دیزل ژنراتور کامینز

ژنراتور دیزلی Cummins C1100 D5 یکی از مجموعه‌های تولید برق پرقدرت Cummins است که برای تأمین برق در پروژه‌هایی با نیاز به توان بالا طراحی شده است. این مدل با فرکانس ۵۰ هرتز و سوخت دیزل، توان Standby برابر ۱۱۱۰ kVA معادل ۸۸۸ kW و توان Prime برابر ۱۰۰۰ kVA معادل ۸۰۰ kW ارائه می‌دهد. استفاده از موتور Cummins QST30-G4، آلترناتور HC6K و سیستم خنک‌کاری رادیاتوری، این مجموعه را به گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای مختلف تأمین برق اضطراری و Prime Power تبدیل کرده است.

موتور Cummins QST30-G4

موتور مورد استفاده در ژنراتور Cummins C1100 D5 مدل QST30-G4 است که توسط Cummins تولید شده است. این موتور دارای آرایش ۵۰ درجه V12 و ساختار Cast Iron است و از سیستم توربوشارژ و After-Cooled بهره می‌برد. قطر سیلندر ۱۴۰ میلی‌متر، کورس پیستون ۱۶۵ میلی‌متر و سرعت نامی موتور ۱۵۰۰ دور در دقیقه اعلام شده است. نسبت تراکم موتور نیز ۱۴:۱ است.
توان خروجی ناخالص موتور در حالت Standby برابر ۹۷۰ کیلووات مکانیکی و در حالت Prime برابر ۸۸۰ کیلووات مکانیکی است. سرعت متوسط پیستون ۸.۳ متر بر ثانیه و ظرفیت روغن‌کاری موتور ۱۵۴ لیتر اعلام شده است. این مشخصات، ساختار موتور را برای تأمین توان مورد نیاز مجموعه ژنراتور در محدوده کاری تعیین‌شده نشان می‌دهد.
گاورنر موتور از نوع Electronic بوده و ولتاژ راه‌اندازی آن ۲۴ ولت DC است. حداکثر سرعت مجاز موتور ۲۱۰۰ ± ۵۰ دور در دقیقه و توان Regenerative آن ۵۸ کیلووات اعلام شده است. حداکثر جریان سوخت موتور نیز ۵۵۰ لیتر در ساعت است.

توان خروجی و ظرفیت ژنراتور

Cummins C1100 D5 در حالت Standby توان ۱۱۱۰ kVA یا ۸۸۸ kW و در حالت Prime توان ۱۰۰۰ kVA یا ۸۰۰ kW ارائه می‌کند. این اختلاف ظرفیت به نوع استفاده از ژنراتور مربوط است و باید هنگام طراحی سیستم برق و انتخاب ظرفیت دستگاه مورد توجه قرار گیرد.

توان Emergency Standby Power یا ESP برای تأمین برق بار متغیر در مدت زمان قطعی یک منبع برق اصلی قابل اعتماد تعریف شده است. طبق دیتاشیت، این رده توان مطابق ISO ۸۵۲۸ بوده و Fuel Stop Power نیز مطابق استانداردهای ISO ۳۰۴۶، AS ۲۷۸۹، DIN ۶۲۷۱ و BS ۵۵۱۴ تعریف شده است.

Prime Power یا PRP برای تأمین برق بار متغیر در مدت نامحدود تعریف شده و مطابق ISO ۸۵۲۸ است. دیتاشیت همچنین قابلیت اضافه‌بار ۱۰ درصدی را مطابق استانداردهای ISO ۳۰۴۶، AS ۲۷۸۹، DIN ۶۲۷۱ و BS ۵۵۱۴ برای این رده توان ذکر می‌کند.

مصرف سوخت Cummins C1100 D5

مصرف سوخت این ژنراتور در چهار سطح بار ۲۵، ۵۰، ۷۵ و ۱۰۰ درصد ارائه شده است. در حالت Standby، مصرف سوخت در بار ۲۵ درصد حدود ۵۹.۷۰ لیتر در ساعت، در بار ۵۰ درصد ۱۰۷.۴۰ لیتر در ساعت، در بار ۷۵ درصد ۱۶۴.۲۰ لیتر در ساعت و در بار کامل ۲۲۴ لیتر در ساعت است.

در حالت Prime، مصرف سوخت در بار ۲۵ درصد حدود ۵۴ لیتر در ساعت، در بار ۵۰ درصد ۱۰۲ لیتر در ساعت، در بار ۷۵ درصد ۱۵۱ لیتر در ساعت و در بار کامل ۲۰۲ لیتر در ساعت اعلام شده است. این اطلاعات برای محاسبه مصرف سوخت و برنامه‌ریزی سیستم سوخت‌رسانی کاربرد دارد.

