Подача топлива

Для облегчения запуска и поддержания работы двигателя система питания должна надежно обеспечивать подачу топлива. Для этого требуется, как минимум, небольшой бак суточного объема (обычно располагается в основании генераторного агрегата и называется встроенным) расположенный вблизи агрегата. Поскольку этот бак рассчитан на работу в течение 8 часов, он часто оснащается дополнительной дистанционной системой подачи топлива, в которую входят основной бак, а также соответствующие насосы и система трубопроводов. Обычно для увеличения продолжительности работы предпочтительно использовать основные баки увеличенной емкости, а не доливку бака малого объема.

Это особенно важно для генераторных агрегатов, работающих в режиме резервирования с целью обеспечения их независимости от регулярной доливки. В ситуации, когда необходимо использование резервного генератора, процесс подачи топлива может прерваться.

Расположение бака
Для упрощения системы подачи топлива топливный бак должен располагаться как можно ближе к двигателю. Обычно безопасно хранить дизельное топливо в том же помещении, где находится двигатель, т.к. дизельное топливо не столь легко возгораемое и летучее, как бензин. Поэтому, если правила пожаробезопасности здания допускают такое хранение топлива, то топливный бак может располагаться вдоль или в основании генераторного агрегата, а также в соседнем помещении. Если это невозможно, основной топливный бак должен располагаться снаружи здания. Если бак расположен вне помещения, он должен быть защищен от замерзания, поскольку при этом увеличивается вязкость топлива. Расположение должно позволять доливку топлива, очистку бака и его осмотр. Бак может располагаться как выше, так и ниже уровня земли.

Дистанционные системы подачи топлива
Производитель рекомендует использовать один из пяти типов дистанционных систем подачи топлива:

  • Система 1: Система, в которой основной топливный бак расположен ниже бака суточного объема.
  • Система 2: Система, в которой основной топливный бак расположен выше бака суточного объема.
  • Система 3: Система, в которой генераторный агрегат запитывается от основного бака, установленного на достаточно высоком уровне.
  • Система 4: Система, в которой топливо должно подаваться с помощью насоса из отдельно стоящего основного бака в бак суточного объема.
  • Система 5: Система, в которой отдельный бак суточного объема питается через систему с насосом от основного бака.

Система 1:
Основной бак находится ниже бака суточного объема. В этой системе топливо должно подаваться при помощи насоса из основного бака в бак суточного оъема, который встроен в основание. См. рисунок 10.1.

Типовая схема топливной системы 1
Рисунок 10.1 Типовая схема топливной Системы 1

Данная система подачи топлива состоит из основного бака (позиция 1), который находится ниже уровня встроенного бака, органов управления дистанционной топливной системы (позиция 2), расположенных на панели управления генераторного агрегата, электрического топливного насоса переменного тока (позиция 3), индикаторов уровня топлива во встроенном баке (позиция 4), удлиненного вентиляционного вывода встроенного бака (позиция 5), трубопровода подачи топлива (позиция 6), обратного трубопровода (позиция 7) и топливного фильтра (позиция 8) на входе насоса.

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива во встроенном баке регистрируется соответствующим датчиком. Насос начинает накачивать топливо из основного бака во встроенный по трубопроводу подачи топлива. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей в электрический топливный насос. Когда основной бак наполнен это событие регистрируется соответствующим датчиком уровня и насос выключается. В случае переполнения бака избыток топлива сливается в основной бак через обратный трубопровод.

При использовании данной системы основной бак должен иметь возможность слива избытка топлива при переполнении (через обратный трубопровод), удлиненный вентиляционный вывод длиной 1.4 м для предотвращения перелива через этот вывод, манометры уровня топлива на встроенном баке. Возможность ручной заливки должна отсутствовать. Все другие соединения сверху бака должны иметь уплотнение для предотвращения утечек. Топливная система 1 не предназначена для работы со стандартными полиэтиленовыми баками, устанавливаемыми на малых генераторных агрегатах фирмы F.G. Wilson. В этом случае требуется дополнительный металлический бак и система управления серии 2001 (или выше).

