غالبًا ما يتم تسويق مولدات الغاز الطبيعي على أنها حلول محددة ونسيانها لأنها تتلقى إمدادًا مستمرًا بالوقود مباشرة من خطوط المرافق. هذه الراحة تخلق مفارقة الموثوقية. في حين أن هذه الوحدات تتجنب مشكلات تدهور الوقود وتنظيف الخزانات الشائعة في أنظمة الديزل، إلا أنها تقدم نقاط ضعف مميزة في اشتعالها وهندستها الكهربائية. غالبًا ما يخطئ المالكون في فهم عدم إدارة الوقود على أنه نقص في الصيانة الكاملة. هذا الافتراض خطير.
لا تقتصر الصيانة على تنظيف الآلة فحسب؛ يتعلق الأمر بتخفيف المخاطر. يعد المولد الخامل أحد الأصول الخاملة، ولكن المولد الذي يفشل في التشغيل أثناء فشل الشبكة يصبح مسؤولية فورية. غالبًا ما يرجع الفرق بين السيناريوهين إلى الالتزام ببروتوكولات الخدمة الصارمة. تستكشف هذه المقالة متطلبات الصيانة المحددة لمحركات الغاز التي تعمل بالشرر، والتي تغطي النطاق بدءًا من الوحدات السكنية الاحتياطية وحتى التطبيقات الصناعية المعقدة. سوف تتعلم كيفية تحديد أولويات ساعات التشغيل على وقت التقويم والتأكد من بقاء مصدر الطاقة الخاص بك قيد التشغيل عندما تصبح الشبكة مظلمة.
الساعات > التقويم: يتم تحديد الصيانة حسب ساعات التشغيل أولاً؛ وقت التقويم ثانوي.
فرق الإشعال: على عكس الديزل، تعتمد وحدات الغاز الطبيعي على شمعات الإشعال والملفات، والتي تتطلب جداول استبدال أكثر صرامة لمنع حدوث اختلالات.
مضاعف الانقطاع: أثناء الانقطاعات الطويلة، تتسارع الفواصل الزمنية للخدمة؛ قد يتطلب التشغيل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع تغيير الزيت كل 3-4 أيام (كل 100 ساعة).
النقاط العمياء للبطارية: 80% من حالات فشل التشغيل مرتبطة بالبطارية؛ أنها تتحلل بغض النظر عن استخدام المولد.
تبعية البرنامج: غالبًا ما تتطلب الوحدات التجارية الحديثة تحديثات ECM بالتزامن مع ضبط الأجهزة.
لفهم احتياجات الصيانة لمولد الغاز الطبيعي ، يجب على المرء أولاً أن يفهم كيف يختلف ميكانيكيًا عن بدائل الديزل. الفرق الأساسي يكمن في طريقة الإشعال. تعتمد محركات الديزل على الاشتعال بالضغط، وذلك باستخدام الضغط العالي لاحتراق الوقود. تستخدم محركات الغاز الطبيعي تقنية الإشعال بالشرارة، وهي تشبه محرك السيارة الذي يعمل بالبنزين ولكنها مصممة للأحمال الثقيلة.
إن الاعتماد على شمعات الإشعال وتقنية الملف على القابس يملي جزءًا كبيرًا من جدول الصيانة. لا تحتوي محركات الديزل على شمعات إشعال، مما يعني أنها تحتوي على عدد أقل من أجزاء الإشعال القابلة للاستهلاك. في محرك الغاز، تعمل شمعات الإشعال في بيئة حرارية شديدة. مع مرور الوقت، تتسع فجوة القطب بسبب التآكل، حتى لو كان المحرك يعمل تحت أحمال خفيفة.
إذا أصبحت هذه الفجوة واسعة جدًا، فإن الجهد المطلوب لقفز الفجوة يزداد. في نهاية المطاف، لا يمكن لملف الإشعال توفير ما يكفي من الجهد، مما يؤدي إلى خلل في الإشعال أو الفشل في بدء التشغيل. يجب على الفنيين فحص هذه المقابس بانتظام. ومع ذلك، هناك تحذير بالغ الأهمية ينطبق على الوحدات التجارية الحديثة: لا تقم بفصل هذه المقابس يدويًا. غالبًا ما تحدد الشركات المصنعة مثل Cummins أنه يجب استبدال المقابس بالكامل إذا كانت الفجوة خارج المواصفات. يمكن أن يؤدي ثني القطب الكهربائي يدويًا على قابس صناعي عالي الأداء إلى إضعاف المعدن، مما يتسبب في انقطاع القطب الكهربائي وسقوطه في الأسطوانة، مما يؤدي إلى فشل كارثي في المحرك.