حداکثر جریان سوخت موتور نیز ۵۵۰ لیتر در ساعت اعلام شده است. حداکثر دمای ورودی سوخت ۷۱ درجه سانتی‌گراد و حداکثر محدودیت ورودی سوخت ۲۰۳ میلی‌متر جیوه است.

سیستم هوای ورودی

موتور QST30-G4 برای عملکرد خود به جریان هوای احتراق مناسب نیاز دارد. حداکثر محدودیت فیلتر هوای موتور ۶.۲ کیلوپاسکال اعلام شده است و اطلاعات مربوط به هوای احتراق در دیتاشیت در بخش Air ارائه شده است.
طراحی سیستم هوای ورودی باید متناسب با شرایط نصب و نیاز موتور انجام شود. برای جزئیات اجرایی مربوط به کانال‌کشی، تهویه یا الزامات خاص محل نصب، این دیتاشیت به تنهایی اطلاعات کاملی ارائه نمی‌کند و باید به مستندات مرتبط با طراحی مجموعه مراجعه شود.

سیستم اگزوز

در شرایط بار نامی، جریان گازهای خروجی موتور حدود ۱۷۸.۶ مترمکعب در دقیقه اعلام شده است. دمای گاز اگزوز در اطلاعات فنی این مجموعه حدود ۵۶۵ درجه سانتی‌گراد است و حداکثر فشار برگشتی مجاز اگزوز ۱۹.۱ کیلوپاسکال اعلام شده است.

این پارامترها در طراحی سیستم اگزوز اهمیت دارند. به‌خصوص در زمان نصب ژنراتور در فضای بسته، مسیر خروج گازهای احتراق باید بر اساس جریان، دما و محدودیت فشار برگشتی مشخص‌شده برای موتور طراحی شود.

سیستم خنک‌کاری

Cummins C1100 D5 به سیستم خنک‌کاری رادیاتوری نصب‌شده روی مجموعه مجهز است. دمای محیط طراحی برای سیستم خنک‌کاری ۴۰ درجه سانتی‌گراد اعلام شده و ظرفیت مایع خنک‌کننده به همراه رادیاتور ۲۲۰ لیتر است. بار فن نیز ۱۷.۲ کیلووات مکانیکی اعلام شده است.

جریان هوای سیستم خنک‌کاری در شرایط اعلام‌شده ۱۷ مترمکعب بر ثانیه است. مجموع دفع حرارت سیستم در حالت Standby برابر ۲۸۵۰۰ Btu/min و در حالت Prime برابر ۲۶۳۹۰ Btu/min اعلام شده است. حداکثر محدودیت استاتیکی جریان هوای خنک‌کننده نیز ۲۷ میلی‌متر ستون آب است.

دمای محیط طراحی استاندارد ۴۰ درجه سانتی‌گراد است و دیتاشیت همچنین اطلاعاتی درباره Derating مجموعه در دماهای بالاتر ارائه می‌کند. در بخش Open Set، ضرایب مربوط به شرایط دمایی مختلف از جمله ۴۵، ۵۰ و ۵۵ درجه سانتی‌گراد درج شده‌اند؛ بنابراین در پروژه‌هایی با دمای محیط بالا، بررسی ظرفیت واقعی ژنراتور در شرایط نصب اهمیت دارد.

ابعاد و وزن ژنراتور

ژنراتور Cummins C1100 D5 در نسخه استاندارد Open Set دارای طول ۴۵۷۱ میلی‌متر، عرض ۱۷۰۲ میلی‌متر و ارتفاع ۲۳۳۲ میلی‌متر است. وزن خشک مجموعه حدود ۷۱۹۵ کیلوگرم و وزن تر آن حدود ۷۳۷۴ کیلوگرم اعلام شده است.

در مورد نسخه Enclosed، در بخش ابعاد استاندارد مقدار N/A درج شده و دیتاشیت ابعاد مشخصی برای این پیکربندی ارائه نمی‌کند. بنابراین برای تعیین ابعاد دقیق نسخه Enclosed باید از نقشه اختصاصی همان پیکربندی استفاده شود. همچنین خود دیتاشیت تأکید می‌کند که نقشه‌های کلی صرفاً برای نمایش هستند و برای ابعاد دقیق باید به Genset Outline Drawing مراجعه کرد.

آلترناتور و خروجی برق

آلترناتور استفاده‌شده در Cummins C1100 D5 مدل HC6K است. اتصال آن به صورت Wye و خروجی سه‌فاز است. ولتاژ خروجی در محدوده ۳۸۰ تا ۴۴۰ ولت اعلام شده و افزایش دمای آلترناتور ۱۵۰/۱۲۵ درجه سانتی‌گراد است. نوع Duty نیز S/P درج شده است.
این مشخصات، ژنراتور را برای سیستم‌های توزیع برق سه‌فاز با محدوده ولتاژ موردنظر مناسب می‌کند. با این حال، انتخاب نهایی مدل باید با توجه به ولتاژ واقعی شبکه، نوع بار، جریان مصرفی و شرایط بهره‌برداری پروژه انجام شود.

