Качество системы электроснабжения – важнейший показатель уровня сервиса современного дата-центра. Это понятно: абсолютно все оборудование, необходимое для работы ЦОДа, питается электричеством. Не будет его – серверы, сеть, инженерные системы и СХД прекратят функционировать до полного восстановления электроснабжения.
Рассказываем, какую роль в бесперебойной работе ЦОДа Linxdatacenter в Петербурге играют дизельное топливо и наша система контроля его качества.
Вы удивитесь, но специалисты Uptime Institute при сертификации ЦОДов на соответствие отраслевым стандартам качества первичную роль при оценке системы электроснабжения отводят качеству работы дизель-генераторов.
Почему? Бесперебойная работа ЦОДа играет центральную роль для цифровой экономики. Реалии таковы: 15 миллисекунд перебоя питания ЦОДа достаточно для нарушения бизнес-процессов с ощутимыми для конечного пользователя последствиями. Много это или мало? Одна миллисекунда (мс) — это единица времени равная одной тысячной доле секунды. Пять миллисекунд — время, необходимое пчеле для осуществления одного взмаха крыла. Чтобы мигнуть, человеку нужно 300—400 мс. Одна минута простоя еще в 2013 году обходилась компаниям в среднем в 7900 долларов, по данным компании Emerson. На фоне все большей цифровизации бизнеса убытки могут составлять сотни тысяч долларов за каждые 60 секунд простоя. Экономика требует от бизнеса 100%-ной подключенности.
И все-таки, почему дизель-генераторы считаются по UI основным источником электроснабжения? Потому что в случае отключения магистральных сетей питания ЦОД может полагаться на них как на единственный источник питания для сохранения работоспособности всех систем до восстановления подачи тока по основным каналам.
Для нашего ЦОДа в Санкт-Петербурге вопросы, связанные с источниками питания, играют особо важную роль: дата-центр полностью независим от городской сети и обеспечивается электроэнергией за счет газо-поршневой электростанции мощностью 12 МВт. Если подача газа по каким-то причинам прекращается, ЦОД переходит на работу на ДГУ. Сначала запускаются ИБП, мощностей которых хватает на 40 минут бесперебойной работы ЦОДа, дизель-генераторы запускаются в течение 2-х минут после остановки работы газо-поршневой станции и работают на имеющемся запасе топлива еще как минимум 72 часа. Параллельно в действие вступит контракт с поставщиком топлива, который обязан привезти оговоренные объемы в ЦОД в течение 4 часов.
Подготовка к сертификации Uptime Institute на соответствие стандартам операционного управления Management & Operations заставила нас обратить самое пристальное внимание на процесс поставки топлива для дизелей, контроль его качества, взаимодействие с поставщиками и т.д. Это логично: качество работы АЭС в Сосновом Бору от нас никак не зависит, а вот за свой участок электросети мы должны отвечать в полном объеме.
ДТ для ЦОД: на что обратить внимание
Для того, чтобы генераторы проработали долго, надежно и экономично, следует не только приобретать надежную технику, но и правильно подбирать для них дизельное топливо (ДТ).
Из очевидного: у любого топлива есть срок годности – 3-5 лет. Оно также довольно сильно варьируется по различным параметрам: один его вид подходит для использования зимой, другой – совершенно для этого не годится, и его использование приведет к масштабной аварии.
Все эти моменты необходимо тщательно отслеживать, чтобы не допустить ситуации незапуска ДГУ из-за просроченного или неподходящего по сезону топлива.
Один из важнейших параметров классификации – тип используемого топлива. На высокую производительность и надежность работы оборудования влияет уже качество выбранного типа от конкретного поставщика.
Правильный выбор ДТ обеспечит следующие преимущества:
- высокий КПД;
- экономичность и низкая стоимость;
- высокий крутящий момент;
- высокая степень сжатия.
Цетановое число
На самом деле ДТ имеет множество характеристик, которые вы можете изучить в паспорте конкретной партии продукции. Однако для специалистов основными критериями определения качества этого вида топлива являются цетановое число и температурные свойства.
Цетановое число в составе ДТ определяет пусковые способности, т.е. способность горючего к воспламенению. Чем это число выше, тем быстрее топливо сгорает в камере – и тем равномернее (и безопаснее!) горит смесь дизеля и воздуха. Стандартный диапазон его показателей составляет 40-55. Качественное ДТ с высоким значением цетанового числа обеспечивает двигателю: минимальное время, требуемое для прогрева и зажигания, равномерную работу и экономичность, а также высокую мощность.
Очистка дизельного топлива
Попадание в дизельное топливо воды и механических примесей еще более опасно, чем для бензина. Такое топливо может стать непригодным для использования. В некоторых случаях, наличие механических примесей можно обнаружить в качестве осадка на дне емкости с ДТ.
Вода также отслаивается от топлива и оседает на дне, что и позволяет установить ее присутствие. В неотстоявшемся ДТ вода вызывает его помутнение.