يوفر الغاز الطبيعي ميزة واضحة في كيمياء الوقود. ونظرًا لأنه يتم توفير الوقود عبر خطوط المرافق، فإنه يظل مستقرًا كيميائيًا. لا يحتاج المالكون إلى القلق بشأن تلميع الوقود، أو إضافات المبيدات الحيوية، أو تنظيف الرواسب، وهي عناصر أساسية مكلفة لصيانة الديزل.
وهذا يزيل خطر التكديس الرطب الناتج عن الوقود القديم المتدهور. ومع ذلك، لا يزال من الممكن حدوث التكديس الرطب في محركات الغاز إذا تم تشغيلها بأحمال خفيفة جدًا (أقل من 30٪) لفترات طويلة. في هذا السيناريو، لا يسخن المحرك بدرجة كافية لحرق كل الوقود والزيت الموجود في الأسطوانة، مما يؤدي إلى تراكم الكربون على الصمامات وتزجيج الوقود غير المحترق على جدران الأسطوانة. على الرغم من أنه أقل شيوعًا من الديزل، إلا أنه يظل عاملاً يتطلب اختبار بنك الأحمال لحله.
يحترق الغاز الطبيعي بدرجة حرارة أعلى من احتراق الديزل. تضع درجة حرارة الاحتراق المرتفعة ضغطًا هائلاً على نظام التشحيم. يقوم الزيت الموجود في محرك الغاز الطبيعي بأكثر من مجرد التشحيم؛ فهو يعمل كمبرد مهم للمكونات الداخلية مثل المكابس والشواحن التوربينية.
يحدث الانهيار الحراري لزيت المحرك بشكل أسرع في هذه الوحدات. يعد استخدام زيت السيارات القياسي بمثابة وصفة لكارثة. يجب على المالكين الالتزام الصارم بلزوجة الزيت الاصطناعي الموصى بها من قبل الشركة المصنعة للمعدات الأصلية، عادةً 5W-20 أو SAE 30، اعتمادًا على درجة الحرارة المحيطة. تقاوم الزيوت الاصطناعية الانهيار الحراري وتحافظ على لزوجتها في ظل ظروف الحرارة العالية لمولد يعمل بسرعة 3600 دورة في الدقيقة (للوحدات الأصغر) أو 1800 دورة في الدقيقة (للوحدات الصناعية).
المولد عبارة عن آلة تقيس عمرها بالساعات، وليس بالأميال. تدق ساعة الصيانة بشكل مختلف اعتمادًا على ما إذا كانت الوحدة في وضع الاستعداد أو تعمل بشكل مستمر أثناء حدوث كارثة. يعد تجاهل عداد ساعات التشغيل هو السبب الأكثر شيوعًا للفشل المبكر في المحركات ومجموعات المولدات.
الخدمة الأكثر أهمية في حياة المولد هي الخدمة التي يتم إجراؤها بعد دورة التشغيل الأولى. تحتوي المحركات الجديدة على حطام الآلات المجهرية ونشارة معدنية متبقية من عملية التصنيع. أثناء تشغيل المحرك لأول 24 ساعة، تتسرب هذه الجزيئات إلى الزيت وتعلق في الفلتر.
إذا فشلت في تغيير الزيت والفلتر بعد فترة الاستراحة البالغة 20-25 ساعة، فسوف تنتشر تلك الحطام الكاشطة عبر المحرك، مما يؤدي إلى إتلاف جدران الأسطوانة وإتلاف المحامل. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يكون تعديل رباط الصمام إلزاميًا في هذه المرحلة. عندما تسخن المكونات المعدنية وتستقر في مكانها، يمكن أن تتغير الفجوة (الرموش) بين الذراع المتأرجح وساق الصمام. إذا لم يتم تصحيح ذلك، فقد يعاني المحرك من احتراق الصمامات أو فقدان الضغط.
بالنسبة للوحدة التي تقضي معظم حياتها في انتظار انقطاع التيار الكهربائي، يركز الجدول الزمني على الاستعداد ومنع الركود.
| التردد | المهام الحاسمة | الهدف الأساسي |
|---|---|---|
| أسبوعي | تمرين عدم التحميل التلقائي (15-20 دقيقة). تحقق من منطق تبديل النقل. | تشحيم الأختام منع الاحتكاك بداية الجافة. |
| شهريا | تحقق من مستويات سائل التبريد/الزيت. فحص أطراف البطارية. تحقق من دخول القوارض. | قبض على تسرب السوائل وتآكل البطارية في وقت مبكر. |
| سنوي (أو 200 ساعة) | تغيير كامل للسوائل (الزيت، سائل التبريد). استبدل مرشحات الهواء/الزيت/الوقود. فحص شمعات الإشعال. | إعادة ضبط كيمياء السوائل؛ إزالة الملوثات. |
تتغير قواعد الصيانة بشكل جذري عند فشل الشبكة. خلال حدث مناخي كبير، قد يعمل المولد لأيام أو أسابيع دون توقف. في سيناريو المهام الشديدة هذا، يصبح جدول الصيانة السنوية غير ذي صلة. يجب عليك التبديل إلى جدول كل ساعة.