عملکرد در شرایط دمایی مختلف

یکی از نکات مهم در مشخصات Cummins C1100 D5، اطلاعات مربوط به Derating در دماهای محیطی بالاتر است. دیتاشیت برای نسخه Open Set، ظرفیت‌های مشخصی را در شرایط دمایی مختلف نشان می‌دهد و برای محصول Enclosed به دیتاشیت اختصاصی DD50-CSHHP ارجاع داده شده است. همچنین شرایط پایه ذکرشده برای Open Genset شامل عملکرد در ۴۰۰ ولت و ارتفاع ۱۵۰ متر از سطح دریا است.

این موضوع در پروژه‌هایی که ژنراتور در مناطق گرم یا در شرایط محیطی متفاوت از شرایط مرجع نصب می‌شود اهمیت دارد. ظرفیت واقعی قابل استفاده باید بر اساس شرایط محیطی پروژه و ضرایب Derating مربوط به همان پیکربندی بررسی شود.

کاربرد Standby و Prime Power

ژنراتور Cummins C1100 D5 می‌تواند بسته به طراحی پروژه به عنوان منبع برق اضطراری یا منبع Prime مورد استفاده قرار گیرد. توان Standby برابر ۱۱۱۰ kVA و توان Prime برابر ۱۰۰۰ kVA است. برای کاربردهای اضطراری، ESP برای بار متغیر در مدت قطع منبع اصلی تعریف شده است؛ در حالی که PRP برای تأمین بار متغیر در مدت نامحدود در نظر گرفته می‌شود.
بنابراین هنگام انتخاب ژنراتور، صرفاً نباید عدد kVA روی پلاک دستگاه را ملاک قرار داد. نوع بهره‌برداری، میزان بار، مدت زمان کارکرد، شرایط محیطی و نیاز به عملکرد Prime یا Standby از عوامل مهم در تعیین ظرفیت مناسب هستند.

ویژگی‌های فنی موتور

موتور QST30-G4 با آرایش ۵۰ درجه V12، ساختار چدنی، توربوشارژ و After-Cooled طراحی شده است. قطر سیلندر ۱۴۰ میلی‌متر، کورس پیستون ۱۶۵ میلی‌متر، نسبت تراکم ۱۴:۱ و سرعت نامی ۱۵۰۰ rpm از مشخصات اصلی موتور هستند. همچنین سیستم کنترل دور موتور Electronic بوده و راه‌اندازی با ۲۴ ولت DC انجام می‌شود.
ظرفیت روغن موتور ۱۵۴ لیتر است و سرعت متوسط پیستون ۸.۳ متر بر ثانیه اعلام شده است. این مشخصات در کنار توان خروجی ناخالص موتور، اطلاعات مناسبی برای بررسی فنی مجموعه و برنامه‌ریزی سرویس و نگهداری فراهم می‌کند.

جمع‌بندی

ژنراتور دیزلی Cummins C1100 D5 با موتور QST30-G4، توان Standby برابر ۱۱۱۰ kVA معادل ۸۸۸ kW و توان Prime برابر ۱۰۰۰ kVA معادل ۸۰۰ kW، یک مجموعه تولید برق با ظرفیت بالا محسوب می‌شود. این مدل با موتور V12 توربوشارژ و After-Cooled، آلترناتور HC6K، خروجی سه‌فاز Wye و ولتاژ ۳۸۰ تا ۴۴۰ ولت طراحی شده است.
مصرف سوخت در بار کامل در حالت Standby حدود ۲۲۴ لیتر در ساعت و در حالت Prime حدود ۲۰۲ لیتر در ساعت است. سیستم خنک‌کاری رادیاتوری دارای ظرفیت ۲۲۰ لیتر مایع خنک‌کننده بوده و وزن تر نسخه استاندارد Open Set حدود ۷۳۷۴ کیلوگرم اعلام شده است. ابعاد این نسخه نیز ۴۵۷۱ × ۱۷۰۲ × ۲۳۳۲ میلی‌متر است.
در مجموع، Cummins C1100 D5 برای پروژه‌هایی که به منبع برق دیزلی با ظرفیت حدود یک مگاوات، عملکرد Prime و Standby، موتور صنعتی V12 و امکان کار در شرایط مختلف محیطی نیاز دارند، گزینه‌ای قابل بررسی است. انتخاب نهایی باید بر اساس توان واقعی بار، نوع بهره‌برداری، شرایط دمایی و ارتفاع محل نصب، نیازهای سوخت‌رسانی و الزامات تهویه و اگزوز انجام شود. اطلاعات این متن بر اساس دیتاشیت ارائه‌شده برای C1100 D5 تنظیم شده و مواردی که در فایل مشخص نشده‌اند، به صورت قطعی تکمیل نشده‌اند.