При расположении основного бака нужно учитывать, что насос должен обеспечивать максимальную высоту подъема топлива при всасывании приблизительно 3 метра, а также, что максимальное сопротивление, вызванное потерями на трение в обратном трубопроводе, не должно превышать 2 ф/кв. дюйм.

Система 2:
Основной бак расположен выше встроенного бака. В этой системе топливо под действием силы тяжести перетекает из основного бака во встроенный. См. рисунок 10.2.

Типовая схема топливной системы 2
Рисунок 10.2 Типовая схема топливной Системы 2

Главными элементами этой системы являются основной бак (позиция 1), который расположен выше встроенного бака, органы управления дистанционной топливной системы (позиция 2), рас положенных на панели управления генераторного агрегата, клапан с приводом постоянного тока(позиция 3), индикаторы уровня топлива во встроенном баке (позиция 4), удлиненный обратный трубопровод и трубопровод вентиляции (с постоянным подъемом) встроенного бака (позиция 5), трубопровод подачи топлива (позиция 6), топливный фильтр (позиция 7) и изолирующий клапан основного бака (позиция 8).

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива во встроенном баке регистрируется соответствующим датчиком. Клапан с приводом постоянного тока открыт и топливо перетекает из расположенного выше основного бака во встроенный бак под действием силы тяжести. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей на клапан с приводом постоянного тока. Когда основной бак наполнен это событие регистрируется соответствующим датчиком уровня и клапан закрывается. В случае переполнения бака или наличии избыточного давления избыток топлива сливается в основной бак через удлиненный вентиляционный трубопровод.

При использовании данной системы встроенный бак должен иметь возможность слива избытка топлива при переполнении (через обратный трубопровод) и манометры уровня топлива на встроенном баке. Возможность ручной заливки должна отсутствовать. Все другие соединения сверху бака должны иметь уплотнение для предотвращения утечек. Топливная система 2 не предназначена для работы со стандартными полиэтиленовыми баками, устанавливаемыми на малых генераторных агрегатах фирмы F.G. Wilson. В этом случае требуется дополнительный металлический бак и система управления серии 2001 (или выше).

Расстояние "А" на рисунке 10.2 ограничено величиной 1400 мм для всех генераторных агрегатов с металлическими встроенными баками, кроме моделей Р550 — Р880Е, где это расстояние может быть увеличено до 1600 мм и моделей DDC135 — DDC330E, где это расстояние ограничено значением 800 мм.

Система 3:
Данная система предоставляет возможность использовать двигатель, питающийся непосредственно от расположенного на определенном уровне основного бака в обход встроенного бака (см. рисунок 10.3).

Типовая схема топливной системы 3
Рисунок 10.3 Типовая схема топливной Системы 3

К главным элементам данной системы относятся основной топливный бак (позиция 1), трубопровод подачи топлива (позиция 2), обратный топливный трубопровод (позиция 3) и изолирующий клапан основного бака (позиция 4).

Система действует следующим образом: При открытом изолирующем клапане топливо под действием силы тяжести подается в двигатель. Избыточное количество топлива возвращается обратно в основной бак через обратный трубопровод.

Расстояние "А" на рисунке 10.3 ограничено следующими значениями:

Модель Высота
Р22 — Р275Е 3300 мм
GEP30 — GEP200 3300 мм
РЗОО — Р880Е 6000 мм
Р850 — Р2200Е 2500 мм
DDC400 — DDC1740Е 1200 мм
ВВС135 — ВВС330У 800 мм
Cummins (Серия К) 2500 мм
Сaterpillar (серия 3500) 3000 мм
Paxman 3600 мм

Примечание: Выше приведены максимальные значения высоты. Эти значения могут быть уменьшены в зависимости от ограничений, накладываемых размерами трубопровода, длиной и засорением обратного трубопровода.

Система 4:
Для некоторых условий установки может понадобиться система, где топливо накачивается из отдельно стоящего основного бака (см. рисунок 10.4). Эта система с принудительной подачей топлива должна применяться, если невозможно обеспечить поступление топлива из основного бака во встроенный.