عادةً ما يتم ضغط فترات تغيير الزيت إلى كل 100-150 ساعة من وقت التشغيل. إذا كان المولد يعمل 24 ساعة يوميًا، فهذا يعني أنه يحتاج إلى تغيير الزيت كل 4 إلى 6 أيام. غالبًا ما يتجاهل المالكون مضاعف الانقطاع هذا. سيؤدي تشغيل المحرك لمدة 500 ساعة متواصلة بنفس الزيت إلى تحويل الزيت إلى حمأة، مما يؤدي إلى توقف المحرك عندما تكون هناك حاجة ماسة إلى الطاقة. علاوة على ذلك، تؤدي درجات الحرارة القصوى إلى تضخيم هذا الضغط. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أعلى من 85 درجة فهرنهايت أو أقل من 40 درجة فهرنهايت، فإن لزوجة الزيت تتحلل بشكل أسرع، وقد يلزم خفض الفواصل الزمنية إلى النصف لحماية المحرك.
في حين أن كتلة المحرك تحظى بأكبر قدر من الاهتمام، فإن الأنظمة المساعدة هي المسؤولة عن غالبية حوادث الفشل في بدء التشغيل. تتعامل خطة الصيانة القوية مع النظام البيئي للمولد بأكمله كوحدة واحدة.
البطارية هي نقطة الفشل الأكثر شيوعًا. تشير بيانات الصناعة إلى أن ما يقرب من 80% من أعطال المولدات مرتبطة بالبطارية. وعلى عكس بطارية السيارة، التي يتم إعادة شحنها يوميًا، تبقى بطارية المولد في حالة سبات، وتعتمد على شاحن قليل للحفاظ على الاستعداد.
تتمتع البطاريات بعمر كيميائي ثابت يصل إلى 2-3 سنوات. يحدث هذا التدهور بغض النظر عن عدد مرات تشغيل المولد. حتى لو أظهرت البطارية 12 أو 24 فولت على المقياس المتعدد، فقد تفتقر إلى أمبير التدوير (CCA) المطلوب لتشغيل محرك بارد. الخطوة العملية هنا هي تركيب أجهزة شحن ذكية تراقب الجهد العائم وإجراء اختبار الحمل سنويًا. فحص الجهد البسيط غير كافي؛ يحاكي اختبار الحمل الضغط الناتج عن بدء التشغيل لمعرفة ما إذا كانت البطارية تحتفظ بشحنتها.
يعد مفتاح النقل التلقائي (ATS) هو العقل المدبر للعملية، ومع ذلك يتم تجاهله غالبًا في قوائم المراجعة التي تركز على المحرك. يجب أن يكتشف ATS فقدان المرافق، ويعطي إشارة لبدء تشغيل المولد، ثم يقوم بتبديل الحمل فعليًا.
مع مرور الوقت، يمكن أن تعاني الموصلات الكهربائية الموجودة داخل المفتاح من الحفر أو تراكم الكربون بسبب الانحناء. بالنسبة للمنشآت التي تحتوي على أجهزة إلكترونية حساسة، مثل مراكز البيانات المزودة بمحركات الغاز ، يعد توقيت هذا التبديل أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تتضمن الصيانة التحقق من استقرار الجهد أثناء التحول بالمللي ثانية. إذا كان المفتاح كسولًا أو تم تآكل الموصلات، فقد يؤدي ارتفاع الجهد أو الترهل الناتج إلى إتلاف الخوادم ومعدات الشبكات.
تعتبر محركات الاحتراق الداخلي والغاز حساسة للغاية لارتفاع درجة الحرارة. يتضمن نظام التبريد أكثر من مجرد فحص مستويات مضاد التجمد. تصبح أحزمة التشغيل المطاطية التي تعمل على تشغيل المروحة ومضخة المياه هشة بمرور الوقت.