Улучшить эксплуатационные характеристики поможет очистка дизельного топлива. Для этого существуют специальные установки и фильтрующие системы. Выбор оборудования для такой процедуры зависит от того, от чего именно необходимо очистить топливо – парафина, механических примесей, серы или воды.
За качество очистки топлива отвечает поставщик, именно поэтому важно иметь систему контроля поставщика, о чем мы поговорим ниже, и не забывать о дополнительных мерах. Так, для доочистки топлива мы установили сепараторы топлива Separ на топливопроводе каждого ДГУ. Они предотвращают попадание механических частиц и воды в генератор.
Сепаратор топлива.
Погодные условия
В погоне за качеством и доступной ценой для топлива компании часто забывают о температуре, при которой будет работать станция. Иногда выбор одного горючего «на любую погоду» не приносит особого вреда. Но если станция используется на открытом воздухе, стоит выбирать топливо в соответствии с климатическими реалиями.
Производители делят дизельное топливо на летнее, зимнее и «арктическое» — для экстремально низких температур. В России за разделение топлива по временам года отвечает ГОСТ 305-82. Документ предписывает использовать летние марки горючего при температуре выше 0 °C. Зимнее топливо подходит для применения при температуре до -30 °C. «Арктическое» — при холоде до -50 °C.
Для стабильной работы дизель-генераторов мы приняли решение закупать зимнее дизельное топливо -35℃. Это позволяет не задумываться о сезонных изменениях погоды.
Как мы проверяем топливо
Чтобы дизель-генераторы работали надежно, необходимо убедиться, что поставщик отгружает именно то топливо, которое вам необходимо.
Мы долго думали над решением этой задачи, рассматривали вариант отбора проб и их отправки на анализ в специальные лаборатории. Однако такой подход требует времени, да и как поступать, если анализы придут неудовлетворительные? Партия уже отгружена – возврат, перезаказ? И как быть, если такой перезаказ выпадет на период, когда необходимо запускать генераторы?
И тогда мы решили замерять качество топлива на месте, с помощью октанометров, конкретно – используя SHATOX SX-150. Этот прибор позволяет проводить экспресс-анализ поставляемого топлива, определяя не только цетановое число, но и температуру застывания и вид топлива.
Принцип работы октанометра основан на сравнении октановых/цетановых чисел аттестованных образцов ДТ/бензина с проверяемым ДТ/бензином. В спецпроцессор введены используемые таблицы аттестованных видов топлива, которые программа интерполяции сравнивает с параметрами забранного образца и с поправками на температуру образца.
Данный прибор позволяет получать результаты качества топлива в режиме реального времени. Правила измерения качества топлива с помощью октанометра записаны в регламенте для службы эксплуатации.
Принцип работы октанометра
- Датчик прибора устанавливается на горизонтальную поверхность и подключается к измерительному блоку.
- Прибор включается при пустом датчике. На измерительном приборе отображаются нулевые показания CETANE:
- После проверки работы прибора необходимо залить в датчик топливо до полного наполнения. Процесс измерения и обновления показаний занимает не более 5с.
- После измерения данные вносятся в таблицу и сравниваются с показаниями нормы. Для удобства в ячейках установлено автоматическое выделение значений цветом. При допустимых показаниях окрашивается в зеленый цвет, при неудовлетворительных параметрах – красный, что позволяет дополнительно контролировать параметры поставляемого топлива.
- Для себя мы выбрали следующие нормальные показания качества топлива:
- Cet = 40-52;
- Tfr = от минус 25 до минус 40.
Таблица учета топливных ресурсов
S – летнее топливо, W – зимнее, А – арктическое.
PROFIT! или как это сработало
Собственно, первые результаты проекта мы начали получать сразу же после запуска системы контроля в эксплуатацию. Первый же контроль показал, что поставщик привез топливо, несоответствующее заявленным параметрам. В результате мы отправили цистерну обратно и запросили замену партии. Без системы контроля мы могли бы нарваться на ситуацию незапуска ДГУ из-за низкого качества топлива.
В самом общем, стратегическом плане, подобный уровень продуманности контроля качества дает полную уверенность в бесперебойности энергоснабжения ЦОДа, когда мы можем полностью положиться на себя в решении задачи поддержки 100%-ного uptime-режима работы площадки.
И это не просто слова: пожалуй, мы единственный ЦОД в России, который может при проведении демонстрационного тура для клиента на просьбу «А вы можете отключиться от основной схемы питания, чтобы показать переход на резервную?» отвечаем согласием и тут же, на глазах, переводим все оборудование на резерв в любой момент времени. Самое главное, что сделать это может любой сотрудник с соответствующим уровнем допуска: процессы отлажены в достаточной степени, чтобы не зависеть от конкретного исполнителя – настолько мы уверены в себе в данном отношении.
Впрочем, не только мы: процесс контроля качества ДТ при прохождении сертификации по Uptime Institute обратил на себя внимание аудиторов организации, которые взяли его себе на заметку в качестве отраслевых best practices.