Типовая схема топливной системы 4
Рисунок 10.4 Типовая схема топливной Системы 4

Главными элементами этой системы являются основной бак (позиция 1), который расположен над уровнем земли, органы управления дистанционной топливной системы (позиция 2), расположенных на панели управления генераторного агрегата, топливный насос переменного тока (позиция 3), клапан с приводом постоянного тока (позиция 4), индикаторы уровня топлива во встроенном баке (позиция 5), трубопровод подачи топлива (позиция 6),удлиненный обратный трубопровод и трубопровод вентиляции (с постоянным подъемом) встроенного бака (позиция 7), топливный фильтр (позиция 8) и изолирующий клапан основного бака (позиция 9).

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива во встроенном баке регистрируется соответствующим датчиком. Клапан с приводом постоянного тока открыт и насос начинает накачивать топливо по трубопроводу из основного бака во встроенный. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей на клапан с приводом постоянного тока. Когда основной бак наполнен это событие регистрируется соответствующим датчиком уровня, насос выключается и клапан закрывается. В случае переполнения бака или наличии избыточного давления избыток топлива сливается в основной бак через удлиненный вентиляционный трубопровод.

При использовании данной системы встроенный бак должен иметь возможность слива избытка топлива при переполнении (через обратный трубопровод) и манометры уровня топлива на встроенном баке. Возможность ручной заливки должна отсутствовать. Все другие соединения сверху бака должны иметь уплотнение для предотвращения утечек. Топливная система 4 не предназначена для работы со стандартными полиэтиленовыми баками, устанавливаемыми на малых генераторных агрегатах фирмы F.G. Wilson. В этом случае требуется дополнительный металлический бак и система управления серии 2001 (или выше).

Расстояние "А" на рисунке 10.4 ограничено величиной 1400 мм для всех генераторных агрегатов с металлическими встроенными баками, кроме моделей Р550 — Р880Е, где это расстояние может быть увеличено до 3700 мм и моделей DDC135 — DDC330E, где это расстояние ограничено значением 800 мм. Обратите внимание, что максимальное сопротивление, вызванное потерями на трение и высотой обратного трубопровода, не должно превышать величины 2 ф/кв. дюйм.

Система 5:
В некоторых случаях необходимо использовать отдельный бак суточного объема, принудительно наполняемый из основного бака (см. рисунок 10.5).

Типовая схема топливной системы 5
Рисунок 10.5 Типовая схема топливной Системы 5

К главным элементам этой системы относятся основной топливный бак (позиция 1), бак суточного объема (позиция 2), органы управления дистанционной системы подачи топлива (позиция 4), расположенных на отдельной панели пользователя, топливный насос переменного тока (позиция 4), топливный клапан с приводом постоянного тока (позиция 5), индикаторы уровня топлива в баке суточного объема (позиция 6), трубопровод подачи топлива в бак суточного объема (позиция 7), трубопровод подачи топлива в двигатель (позиция 8), обратный трубопровод бака суточного объема (позиция 9), удлиненный вентиляционный трубопровод и обратный трубопровод (с постоянным подъемом) бака суточного объема (позиция 10), изолирующий клапан бака суточного объема (позиция 11), топливный фильтр (позиция 12) и изолирующий клапан основного бака (позиция 13).

Работа в автоматическом режиме происходит следующим образом: низкий уровень топлива в баке суточного объема регистрируется соответствующим датчиком. Клапан с приводом постоянного тока открыт и насос начинает накачивать топливо по трубопроводу из основного бака в бак суточного объема. Для гарантии питания двигателя чистым топливом из основного бака оно фильтруется перед подачей на клапан с приводом постоянного тока. Когда бак суточного объема наполнен, это событие регистрируется соответствующим датчиком уровня, насос выключается и клапан закрывается. В случае переполнения бака суточного объема или наличии избыточного давления избыток топлива сливается в основной бак через удлиненный вентиляционный трубопровод. При открытом изолирующем клапане бака суточного объема и работающем двигателе топливо подается из бака суточного объема в двигатель, а избыточное количество топлива возвращается в бак суточного объема.

