圣豐技術交流：柴油發(fā)電機組機房設計
發(fā)布日期：2017-03-06 10:30:53
柴油發(fā)電機組機房設計
發(fā)電機組額定功率的定義隨運行方式（備載、常載和連續(xù)基本功率）的改變而變化，并隨溫升和絕緣等的不同而變化。
發(fā)電機組額定功率
發(fā)電機組額定功率的定義隨運行方式（備載、常載和連續(xù)基本功率）的改變而變化，并隨溫升和絕緣等的不同而變化。
備載、常載和連續(xù)基本功率
備載適用于大部分緊急/備用狀態(tài)，備載額定功率不允許過載。故在設計時，過載能力需考慮更多的設備成本，更多的運行成本和較大的維護工作。
備載功率。市電斷電時提供備用電源，市電供電可靠，80%負載運行，每年運 行時間200h。某些制造廠商用于高峰期功率補償幾乎無過載能力。
常載功率。用于無市電供電場合，可連續(xù)使用，70%負載運行，每12h允許10% 過載1h，每年運行時間，負載＞100%時不允許超過500h。
連續(xù)基本功率。用于長期與市電母排并聯(lián)或制造廠商和發(fā)電廠基本負載要求，100%基本額定功率可連續(xù)運行（即70%負載運行），無過載能力。
發(fā)電機組溫升、絕緣等級和額定帶載能力
發(fā)電機組額定功率隨發(fā)電機溫升和絕緣等級不同，其額定帶載能力也將變化。
H級－155oC，備載。155oC指在環(huán)境溫度40oC基礎上，允許溫升130oC，即額定繞組溫度為170oC。
F級－105oC，備載。105oC指在環(huán)境溫度40oC基礎上，允許溫升105oC。
B級－80oC，備載。80oC指在環(huán)境溫度40oC基礎上，允許溫升80oC。
較高環(huán)境溫度下，發(fā)電機額定功率衰減，傳統(tǒng)絕緣等級為H。
溫升定義為繞組溫度高于環(huán)境溫度極值。
康明斯動力配套電力系統(tǒng)柴油發(fā)電機組絕緣等級為H級，備載溫升為125oC，常載為105oC。
機房冷卻/通風系統(tǒng)
機房冷卻/通風系統(tǒng)考慮不佳將影響發(fā)電機組額定功率，冷卻系統(tǒng)可限制發(fā)動機功率輸出，把可變?yōu)橛行Чβ瘦敵龅臒崃客ㄟ^冷卻液釋放出去。通風系統(tǒng)可增加燃燒空氣的溫度，減少冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。
發(fā)電機組冷卻系統(tǒng)
發(fā)電機組為機電設備，將化學能（燃料）轉換為電能。機房通風應進出平衡，否則溫度將越來越高，壓力將越來越大。散熱水箱式冷卻系統(tǒng)設計時應考慮：最高冷卻溫度、預期運行溫度、功率衰減、冷卻液膨脹體積。為保證正常起動和帶載的最低冷卻液溫度、監(jiān)視/安全停機、發(fā)動機制造商數(shù)據(jù)正確、散熱水箱/冷卻風扇數(shù)據(jù)正確、運行參數(shù)、對環(huán)境散熱、機體加熱器、冷卻液流速等。
機組散熱量的計算
假定柴油產(chǎn)生140 000Btu/Gal熱量，轉換效率為35%。燃油消耗快速估算方法：
發(fā)動機燃油消耗＝使用額定功率（kW）×0.07（U.S.gal）＝（kW）×0.0185（L）（1）式中，使用額定功率（kW）先轉換為：
Btu.min-1=(kW)×(57)Btu.min-1；
通常發(fā)動機散熱通過液體空氣熱交換冷卻系統(tǒng)，大約為燃油消耗產(chǎn)生熱量的25%（如需要，請經(jīng)過精確計算確認）。液體－空氣熱交換（散熱水箱）為最普通散熱器。
其他散熱量快速計算法：排氣系統(tǒng)30%、幅射散熱10%、功率輸出35%。
