizel generatörün ayrıca gaz türbinlerine göre yakıtı elektriğe dönüştürme oranı daha fazladır.

Çünkü dizel generatörlerde daha büyük bir basınç oranı söz konusudur.

Dizel generatörün performansı % 50 yükleme oranına kadar sabittir. Makina ısı enerjisi egzoz gazından ve ısınmış haldeki soğutma suyundan yüksek verimle geri dönüştürülüp sisteme dahil edilir. Sistemin varsayılan en uzun devre dışı kalma süresi yılda 300 ila 450 saat arasındadır. Bu da yaklaşık olarak sistemin % 95 oranla çalışır halde olması demektir. Egzoz sistemindeki çevirici valf egzoz gazını sıcaklık dönüştürücü kazandan geçirir. Dizel generatörler geleneksel yağ yakan enerji üretim sistemlerine göre kilowattsaat başına daha az sülfürdioksit ve daha fazla nitrojen oksitleri çıkarır. Nitrojen oksit yayılımı çevreye karşı daha az etkilidir.

ISI ÇEVRİMİ

Bir sistemin ısı gereksinimleri, diğer ısı geri dönüştürücü kullanan sistemlere göre önceliğini belirler. Geri dönüştürücü sistem motordan geri dönüştürülen yaklaşık 100 F ila 150 F arasındaki ısıyı kullanır. Bu etki diğer sistemlere göre daha verimli olan sistemin yakıtı elektrik enerjisine dönüştürme verimine % 33 civarında bir değere getirirken, sistemin genel verimi % 63 civarına yükselir. Bu yüzde egzoz gazının da geri dönüştürülmesi ile yaklaşık olarak % 12 kadar daha yükseltilebilir. Egzoz gazının ısınını sistemde kullanmak için gerekli düzenekler doğal olarak sistemin genel maliyetini arttıracaktır.

Isı geri dönüştürme düzeneğinin öncelikli zorunluluğu motoru soğutmaktır. İkinci olarak çıkan ısıyı geri dönüştürmek ve motor egzozunu susturmak gereklidir. Bu ısı dönüştürücü düzenekler bir ısı dönüştürücü susturucusu, buhar ayırıcısı ve sistemi koruyacak soğutucu araçlara gereksinim duyarlar.

Isı dönüştürücü sistemler içlerinde bir su aktarım borusu ve alev aktarım borusu ihtiva edecek şekilde inşa edilirler. Su ve gaz bölümlerindeki basınç değişimi ısı dönüştürücü sistemin ana makinaya oranına göre belirlenmelidir.

ÜLKEMİZDE DİZEL SANTRALLER

Ülkemizde dizel santraller pek yaygın olamamakla birlikte sürekli ve çok yüksek derecede enerji istenildiği zamanlarda kullanılır. Ama genellikle günümüzde yedek ihtiyaç olarak kullanılmaktadır. Dizel generator guruplarında genellikle mazot kullanılır. İthal malzeme kullanıldığı için maliyeti yüksektir. Birim tesis masrafı ise düşüktür. Amortisman süresi ve çalışma süresi yani ömrü kısadır. Bu özellikler bir formül üzerinde ele alacak olursak aşağıdaki bağıntıyı elde ederiz.

f=[(axp)/n]+b

Buradan da anlaşıldığı gibi dizel santrallerin toplam maliyetleri yüksektir.

Dizel santraller genelde bir bina içine tesis edilmelidir. Kurulumları için şunlara ihtiyaç vardır:

- Makinanın bulunduğu yere yakıt getirilecek.

- Eksoz gazlarını gönderebilecek bir ortam gereklidir.

- Makinanın soğutulması için hava temin edilmelidir.

- Makina sesi binaya intikal edilmemelidir.

- Makina titreşimi binaya intikal edilmemelidir.

Dizel Santral Kurulumunda Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

- Kitle Betonu: Bina ana yapısından ayrı bir havuz yapılarak yüzeyi yumuşak (mesela mantar) bir madde ile kaplanır. Makinaya uygun titreşimi engelleyecek derinlikte (0. 7m-1. 0m arası) beton dökülür. Böylelikle titreşim bu beton kütle üzerinde oluştuğundan ve yumuşak kısımlar sayesinde binaya intikal etmediğinden engellenmiş kabul edilir. Bundan günümüzde vazgeçilmiştir çünkü devir sayısı büyük olması dolayısıyla titreşimler daha küçük olmuştur. Bu nedenle taşıyıcı lastik takoz veya yay tertibatı yerleştirilir. Böylece üzerine konan motorun titreşimi binaya intikal etmez.

