Monitoraggio del carburante per generatori diesel del datacenter – come attuarlo e perché è così importante?

La qualità del sistema di alimentazione elettrica è un indicatore fondamentale del livello di servizio di un moderno data center. È chiaro: tutto l'hardware necessario per il funzionamento del data center è alimentato dall'elettricità. Senza di essa, server, rete, sistemi ingegneristici e sistemi di archiviazione cesseranno di funzionare fino al completo ripristino dell'alimentazione elettrica.  

Spieghiamo quale ruolo gioca il carburante diesel e il nostro sistema di controllo qualità nella continuità operativa del data center Linxdatacenter a San Pietroburgo. 

Vi sorprenderà sapere che gli esperti di Uptime Institute, durante la certificazione dei data center secondo gli standard di qualità del settore, attribuiscono la massima importanza alla qualità del funzionamento dei generatori diesel nella valutazione del sistema di alimentazione elettrica. 

Perché? Il funzionamento ininterrotto di un datacenter è fondamentale per l'economia digitale. La realtà è che 15 millisecondi di interruzione dell'alimentazione di un datacenter sono sufficienti per compromettere i processi aziendali con conseguenze tangibili per l'utente finale. È molto o poco? Un millisecondo (ms) è un'unità di tempo pari a un millesimo di secondo. Cinque millisecondi sono il tempo necessario a un'ape per battere le ali una volta. Per sbattere le palpebre, un essere umano impiega 300–400 ms. Un minuto di inattività già nel 2013 costava alle aziende in media 7900 dollari, secondo Emerson. Con la crescente 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 al 100%. 

E comunque, perché i generatori diesel sono considerati la fonte principale di alimentazione nei datacenter? Perché in caso di interruzione delle reti elettriche principali, il datacenter può fare affidamento su di essi come unica fonte di energia per mantenere attive tutte le sue sistemi fino al ripristino della corrente tramite i canali principali.   

Per il nostro data center a San Pietroburgo, le questioni relative alle fonti di alimentazione rivestono un'importanza particolare: il data center è completamente indipendente dalla rete cittadina e viene alimentato da una centrale elettrica a gas a pistoni con una potenza di 12 MW. Se, per qualche motivo, la fornitura di gas si interrompe, il data center passa al funzionamento con un gruppo elettrogeno. Inizialmente si attivano gli UPS, la cui capacità è sufficiente per 40 minuti di funzionamento ininterrotto del data center, i generatori diesel si avviano entro 2 minuti dopo l'arresto della centrale elettrica a gas e funzionano con il carburante disponibile per almeno altre 72 ore. Contestualmente, scatta un contratto con il fornitore di carburante, il quale è obbligato a consegnare i quantitativi concordati al data center entro 4 ore. 

La preparazione per la certificazione Uptime Institute secondo gli standard di gestione operativa ci ha spinti a prestare particolare attenzione al processo di fornitura di carburante per i generatori, al controllo della sua qualità, all'interazione con i fornitori e così via. Questo è logico: la qualità del funzionamento della centrale nucleare di Sosnovy Bor non dipende da noi, ma dobbiamo assumerci la piena responsabilità per la nostra rete elettrica. 

Gasolio per i data center: cosa considerare 

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

Dal punto di vista ovvio: ogni carburante ha una scadenza – 3-5 anni. Inoltre, presenta variazioni significative in base a diversi parametri: un tipo è adatto per l'uso in inverno, un altro – assolutamente inadatto, e il suo utilizzo potrebbe portare a un'emergenza su larga scala. 

Tutti questi aspetti devono essere monitorati attentamente per evitare situazioni di mancato avvio del generatore a causa di carburante scaduto o inadeguato per la stagione.

Uno dei parametri più importanti nella classificazione è il tipo di carburante utilizzato. La qualità del carburante scelto da un fornitore specifico influisce notevolmente sulle prestazioni e sull'affidabilità dell'attrezzatura. 

Una corretta scelta del gasolio garantirà i seguenti vantaggi: 

• alta efficienza; 
• economia e costo ridotto; 
• elevato coppia; 
• alta compressione.

Numero di cetano 

In realtà, il gasolio ha molte caratteristiche, che puoi esaminare nel certificato di una specifica partita 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 avviamento, ovvero la capacità del combustibile di accendersi. Maggiore è questo numero, più velocemente il combustibile 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 alto valore di cetano garantisce al motore: il minimo tempo necessario per il preriscaldamento e l'accensione, un funzionamento uniforme e un'economicità, oltre a una potenza elevata.

Pulizia del gasolio 

La presenza di acqua e impurezze meccaniche nel gasolio è ancora più pericolosa rispetto alla benzina. Tale combustibile può diventare inadeguato per l'uso. In alcuni casi, la presenza di impurità meccaniche può essere rilevata come sedimento sul fondo del serbatoio di gasolio.
Anche l'acqua si separa dal combustibile e si deposita sul fondo, il che permette di stabilirne la presenza. In un gasolio non stagionato, l'acqua provoca la torbidità.

