Monitoraggio del carburante per i generatori diesel dei data center – come farlo e perché è così importante?

La qualità del sistema di approvvigionamento elettrico è un indicatore fondamentale del livello di servizio di un moderno data center. È comprensibile: tutto l'hardware necessario per il funzionamento del data center è alimentato dall'elettricità. Senza elettricità, i server, la rete, i sistemi ingegneristici e lo storage si fermeranno fino a quando l'approvvigionamento elettrico non sarà completamente ripristinato.  

Spieghiamo quale ruolo gioca il gasolio e il nostro sistema di controllo della sua qualità nel garantire un funzionamento ininterrotto del data center Linxdatacenter a San Pietroburgo. 

Sarete sorpresi, ma gli specialisti di Uptime Institute, durante la certificazione dei data center in conformità agli standard di qualità del settore, assegnano un'importanza primaria alla qualità del funzionamento dei generatori diesel quando valutano il sistema di approvvigionamento elettrico. 

Perché? Il funzionamento ininterrotto del data center è centrale per l'economia digitale. La realtà è che un'interruzione di corrente di 15 millisecondi è sufficiente a compromettere i processi aziendali con conseguenze tangibili per l'utente finale. È tanto o poco? Un millisecondo (ms) è un'unità di tempo pari a un millesimo di secondo. Cinque millisecondi è il tempo necessario a un'ape per compiere un battito d'ala. Per sbattere le palpebre, a un uomo servono 300-400 ms. Una sola minuto di inattività già nel 2013 costava alle aziende in media 7900 dollari, secondo i dati dell'azienda Emerson. Con l'aumento della digitalizzazione delle imprese, le perdite possono ammontare a centinaia di migliaia di dollari per ogni 60 secondi di inattività. L'economia richiede alle aziende una connettività del 100%. 

Eppure, perché i generatori diesel sono considerati da UI la principale fonte di approvvigionamento elettrico? Perché, in caso di interruzione delle reti elettriche principali, il data center può contare su di essi come unica fonte di alimentazione per mantenere operativi tutti i sistemi fino al ripristino dell'erogazione di elettricità attraverso i canali principali.   

Per il nostro data center a San Pietroburgo, le questioni relative alle fonti di alimentazione giocano un ruolo particolarmente importante: il data center è completamente indipendente dalla rete cittadina e viene alimentato da un impianto di generazione elettrica a gas con una capacità di 12 MW. Se per qualche motivo l'erogazione del gas viene interrotta, il data center passa a lavorare con le unità di generazione di emergenza. Inizialmente vengono attivate le UPS, le cui capacità sono sufficienti per 40 minuti di funzionamento ininterrotto del data center, i generatori diesel si avviano entro 2 minuti dopo l'interruzione del funzionamento dell'impianto a gas e funzionano con la riserva di carburante esistente per almeno altre 72 ore. Parallelamente verrà attivato il contratto con il fornitore di carburante, che è obbligato a consegnare i volumi concordati al data center entro 4 ore. 

La preparazione per la certificazione Uptime Institute in conformità agli standard di gestione operativa Management & Operations ci ha costretti a prestare la massima attenzione al processo di fornitura di carburante per i generatori, al controllo della sua qualità, all'interazione con i fornitori, ecc. È logico: la qualità del funzionamento della centrale nucleare di Sosnovy Bor non dipende da noi, mentre per la nostra parte della rete elettrica dobbiamo rispondere in pieno. 

Carburante diesel per il data center: a cosa prestare attenzione 

Affinché i generatori funzionino a lungo, in modo affidabile ed economico, è necessario non solo acquistare attrezzature affidabili, ma anche selezionare correttamente il carburante diesel (DТ) per esse.

Alcune evidenze: ogni carburante ha un termine di scadenza – 3-5 anni. Inoltre, esso varia notevolmente in base a diversi parametri: un tipo di carburante è adatto per essere utilizzato in inverno, un altro – è completamente inadeguato, e il suo utilizzo può portare a gravi incidenti. 