通風系統(tǒng)空氣計算
通風系統(tǒng)提供發(fā)動機燃燒空氣，帶走機房熱量，提供發(fā)電機冷卻空氣，冷卻發(fā)動機（通過散熱水箱）。
空氣流過系統(tǒng)時，產(chǎn)生較大的溫升。發(fā)電機組冷卻系統(tǒng)的設計要求實際測算，制造廠商的數(shù)據(jù)僅供參考。不佳的設計難以使發(fā)電機組在高溫環(huán)境下進行滿負載運行。
Q=MCP ?。?）；
式中Q－排放熱量；
m－流體質量；
CP－在恒定的溫度T和壓力下允許機房的溫度變化；
空氣需求量（cfm）=（58）（散熱量）/（溫升） ?。?）；
空氣需求量（cfm）=(58)(B.min-1)/（Fo） ?。?）；
式（3）和式（4）要注意單位統(tǒng)一。
快速估算。有效排風口通風面積約等于散熱水箱面積；有效進風口面積約等于1.5倍的散熱水箱面積。
排風回流循環(huán)系統(tǒng)。在低溫環(huán)境下，冷空氣進入機房前，允許排風回流，使機組訊速升溫。一般設計為常閉（防止外面冷空氣回流過機組），由發(fā)電機組交流（AC）輸出或直流（DC）供給電源。
通風系統(tǒng)小結。機房通風系統(tǒng)直接影響發(fā)電機組額定功率輸出和長期安全、可靠運行。足夠的進排風面積，避免進排風短路，理順空氣流向，排風回流地方，直進直出設計機房其他熱源（即無隔熱的排煙管、鍋爐）。
注意不同的發(fā)動機需求不同，2沖程需要更多的空氣。
機房隔震和消噪
發(fā)電機組擺動需要徹底隔震、防止過早損壞。電纜要軟聯(lián)接。
噪聲源主要有：進氣系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓器、燃燒噪聲、冷卻風扇和次震動。
噪聲產(chǎn)生
噪聲大小和傳播遠近取決于周圍的噪聲水平，大多數(shù)人難以分辨聲3dB（A）差別的2個噪聲源，然而6dB（A）差別則為2倍的噪聲強度，高頻噪聲容易聽見，精確測試要求環(huán)境噪聲小于發(fā)電機組至少10dB（A）。若系統(tǒng)噪聲太大，可能會超出當?shù)胤ㄒ?guī)所允許的范圍。
機房機組距離的影響。近區(qū)域：距離大于2倍的噪聲場，噪聲級變化較大；自由區(qū)域：
預計噪聲級－距離2倍減少6dB（A）；反射區(qū)域：自由區(qū)域，臨近反射區(qū)域。
消噪措施
當?shù)胤ㄒ?guī)通常規(guī)定居民區(qū)噪聲限制在40~50dB（A），因過后處理非常昂貴，對于鄰近發(fā)電機組噪聲問題需提前進行計劃。
當發(fā)電機組運行時，機房要求有保護聽力的設施，噪聲應滿足OSHA標準。噪聲源至接受者應作好隔離，建立切實可行的目標，測量和預測噪聲級別，評估消噪需求。有效的消噪取決于墻壁硬度、有效的開闊區(qū)域、可見的噪聲通道、所使用的吸音材料、噪聲反射和噪聲泄漏等。好的凈音型外罩通常減少空氣流過外罩。
現(xiàn)場消噪的措施有：
①增加接受距離。據(jù)快速估算，距離增加2倍，噪聲減少6dB（A）。
②加入高密度吸音材料，改變噪聲方向，注意較硬的反射表面。據(jù)快速估算，2個相同的反射墻會增加噪聲3dB（A）。
總之，要隔離機組的一切。
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地 址：江蘇省揚州市江都區(qū)邵伯鎮(zhèn)宏遠路88號
文章來源：http://m.huawsc.com/
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