قد ينكسر الحزام الذي يبدو جيدًا بصريًا تحت عزم الدوران المفاجئ للبداية الباردة. يجب بشكل عام استبدال الأحزمة كل 3 إلى 5 سنوات. بالإضافة إلى ذلك، عوائق تدفق الهواء هي القاتل الصامت. انسداد زعانف الرادياتير بالغبار أو بذور خشب القطن أو أوراق الشجر يقلل من كفاءة التبريد. إذا لم يتمكن المحرك من تبديد الحرارة، فسوف تؤدي مستشعرات السلامة إلى إيقاف تشغيل درجة الحرارة العالية خلال دقائق من قبول الحمل.
المولدات الحديثة هي أجهزة كمبيوتر بقدر ما هي محركات. تعمل الوحدات التجارية من الشركات المصنعة مثل Generac Industrial أو Cummins على برامج ثابتة معقدة تتحكم في نسب الهواء والوقود وتوقيت الإشعال. يقوم المصنعون بشكل متكرر بإصدار تحديثات ECM (وحدة التحكم في المحرك) لتحسين هذه المعلمات بناءً على البيانات الميدانية.
أفضل الممارسات هي تحديث هذا البرنامج عند تغيير شمعات الإشعال. مع تآكل الأجهزة، قد تتغير متطلبات التوقيت قليلاً. ويضمن تحديث البرنامج تطابق المنطق الرقمي مع الحالة المادية لمكونات المحرك، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة ومنع الإنذارات المزعجة.
غالبًا ما يسأل المالكون عما يمكنهم التعامل معه بأنفسهم مقابل ما يتطلب فنيًا معتمدًا. يعد رسم هذا الخط بشكل صحيح أمرًا ضروريًا للحفاظ على السلامة والضمان.
هناك العديد من مهام الصيانة منخفضة المخاطر التي يجب على المالكين القيام بها. عمليات التفتيش البصرية هي خط الدفاع الأول. إن التجول حول الوحدة للبحث عن برك الزيت أو الحطام السائب أو النباتات التي تسد فتحات السحب يمنع المشكلات البسيطة من أن تصبح إصلاحات معقدة. يمكن للمالكين أيضًا رفع مستويات الزيت بأمان، بشرط أن يستخدموا الزيت الاصطناعي المحدد من قبل الشركة المصنعة الأصلية. إن تعلم كيفية تفسير مؤشرات الحالة - مثل فهم ما يعنيه ضوء الصيانة الأصفر الثابت مقابل إنذار أحمر وامض - يقع أيضًا ضمن نطاق المالك.
تحمل بعض المهام مخاطر عالية أو تتطلب أدوات متخصصة. يتضمن اختبار سلامة خط الغاز فحص منظم الضغط والملف اللولبي للوقود بحثًا عن التسريبات. وهذا يتطلب أدوات شم وأجهزة قياس ضغط لا يمتلكها معظم أصحاب المنازل. يشكل تسرب الغاز خطر انفجار فوري.
يعد اختبار بنك التحميل مهمة أخرى مخصصة للمحترفين فقط. يتضمن ذلك توصيل عنصر تسخين خارجي بالمولد لإجباره على العمل بقدرة مقدرة بنسبة 100%. يؤدي هذا إلى حرق رواسب الكربون المتراكمة الرطبة والتحقق من قدرة نظام التبريد على التعامل مع أقصى قدر من الحرارة. يمنع متلازمة المحرك البطيء، حيث يبدو المحرك سليمًا ولكنه يفشل عند تحميله بالكامل. تتطلب تعديلات خلوص الصمام أيضًا وجود فني. يمكن أن يؤدي ضبط الرموش بشكل غير صحيح إلى عدم إغلاق الصمامات بشكل كامل، مما يؤدي إلى حرق الصمامات وإصلاحات رأس الأسطوانة باهظة الثمن. وأخيرًا، سوف يقوم العديد من مصنعي المعدات الأصلية بإلغاء الضمان إذا لم يتم تسجيل فترات الخدمة الرئيسية (مثل خدمة 2000 ساعة) بختم فني معتمد.
من الخطأ النظر إلى الصيانة كمصروفات بند؛ إنه استثمار في الحفاظ على رأس المال. تضمن الميزانية المناسبة أن يكون توليد الطاقة في الموقع متاحًا فعليًا عند الدفع مقابله.
بالنسبة للوحدات السكنية الاحتياطية (عادةً 10 كيلووات - 24 كيلووات)، يجب على المالكين أن تتراوح ميزانيتهم بين 300 و600 دولار سنويًا. يغطي هذا زيارة خدمة شاملة واحدة والمواد الاستهلاكية البسيطة. بالنسبة للمنشآت التجارية والصناعية، ترتفع التكاليف بشكل كبير بسبب حجم خزانات السوائل وتعقيد الأنظمة. غالبًا ما تتراوح ميزانيات هذه الوحدات من 1500 دولار إلى 3000 دولار سنويًا، وتختلف بناءً على تصنيف كيلووات وإمكانية الوصول إلى الموقع.
