Якість системи електропостачання – найважливіший показник рівня обслуговування сучасного дата-центру. Це зрозуміло: абсолютно все обладнання, необхідне для роботи ЦОДу, живиться електрикою. Не буде його – сервери, мережа, інженерні системи та СГД припинять функціонувати до повного відновлення електропостачання.
Розповідаємо, яку роль у безперебійній роботі ЦОД Linxdatacenter у Петербурзі грають дизельне паливо і наша система контролю його якості.
Ви здивуєтеся, але фахівці Uptime Institute при сертифікації ЦОД на відповідність галузевим стандартам якості первинну роль при оцінці системи електропостачання відводять якості роботи дизель-генераторів.
Чому? Безперебійна робота ЦОД грає центральну роль для цифрової економіки. Реалії такі: 15 мілісекунд перебою харчування ЦОД достатньо для порушення бізнес-процесів з відчутними для кінцевого користувача наслідками. Чи багато це чи мало? Одна мілісекунда (мс) - це одиниця часу, що дорівнює одній тисячній частці секунди. П'ять мілісекунд - час, необхідний бджолі для здійснення одного помаху крила. Щоб мигнути, людині потрібно 300-400 мс. Одна хвилина простою ще в 2013 році обходилася компаніям у середньому 7900 доларів, за даними компанії Emerson. На тлі дедалі більшої цифровізації бізнесу збитки можуть становити сотні тисяч доларів за кожні 60 секунд простою. Економіка вимагає від бізнесу 100% підключення.
І все-таки, чому дизель-генератори вважаються за UI основним джерелом електропостачання? Тому що у разі відключення магістральних мереж живлення ЦОД може покладатися на них як єдине джерело живлення для збереження працездатності всіх систем до відновлення подачі струму по основних каналах.
Для нашого ЦОДу у Санкт-Петербурзі питання, пов'язані з джерелами харчування, відіграють особливо важливу роль: дата-центр повністю незалежний від міської мережі та забезпечується електроенергією за рахунок газопоршневої електростанції потужністю 12 мВт. Якщо подача газу з якихось причин припиняється, ЦОД переходить працювати на ДГУ. Спочатку запускаються ДБЖ, потужностей яких вистачає на 40 хвилин безперебійної роботи ЦОДу, дизель-генератори запускаються протягом 2-х хвилин після зупинки роботи газопоршневої станції та працюють на наявному запасі палива ще як мінімум 72 години. Паралельно набуде чинності контракт з постачальником палива, який зобов'язаний привезти обумовлені обсяги в ЦОД протягом 4 годин.
Підготовка до сертифікації Uptime Institute на відповідність стандартам операційного управління Management & Operations змусила нас звернути найпильнішу увагу на процес постачання палива для дизелів, контроль якості, взаємодію з постачальниками тощо. Це логічно: якість роботи АЕС у Сосновому Бору від нас ніяк не залежить, а ось за свою ділянку електромережі ми маємо відповідати у повному обсязі.
ДП для ЦОД: на що звернути увагу
Для того, щоб генератори пропрацювали довго, надійно та економічно, слід не тільки набувати надійної техніки, а й правильно підбирати для них дизельне паливо (ДП).
З очевидного: будь-яке паливо має термін придатності – 3-5 років. Воно також досить сильно варіюється за різними параметрами: один його вигляд підходить для використання взимку, інший - зовсім не годиться, і його використання призведе до масштабної аварії.
Всі ці моменти необхідно ретельно відстежувати, щоб не допустити ситуації незапуску ДДУ через прострочене або невідповідне сезон палива.
Один з найважливіших параметрів класифікації – тип палива, що використовується. На високу продуктивність і надійність роботи обладнання впливає якість обраного типу від конкретного постачальника.
Правильний вибір ДП забезпечить такі переваги:
- високий ККД;
- економічність та низька вартість;
- високий крутний момент;
- високий рівень стиснення.
Цетанове число
Насправді ДП має безліч характеристик, які ви можете вивчити у паспорті конкретної партії продукції. Однак для фахівців основними критеріями визначення якості цього виду палива є цетанове число та температурні властивості.
Цетанове число у складі ДП визначає пускові можливості, тобто. здатність пального до займання. Чим це число вище, тим швидше паливо згоряє в камері - і тим рівномірніше (і безпечніше!) горить суміш дизеля та повітря. Стандартний діапазон показників становить 40-55. Якісне ДП з високим значенням цетанового числа забезпечує двигуну: мінімальний час, необхідний для прогріву та запалювання, рівномірну роботу та економічність, а також високу потужність.
Очищення дизельного палива
Потрапляння в дизельне паливо води та механічних домішок ще небезпечніше, ніж для бензину. Таке паливо може стати непридатним для використання. У деяких випадках наявність механічних домішок можна виявити як осад на дні ємності з ДТ.
Вода також відшаровується від палива і осідає на дні, що дозволяє встановити її присутність. У ДТ вода, що не відстоялася, вода викликає його помутніння.
Поліпшити експлуатаційні характеристики допоможе очищення дизельного палива. Для цього існують спеціальні установки та фільтруючі системи. Вибір обладнання для такої процедури залежить від того, від чого необхідно очистити паливо – парафіну, механічних домішок, сірки або води.