È necessario monitorare attentamente tutti questi aspetti per evitare situazioni in cui le unità di generazione di emergenza non possano partire a causa di carburante scaduto o inadeguato per la stagione.

Uno dei parametri più importanti della classificazione è il tipo di carburante utilizzato. La qualità del tipo scelto da un fornitore specifico influisce sulla elevata prestazione e sull'affidabilità del funzionamento delle attrezzature. 

Una corretta scelta del carburante diesel garantirà i seguenti vantaggi: 

• alta efficienza; 
• economia e costi contenuti; 
• elevato coppia; 
• alta compressione.

Numero di cetano 

In realtà, il gasolio ha molte caratteristiche che puoi studiare nel passaporto di un particolare lotto di prodotto. Tuttavia, per gli specialisti, i criteri principali per determinare la qualità di questo tipo di carburante sono il numero di cetano e le proprietà termiche. 

Il numero di cetano nel gasolio determina le capacità di avvio, ovvero la capacità del combustibile di accendersi. Maggiore è questo numero, più rapidamente il carburante brucia nella camera – e più uniformemente (e in sicurezza!) brucia la miscela di gasolio e aria. L'intervallo standard dei suoi valori è compreso tra 40 e 55. Un gasolio di alta qualità con un valore elevato di cetano assicura al motore: il tempo minimo necessario per il riscaldamento e l'accensione, un funzionamento uniforme e un'efficienza energetica, nonché una potenza elevata.

Pulizia del gasolio 

L'ingresso di acqua e impurità meccaniche nel gasolio è ancora più pericoloso rispetto alla benzina. Tale carburante potrebbe diventare inadatto all'uso. In alcuni casi, la presenza di impurità meccaniche può essere rilevata come un deposito sul fondo del serbatoio di gasolio.
L'acqua si separa anche dal carburante e si deposita sul fondo, permettendo di rilevarne la presenza. Nel gasolio non decantato, l'acqua provoca la sua torbidezza.

Migliorare le prestazioni operative può essere ottenuto tramite la pulizia del gasolio. Per questo esistono impianti e sistemi di filtrazione speciali. La scelta dell'attrezzatura per tale procedura dipende da cosa occorre rimuovere dal carburante: paraffina, impurità meccaniche, zolfo o acqua. 

Il fornitore è responsabile della qualità della pulizia del carburante, per cui è importante avere un sistema di controllo del fornitore, di cui parleremo più avanti, e non dimenticare misure aggiuntive. Pertanto, per la depurazione del carburante, abbiamo installato separatoti di carburante Separ nella condotta di ciascun DG.

Separatori di carburante.

Condizioni atmosferiche

Nella ricerca della qualità e del prezzo accessibile per il carburante, le aziende spesso dimenticano la temperatura alla quale opererà la stazione. A volte, la scelta di un carburante "per tutte le condizioni" non causa particolari danni. Ma se la stazione è utilizzata all'aperto, è consigliabile scegliere il carburante in base alle realtà climatiche.

I produttori classificano il carburante diesel in estate, inverno e "artico" - per temperature estremamente basse. In Russia, la suddivisione del carburante in base alle stagioni è regolata dalla norma GOST 305-82. Il documento prescrive di utilizzare i marchi estivi di combustibile a temperature superiori a 0 °C. Il carburante invernale è adatto per l'uso a temperature fino a -30 °C. "Artico" è per il freddo fino a -50 °C.

Per un funzionamento stabile dei generatori diesel, abbiamo deciso di acquistare carburante diesel invernale a -35℃. Questo ci consente di non preoccuparci delle variazioni stagionali del tempo.

Come controlliamo il carburante

Affinché i generatori diesel funzionino in modo affidabile, è necessario assicurarsi che il fornitore consegni esattamente il carburante di cui hai bisogno. 