تمتد الميزانية الذكية إلى ما هو أبعد من العقد السنوي. يجب على المالكين وضع ميزانية للمواد الاستهلاكية أثناء الاستخدام. إذا تسببت كارثة إقليمية في انقطاع التيار الكهربائي لمدة أسبوعين، فسيحتاج المولد إلى ما يقرب من ثلاثة تغييرات زيت وثلاث مجموعات من المرشحات خلال تلك الفترة وحدها. إذا لم تكن هذه الأجزاء في متناول اليد، فقد يضطر المولد إلى إيقاف التشغيل. يعد الحفاظ على رف الطوارئ مع ما يكفي من الزيت والمرشحات لمدة 300 ساعة من وقت التشغيل بمثابة توصية قياسية للبنية التحتية الحيوية.
يتم حساب عائد الاستثمار (ROI) للصيانة من خلال إطالة عمر الأصل. يمكن لمحرك الغاز الذي يتم صيانته جيدًا من شركة مصنعة من الدرجة الأولى (مثل CAT أو MTU) أن يصل إلى 20.000 إلى 30.000 ساعة من التشغيل قبل أن يحتاج إلى إصلاح شامل. وفي المقابل، قد تعاني الوحدة المهملة من فشل فادح في أقل من 5000 ساعة. ومن خلال تأجيل النفقات الرأسمالية لاستبدال الوحدة بأكملها لمدة 10 أو 15 سنة، فإن ميزانية الصيانة تغطي تكاليفها عدة مرات.
لا تتعلق صيانة مولد الغاز الطبيعي بتنظيف الوقود المتسخ بقدر ما تتعلق بالحفاظ على الدقة الكهربائية والحرارية. في حين أن مصدر الوقود أنظف من الديزل، إلا أن المتطلبات على نظام الإشعال ومكونات التبريد لا ترحم. موثوقية هذه الآلات ليست متأصلة؛ تم تصميمه من خلال الرعاية المستمرة.
الحكم النهائي لأي مالك هو التعامل مع المولد باعتباره أصلًا لسلامة الحياة. إن الالتزام بقاعدة الساعات أو الوقت (أيهما يأتي أولاً) هو الطريقة الوحيدة لضمان إضاءة الأضواء عند تعطل الشبكة. إن فشل المولد في التشغيل هو أسوأ من عدم وجود مولد على الإطلاق، لأنه يوفر إحساسًا زائفًا بالأمان.
قم بمراجعة سجلات الخدمة الحالية لديك اليوم. حدد ما إذا كانت المهام المهنية الهامة مثل اختبار بنك التحميل أو تعديلات رموش الصمام قد تم تفويتها خلال الـ 24 شهرًا الماضية. إذا كان الأمر كذلك، فإن استراتيجية تخفيف المخاطر الخاصة بك بها فجوات تحتاج إلى إغلاق فوري.
ج: عادةً كل 200 ساعة من وقت التشغيل أو مرة واحدة سنويًا. ومع ذلك، أثناء الاستخدام المستمر في حالات الطوارئ، يزيد هذا التردد إلى كل 100 ساعة، خاصة في درجات الحرارة القصوى.
ج: بشكل عام، نعم. إنهم يتجنبون مشاكل تلميع الوقود والتكديس الرطب المرتبطة بالديزل. ومع ذلك، فإنها تتطلب المزيد من الاهتمام المتكرر بنظام الإشعال (شمعات الإشعال/الملفات) ونظام التبريد.
ج: يمكن أن يؤدي تخطي ذلك إلى تعميم النشارة المعدنية الناتجة عن عملية التصنيع في المصنع عبر المحرك، مما قد يؤدي إلى إتلاف جدران الأسطوانة وإبطال ضمان الشركة المصنعة.
ج: لا. المولدات تعمل بدرجات حرارة متواصلة أعلى من السيارات. استخدم اللزوجة الاصطناعية المحددة الموصى بها من قبل الشركة المصنعة الأصلية (غالبًا 5W-20 أو SAE 30) لمنع الانهيار الحراري.
ج: مع الالتزام الصارم بجداول الصيانة، يبلغ متوسط العمر المتوقع للوحدات التجارية 20-30 عامًا أو 10,000 إلى 30,000 ساعة تشغيل. تتطلب البطاريات والأحزمة عادةً استبدالها كل 3-5 سنوات.