Il miglioramento delle prestazioni operative può essere ottenuto mediante la purificazione del carburante diesel. A questo scopo esistono impianti e sistemi di filtraggio specifici. La scelta dell'attrezzatura per questa procedura dipende da cosa deve essere rimosso dal carburante: paraffina, particelle meccaniche, zolfo o acqua. 

La qualità della purificazione del carburante è garantita dal fornitore, pertanto è importante avere un sistema di controllo del fornitore, di cui parleremo di seguito, e non dimenticare ulteriori misure. Così, per la successiva purificazione del carburante, abbiamo installato separatori di carburante Separ sulla condotta di ogni gruppo elettrogeno. Questi prevengono l'ingresso di particelle meccaniche e acqua nel generatore.

Separatori di carburante.

Condizioni meteorologiche

Nella ricerca della qualità e di un prezzo accessibile per il carburante, le aziende spesso dimenticano la temperatura alla quale opererà la stazione. A volte, la scelta di un combustibile 'per tutte le stagioni' non comporta danni significativi. Tuttavia, se la stazione è utilizzata all'aperto, è opportuno scegliere il carburante in base alle reali condizioni climatiche.

I produttori suddividono il carburante diesel in estivo, invernale e "artico" — per temperature estremamente basse. In Russia, la divisione del carburante in base alle stagioni è regolata dalla norma ГОСТ 305-82. Questo documento prescrive di utilizzare le marche estive del combustibile a temperature superiori a 0 °C. Il carburante invernale è adatto per l'uso a temperature fino a -30 °C. L'"artico" è indicato per temperature fino a -50 °C.

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

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. 

Ci siamo riflettuti a lungo su questa questione, considerando la possibilità di prelevare campioni e inviarli per l'analisi in laboratori specializzati. Tuttavia, questo approccio richiede tempo, e cosa fare se i risultati non sono soddisfacenti? Il lotto è già stato consegnato: restituzione, riordino? E come procedere se il riordino deve avvenire in un periodo in cui è necessario avviare i generatori? 

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

Il principio di funzionamento dell'ottanometro si basa sul confronto dei numeri di ottano/cetano di campioni certificati di gasolio/benzina con il gasolio/benzina in verifica. Nel processore speciale sono inserite tabelle dei tipi di carburante certificati, che il programma di interpolazione confronta con i parametri del campione prelevato, tenendo conto delle 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 utilizzando l'ottanometro sono riportate nel regolamento per il servizio di esercizio.

Principio di funzionamento dell'ottanometro

1. Il sensore dello strumento viene posizionato su una superficie orizzontale e collegato al blocco di misurazione.
2. Lo strumento si accende con il sensore vuoto. Sul misuratore vengono visualizzate letture iniziali CETANE:
   • Cet = 0.0;
   • T fr = 0.0.
3. Dopo aver verificato il funzionamento dell'apparecchio, è necessario riempire il sensore di carburante fino al completo rifornimento. 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 normativi. Per maggiore comodità, nelle celle è stata impostata l'illuminazione automatica dei valori tramite colori. I valori accettabili vengono evidenziati in verde, mentre quelli non soddisfacenti in rosso, permettendo così un controllo aggiuntivo sui parametri del carburante fornito.
5. Per noi abbiamo scelto i seguenti valori normali per la qualità del carburante:
   • Cet = 40-52;
   • Tfr = da -25 a -40.

Tabella di monitoraggio delle risorse di carburante

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

PROFIT! o come ha funzionato 

Infatti, abbiamo iniziato a ricevere i primi risultati del progetto subito dopo il lancio del sistema di controllo in funzione. Il primo controllo ha mostrato che il fornitore aveva consegnato carburante non conforme ai parametri dichiarati. Di conseguenza, abbiamo restituito il serbatoio e richiesto la sostituzione del lotto. Senza il sistema di controllo, avremmo potuto affrontare la situazione di non avvio del DG per via della scarsa qualità del carburante.

In linea generale e strategica, un tale livello di attenzione al controllo qualità garantisce piena sicurezza nella continuità dell'alimentazione energetica del data center, permettendoci di fare completamente affidamento su noi stessi nella gestione della missione di mantenere un uptime del 100%. 

E non sono solo parole: siamo probabilmente l'unico data center in Russia che, durante un tour dimostrativo per un cliente, può rispondere affermativamente alla richiesta "Potete scollegarvi dal circuito principale per mostrare il passaggio a quello di riserva?" e, subito, sotto gli occhi del cliente, trasferire tutto l'equipaggiamento sulla riserva in qualsiasi momento. La cosa più importante è che qualsiasi dipendente con il livello di accesso appropriato può farlo: i processi sono stati affinati a tal punto da non dipendere da un singolo operatore – così sicuri siamo in questo ambito.
 
Tuttavia, non siamo soli: il processo di controllo qualità durante la certificazione dell'Uptime Institute ha attirato l'attenzione degli auditor dell'organizzazione, che lo hanno annotato come best practices del settore.

Fonte: habr.com