Abbiamo riflettuto a lungo sulla soluzione di questo problema, considerando l’opzione di prelevare campioni e inviarli per analisi a laboratori specializzati. Tuttavia, questo approccio richiede tempo, e cosa fare se i risultati dell'analisi sono insoddisfacenti? Il lotto è già stato spedito – restituzione, riordino? E come comportarsi se tale riordino capiti nel periodo in cui è necessario avviare i generatori? 

E così abbiamo deciso di misurare la qualità del carburante in loco, utilizzando ottanometri, in particolare – utilizzando SHATOX SX-150. Questo strumento consente di eseguire un'analisi rapida del carburante fornito, determinando non solo il numero di cetano, ma anche il punto di congelamento e il tipo di carburante.

Il principio di funzionamento dell’ottanometro si basa sul confronto dei numeri di ottano/cetano dei campioni certificati di gasolio/benzina con il gasolio/benzina da controllare. Nel processore speciale sono state inserite le tabelle dei tipi di carburante certificati utilizzati, che il programma di interpolazione confronta con i parametri del campione prelevato e con le correzioni per la temperatura del campione.

Questo strumento consente di ottenere risultati sulla qualità del carburante in tempo reale. Le regole per la misurazione della qualità del carburante tramite ottanometro sono scritte nel regolamento per il servizio operativo.

Il principio di funzionamento dell’ottanometro

1. Il sensore dello strumento viene posizionato su una superficie orizzontale e collegato all'unità di misura.
2. Lo strumento si accende con il sensore vuoto. Sull'unità di misurazione vengono visualizzati valori zero CETANE:
   • Cet = 0.0;
   • T fr = 0.0.
3. Dopo aver verificato il funzionamento dell'apparecchio, è necessario riempire il sensore di carburante fino all'orlo. Il processo di misurazione e aggiornamento dei dati richiede non più di 5 secondi.
4. Dopo la misurazione, i dati vengono inseriti in una tabella e confrontati con i valori normali. Per comodità, nelle celle sono stati impostati evidenziazioni automatiche dei valori. In caso di valori accettabili, viene colorato di verde, mentre per parametri insoddisfacenti – di rosso, permettendo un controllo aggiuntivo dei parametri del carburante fornito.
5. Per noi abbiamo scelto i seguenti valori normali per la qualità del carburante:
   • Cet = 40-52;
   • Tfr = da meno 25 a meno 40.

Tabella di monitoraggio delle risorse di carburante

S – carburante estivo, W – invernale, A – artico.

PROFIT! O come ha funzionato 

Infatti, i primi risultati del progetto abbiamo iniziato a riceverli subito dopo l'avvio del sistema di controllo in esercizio. Il primo controllo ha mostrato che il fornitore ha consegnato carburante non conforme ai parametri dichiarati. Di conseguenza, abbiamo restituito il serbatoio e richiesto una sostituzione del lotto. Senza il sistema di controllo, potremmo trovarci nella situazione di non avviare il DGU a causa della bassa qualità del carburante.

In un piano generale e strategico, un tale livello di attenzione nel controllo della qualità fornisce piena sicurezza nella continuità dell'approvvigionamento energetico del Data Center, quando possiamo affidarci completamente a noi stessi nella soluzione del compito di mantenere il 100% di uptime del sito. 

E non sono solo parole: probabilmente siamo l'unico Data Center in Russia che, durante un tour dimostrativo per un cliente, possiamo rispondere positivamente alla richiesta "Potete scollegarvi dallo schema energetico principale per mostrare il passaggio a quello di riserva?" e immediatamente, sotto gli occhi di tutti, trasferiamo tutte le attrezzature a riserva in qualsiasi momento. La cosa più importante è che qualsiasi dipendente con il livello di accesso appropriato può farlo: i processi sono stati ottimizzati a un grado sufficiente da non dipendere da un esecutore specifico – siamo così sicuri di noi stessi in questo senso.
 
Tuttavia, non solo noi: il processo di controllo della qualità del gasolio durante la certificazione secondo l'Uptime Institute ha attirato l'attenzione degli auditor dell'organizzazione, che lo hanno preso nota come best practices del settore.

Fonte: habr.com