За якість очищення палива відповідає постачальник, тому важливо мати систему контролю постачальника, про що ми поговоримо нижче, і не забувати про додаткові заходи. Так, для доочищення палива ми встановили сепаратори палива Separ на паливопроводі кожного ДДУ. Вони запобігають попаданню механічних частинок та води у генератор.
Сепаратор палива.
Погодні умови
У гонитві за якістю та доступною ціною для палива компанії часто забувають про температуру, за якої працюватиме станція. Іноді вибір одного пального «на будь-яку погоду» не приносить особливої шкоди. Але якщо станція використовується на відкритому повітрі, варто вибирати паливо відповідно до кліматичних реалій.
Виробники ділять дизельне паливо на літнє, зимове та «арктичне» – для екстремально низьких температур. У Росії її за розподіл палива по порах року відповідає ГОСТ 305-82. Документ пропонує використовувати літні марки пального при температурі вище 0 °C. Зимове паливо підходить для використання при температурі до -30 °C. «Арктична» - при холоді до -50 °C.
Для стабільної роботи дизель-генераторів ми вирішили купувати зимове дизельне паливо -35℃. Це дозволяє не замислюватися про сезонні зміни погоди.
Як ми перевіряємо паливо
Щоб дизель-генератори працювали надійно, необхідно переконатися, що постачальник відвантажує саме паливо, яке вам необхідно.
Ми довго думали над розв'язанням цього завдання, розглядали варіант відбору проб та їх відправлення на аналіз до спеціальних лабораторій. Однак такий підхід вимагає часу, та й як чинити, якщо аналізи прийдуть незадовільні? Партію вже відвантажено – повернення, перезамовлення? І як бути, якщо таке перезамовлення випаде на період, коли потрібно запускати генератори?
І тоді ми вирішили заміряти якість палива на місці за допомогою октанометрів, конкретно – використовуючи SHATOX SX-150. Цей прилад дозволяє проводити експрес-аналіз палива, визначаючи не тільки цетанове число, а й температуру застигання і вид палива.
Принцип роботи октанометра заснований на порівнянні октанових/цетанових чисел атестованих зразків ДТ/бензину з ДТ/бензином, що перевіряється. У спецпроцесор введені таблиці атестованих видів палива, що використовуються, які програма інтерполяції порівнює з параметрами забраного зразка і з поправками на температуру зразка.
Даний прилад дає змогу отримувати результати якості палива в режимі реального часу. Правила вимірювання якості палива за допомогою октанометра записані у регламенті служби експлуатації.
Принцип роботи октанометра
- Датчик приладу встановлюється на горизонтальну поверхню та підключається до вимірювального блоку.
- Прилад вмикається при порожньому датчику. На вимірювальному приладі відображаються нульові показання CETANE:
- Cet = 0.0;
- T fr =0.0.
- Після перевірки роботи приладу необхідно залити датчик паливо до повного наповнення. Процес вимірювання та оновлення показань займає не більше 5с.
- Після вимірювання дані вносяться до таблиці та порівнюються зі показаннями норми. Для зручності в осередках встановлено автоматичне виділення значень кольором. При допустимих показаннях забарвлюється в зелений колір, при незадовільних параметрах - червоний, що дозволяє додатково контролювати параметри палива, що поставляється.
- Для себе ми вибрали такі нормальні показники якості палива:
- Cet = 40-52;
- Tfr = мінус 25 до мінус 40.
Таблиця обліку паливних ресурсів
| Дата | Приймання палива | Перевірка якості | |
| 18 січня 2019 | 5180 | Cetane | 47 |
| TFr | -32 | ||
| тип | W | ||
S – літнє паливо, W – зимове, А – арктичне.
PROFIT! або як це спрацювало
Власне, перші результати проекту ми почали отримувати одразу після запуску системи контролю в експлуатацію. Перший же контроль показав, що постачальник привіз паливо, яке не відповідає заявленим параметрам. В результаті ми відправили цистерну назад та запросили заміну партії. Без системи контролю ми могли б нарватися на ситуацію незапуску ДДУ через низьку якість палива.
У найзагальнішому, стратегічному плані, подібний рівень продуманості контролю якості дає повну впевненість у безперебійності енергопостачання ЦОДу, коли ми можемо повністю покластися на себе у вирішенні задачі підтримки 100%-го uptime-режиму роботи майданчика.
І це не просто слова: мабуть, ми єдиний ЦОД у Росії, який може при проведенні демонстраційного туру для клієнта на прохання «А ви можете відключитись від основної схеми харчування, щоб показати перехід на резервну?» відповідаємо згодою і відразу, на очах, переводимо все обладнання на резерв у будь-який момент часу. Найголовніше, що зробити це може будь-який співробітник із відповідним рівнем допуску: процеси налагоджені достатньою мірою, щоб не залежати від конкретного виконавця – настільки ми впевнені в собі щодо цього.
Втім, не тільки ми: процес контролю якості ДП при проходженні сертифікації за Uptime Institute звернув на себе увагу аудиторів організації, які взяли його на замітку як галузеві best practices.
Джерело: habr.com