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May 28, 2023

Progettare le sale dei generatori per prestazioni ottimali

L’energia elettrica è essenziale per la continuità aziendale e la sicurezza della vita. Anche una breve interruzione della fornitura di energia elettrica può comportare costi elevati. Un gruppo elettrogeno di riserva (gruppo elettrogeno) è una linea importante di

L’energia elettrica è essenziale per la continuità aziendale e la sicurezza della vita. Anche una breve interruzione della fornitura di energia elettrica può comportare costi elevati. Un gruppo elettrogeno di riserva (gruppo elettrogeno) è un'importante linea di difesa per gli imprenditori che offre la possibilità di avviare e assumere il carico elettrico in pochi secondi, fornendo energia quando la fornitura di servizi viene a mancare.

I gruppi elettrogeni di riserva sono disponibili in un'ampia gamma di capacità (da kilowatt a megawatt o da kW a MW). Possono essere installati all'esterno all'interno di custodie speciali o all'interno di un edificio. I gruppi elettrogeni posizionati all'interno richiedono un'attenzione particolare a una moltitudine di fattori per garantire un funzionamento ottimale e affidabile. Una sala generatori ben progettata garantirà che:

È necessaria un'adeguata ventilazione della stanza del generatore per supportare il processo di combustione del motore, respingere il calore parassita generato durante il funzionamento (calore del motore, calore dell'alternatore, ecc.) ed eliminare odori e fumi. La temperatura della stanza del generatore, il flusso d'aria di ventilazione, la pulizia dell'aria di ventilazione e il movimento dell'aria sono parametri di progettazione critici che devono essere analizzati durante il processo di progettazione per garantire un funzionamento ottimale e affidabile del gruppo elettrogeno.

È fondamentale che nella stanza del generatore venga erogata una quantità adeguata di flusso d'aria di ventilazione. Per la stessa dimensione del generatore, può esserci una variazione ragionevole nel flusso d'aria richiesto tra diversi produttori. La tabella 1 indica i requisiti del flusso d'aria di ventilazione di diversi produttori per un gruppo elettrogeno in standby da 2 MW con radiatore montato sull'unità. Se le specifiche del prodotto non sono restrittive, la progettazione dovrebbe basarsi sullo scenario peggiore per evitare revisioni generali in futuro.

In condizioni di pieno carico, la temperatura dei gas di scarico dei gruppi elettrogeni può essere superiore a 900 F e la temperatura dell'aria di scarico del radiatore (azionato dal motore o remoto) può essere superiore a 160 F. Qualsiasi ricircolo di questi flussi d'aria ad alta temperatura può far sì che la temperatura dell'aria di ventilazione superi la temperatura ambiente. Il ricircolo è influenzato in modo specifico dalla velocità e dalla direzione del vento prevalente, le due variabili che non possono essere controllate e sono difficili da incorporare nei calcoli di progettazione. La contaminazione termica del flusso d'aria di ventilazione dovrebbe essere eliminata o ridotta al minimo. Temperature nella stanza del generatore superiori a 104 F richiedono in genere un declassamento del gruppo elettrogeno e un potenziale aumento delle dimensioni dei componenti per supportare il carico elettrico di progetto. L'entità del declassamento varia a seconda del produttore, della capacità del gruppo elettrogeno, del tipo di carburante del motore e altro ancora. Ci si può aspettare un declassamento tipico dal 10% al 15% per ogni aumento di 18 F oltre 104 F. Il declassamento diventa più ripido per temperature ambiente superiori a 122 F. Temperature elevate nella stanza del generatore richiedono anche un declassamento delle apparecchiature elettriche e dei componenti che in genere si trovano all'interno del locale del generatore, come trasformatori, quadri e alimentatori elettrici. Supporre che la temperatura del flusso d’aria di ventilazione sia uguale alla temperatura ambiente può essere un difetto di progettazione critico e i metodi di abbattimento possono essere costosi.

Una volta identificate le posizioni proposte per lo scarico dei fumi, lo scarico del radiatore e la presa d'aria di ventilazione, si consiglia di condurre test nella galleria del vento o modelli di fluidodinamica computazionale (CFD) per stabilire la prova del concetto. Ciò è particolarmente essenziale per i gruppi elettrogeni che dovrebbero funzionare al 100% della potenza nominale o servire applicazioni critiche come i data center. I test nella galleria del vento comportano la creazione di un modello in scala dell'edificio della sala del generatore e di altri edifici e strutture nelle sue vicinanze. Il modello è posizionato all'interno di una galleria del vento e i gas traccianti vengono rilasciati dai punti di scarico del radiatore e dei fumi. La concentrazione di gas nei punti di ventilazione della stanza viene misurata da recettori per variare la velocità e la direzione del vento. I dati sono correlati ai dati meteorologici locali per prevedere il grado di ricircolo e la temperatura di picco dell'aria di ventilazione prevista nella sala del generatore.