- Santralin kurulduğu kısımlarda panjurlu bir bölme yardımıyla odaya hava alınır ve makinanın kendi vantilatörü yardımıyla oda dışında bir bölgeye atılır. Makinanın havası oda dışına atılmalıdır çünkü motor gövdesi zaten sıcak olduğundan odanın ısınmasına izin verilmez. Oda dışarı bakmalı veya bodrumda ise hava alınmasını sağlayacak tertibatlar döşenmelidir. Ancak yine de generatör sıcaklığı oda içinde kalmak zorundadır ki bu da odayı ısıtmaktadır.

- Makine tertibatları eskiden bodrumlara kurulurdu ancak şimdi binaların altı kat kadar bodrumu olduğundan en üst kata kurulur çünkü altı kat bodrumda hava almak, havayı atmak, egzozu atmak gibi problemler vardır. Egzoz borusu çok uzun yapılamamaktadır çünkü çıkışta direnç meydana getirecek kadar ısınır. Bunu engellemek için örneğin üç parmaklık egzoz borusunu altı parmaklık bir başka boruya aktarmak suretiyle altı kat yukarı çıkarabiliriz. Böylece direnç oluşumunu engellemiş oluruz.

- Susturucu için sıcaklık arttıkça makina ısınınca gevşediği için askılarda problem çıkar. Bunu engellemek için susturucu askısı motor askılarından yapılır ve esnektir. Böylece esneme ve titremede problem yaratmaz.

- Makina motor grubunun devreye çabuk girmesi gereklidir. Bu nedenle de motor sıcak olmalıdır. Ancak duran makina soğuk olduğundan şebekeden ısıtıcıya enerji verilir. Böylece makina gövdesi sıcaklığı 60C civarında tutulur.

- Enerji kesilince makinanın kendi kendine çalışması arzu edilir. Kumanda panosu sayesinde gerilim düşük kalırsa makina çalıştırılır, gerilim yüksek kalırsa makina durdurulur. Kontaktörlerle ya şebeke ya dizel kullanılacaktır ki bunun seçimi yapılır. Gerekli yerler enerjilendirilir. Makina yok almaz ise aküden denemelerine devam eder. Şebekeye enerji gelince makina dur komutunu alır ancak motor durmak için arızanın geçici mi kalıcı mı olduğuna bakar. Makina bir süre boşta çalıştırılır ve soğuması sağlanır ve sonra durdurulur.

- Makina sayısı birden büyük ise ayrı ayrı yerleri besler. Aynı yeri besliyor ise ve sıra ile çalışıyorsa aynı yükün çekilmesi için çalışma sırası 1-2-3-4 / 2-3-4-1 / 3-4-1-2 / 4-1-2-3 şeklindedir.

- Ses yalıtımının sağlanması için oda duvarları bir madde ( örneğin cam, pamuk üzerine çuval) ile kaplanır.

- Binanın bir balkonu terası varsa statik olarak uygun ise bu sistem o bölgeye taşınır. Ses yalıtımı yapılmış bir saç paketinin içinde saklanır.

Dizel motorun gücü, generatörün gücünden büyük olmalıdır. Burada bahsedilen aktif güçtür. 100kVA lik generatör için seçilen dizel düşünülürse bu komplikenin gücünü dizel belirliyordur deriz. Yani dizelden büyük güçlü bir generatör seçilir ama generatör tam yükte çalışmayabilir.

Standby güçleri seçmek hatalı olur. Sürekli güçleri seçmek gerekir. Yükün zamanla değişebileceğini bilmek ve unutmamak gereklidir. Generatör guruplarında uyarma sistemi fırçasızdır. Doğru akım dinamosu yoktur. Onun yerine bir rotor üzerine yerleştirilmiş döner diyotlar ile alternatif gerilim makinasındaki gerilim doğrultulur. Generatörler çıkık kutuplu generatörlerdir. Dzel motorlarda titreşim söz konusudur. Gerilimin bu dalgalanması patlama anında (ateşleme anı) olur. Bu titreşimleri minimuma indirmek için döner kütle ataletini yükseltmek gerekir ki çıkık kutupluda dönder kütle büyüsün. Bu da yetmez ise makinaya volan ilave edilir.

Eğer titreşim olursa aydınlatma tüketicilerinde yüksek genlikli, düşük frekanslı ışık akısında titreşimler meydana gelir. Kuvvet tüketicilerinde yüksek genlikli, düşük frekanslı rezonansa girilebilir. Öz frekansta gerilim uygulanırsa genlik yükseldiğinden harekete sebep olur. Uygulanmazsa genlik düştüğünden harekete sebep olmaz. Hem aydınlatma hem kuvvet tüketicilerini besleyen bir grupta δ = 1/250 ‘den büyük olmalıdır. Dizeli düşük güçlerde çalıştırmak iyi değildir. Kurum oluşmasına neden olur. Bugünkü makinalar beygir başına 165gr yakıt sarfeder. Fiyat konusunda TL/kW değeri en ekonomik olan seçilmelidir. Motor yüklerinde generatör kalkış anında nominal akımın 3 katını besleyebilecek güçte seçilmelidir.