Бак суточного объема должен быть разработан с учетом высоты установки "А" основного бака и потери на трение в трубопроводе, при переполнении бака. Обычно высота установки бака равна 3 метрам. Однако она может меняться в зависимости от конкретного варианта. В общем случае бак суточного объема с учетом высоты установки должен быть сконструирован в соответствии с Частью 5 стандарта BS799. Расстояние "А" на рисунке 10.5 ограничено следующими значениями:

Модель Высота
Р22 — Р275Е 3300 мм
РЗОО — Р880Е 6000 мм
Р850 — Р2200Е 2500 мм
DDC400 — DDC1740E 1200 мм
DDC135 — DDC330E 800 мм
Cummins (Серия К) 2500 мм
Caterpillar (серия 3500) 3000 мм
Paxman 3600 мм

В случае переполнения бака суточного объема основным баком в двигателях с инжекторами может произойти перелив топлива в цилиндрах. В этом случае важно, чтобы перед запуском лишнее топливо было удалено из цилиндров.

Конструкция бака
Топливные баки обычно изготавливаются из стального листа методом сварки или из упрочненной пластмассы. Если используется старый топливный бак, убедитесь, что он изготовлен из надлежащего материала. Он должен быть тщательно очищен от ржавчины, накипи и инородных отложений.

Подсоединения всасывающего, и обратного трубопроводов топлива должны быть по возможности разнесены во избежание рециркуляции горячего топлива и для обеспечения отделения газов из топлива. Всасывающие трубопроводы должны иметь удлинитель, находящийся ниже минимального уровня топлива в баке. Нижняя точка бака должна быть оснащена дренажным вентилем или заглушкой и находиться в доступном месте для периодического удаления конденсата и осадка. Также через заливную горловину бака можно вставить шланг для отсоса воды и осадка.

Заливная горловина основного топливного бака должна располагаться в легкодоступном месте. Для предотвращения попадания инородных веществ в горловину бака должна быть вставлена сетка с размером ячеек примерно 1.6 мм (1/16 дюйма). Крышка заливной горловины или наивысшая точка бака должна сообщаться с атмосферой для поддержания атмосферного давления топлива и обеспечения сброса давления в случае расширения объема топлива при росте температуры. Наивысшая точка бака должна сообщаться с горловиной для уменьшения вероятности задержки воздуха и выплескивания топлива при заполнении им бака. Бак может быть оснащен указателем уровня топлива — либо визуальным стрелочным индикатором, либо дистанционным электрическим.

Емкость топливного бака
Материалы трубопроводов подачи топлива должны быть совместимыми с любым видом топлива, например, изготовленными из стальных трубок или гибких шлангов, которые выдерживают воздействие окружающей среды.

Трубопроводы подачи топлива и обратные трубопроводы должны быть по крайней мере равны размерам фитингов двигателя, а трубопровод отвода избытка топлива должен быть на один размер больше. Для больших значений длины трубопровода или при низких температурах размеры этих трубопроводов должны быть увеличены для обеспечения необходимого расхода. Для соединения с двигателем во избежание повреждения или появления утечек в результате вибрации должны использоваться гибкие трубки.

Трубопровод подачи топлива должен обеспечивать забор топлива с уровня не ниже 50 мм (2 дюйма) от дна бака в наивысшей точке, вдали от дренажной заглушки.

Объем топливного бака суточного объема
Емкость топливного бака суточного объема определяется из ожидаемого расхода топлива и продолжительности работы между интервалами заливки. В частности, для генераторов, работающих в резервном режиме, необходимую продолжительность работы будет определять наличие службы доставки топлива. Не допускайте зависимости от службы быстрой доставки топлива при запуске системы. Вашим поставщикам может помешать перебой в электроснабжении.

Кроме того, объем бака должен быть достаточным для работы в условиях низкой температуры, поскольку некоторые типы двигателей возвращают горячее топливо, использованное для охлаждения инжекторов. Это особенно критично в больших генераторных агрегатах моделей Р852 — Р2200Е, где температура возвращаемого топлива может существенно увеличиваться. Это может привести к снижению параметров двигателя, т.к. топливный бак в этом случае не сможет обеспечить достаточный отвод тепла.

Для таких генераторов с целью поглощения избыточного тепла размер бака суточного объема, помимо стандартного объема топлива, должен иметь следующие значения:

Модель Избыточная емкость
С Охлаждением Топлива без Охлаждения Топлива
Р852 — Р1100Е 1500 литров 3000 литров
Р1250 — Р1650Е 2250 литров 4500 литров
Р1700 — Р2200Е 3000 литров 6000 литров