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金華市博辰機(jī)電設(shè)備有限公司

柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-09-08   瀏覽:445次
柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)

柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)

發(fā)電機(jī)組額定功率的定義隨運(yùn)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(jī)組額定功率

發(fā)電機(jī)組額定功率的定義隨運(yùn)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(guò)載。故在設(shè)計(jì)時(shí),過(guò)載能力需考慮更多的設(shè)備成本,更多的運(yùn)行成本和較大的維護(hù)工作。

備載功率。市電斷電時(shí)提供備用電源,市電供電可靠,80%負(fù)載運(yùn)行,每年運(yùn) 行時(shí)間200h。某些制造廠商用于高峰期功率補(bǔ)償幾乎無(wú)過(guò)載能力。

常載功率。用于無(wú)市電供電場(chǎng)合,可連續(xù)使用,70%負(fù)載運(yùn)行,每12h允許10% 過(guò)載1h,每年運(yùn)行時(shí)間,負(fù)載>100%時(shí)不允許超過(guò)500h。

連續(xù)基本功率。用于長(zhǎng)期與市電母排并聯(lián)或制造廠商和發(fā)電廠基本負(fù)載要求,100%基本額定功率可連續(xù)運(yùn)行(即70%負(fù)載運(yùn)行),無(wú)過(guò)載能力。

發(fā)電機(jī)組溫升、絕緣等級(jí)和額定帶載能力

發(fā)電機(jī)組額定功率隨發(fā)電機(jī)溫升和絕緣等級(jí)不同,其額定帶載能力也將變化。

H級(jí)-155oC,備載。155oC指在環(huán)境溫度40oC基礎(chǔ)上,允許溫升130oC,即最大繞組溫度為170oC。

F級(jí)-105oC,備載。105oC指在環(huán)境溫度40oC基礎(chǔ)上,允許溫升105oC。

B級(jí)-80oC,備載。80oC指在環(huán)境溫度40oC基礎(chǔ)上,允許溫升80oC。

較高環(huán)境溫度下,發(fā)電機(jī)額定功率衰減,傳統(tǒng)絕緣等級(jí)為H。

溫升定義為繞組溫度高于環(huán)境溫度極值。

康明斯電力系統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)組絕緣等級(jí)為H級(jí),備載溫升為125oC,常載為105oC。

機(jī)房冷卻/通風(fēng)系統(tǒng)

機(jī)房冷卻/通風(fēng)系統(tǒng)考慮不佳將影響發(fā)電機(jī)組額定功率,冷卻系統(tǒng)可限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出,把可變?yōu)橛行Чβ瘦敵龅臒崃客ㄟ^(guò)冷卻液釋放出去。通風(fēng)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(jī)組冷卻系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)組為機(jī)電設(shè)備,將化學(xué)能(燃料)轉(zhuǎn)換為電能。機(jī)房通風(fēng)應(yīng)進(jìn)出平衡,否則溫度將越來(lái)越高,壓力將越來(lái)越大。散熱水箱式冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮:最高冷卻溫度、預(yù)期運(yùn)行溫度、功率衰減、冷卻液膨脹體積。為保證正常起動(dòng)和帶載的最低冷卻液溫度、監(jiān)視/安全停機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)制造商數(shù)據(jù)正確、散熱水箱/冷卻風(fēng)扇數(shù)據(jù)正確、運(yùn)行參數(shù)、對(duì)環(huán)境散熱、機(jī)體加熱器、冷卻液流速等。

機(jī)組散熱量的計(jì)算

假定柴油產(chǎn)生140 000Btu/Gal熱量,轉(zhuǎn)換效率為35%。燃油消耗快速估算方法:

發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)換為:

Btu.min-1=(kW)×(57)Btu.min-1;

通常發(fā)動(dòng)機(jī)散熱通過(guò)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(qǐng)經(jīng)過(guò)精確計(jì)算確認(rèn))。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(jì)算法:排氣系統(tǒng)30%、幅射散熱10%、功率輸出35%。

通風(fēng)系統(tǒng)空氣計(jì)算

通風(fēng)系統(tǒng)提供發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒空氣,帶走機(jī)房熱量,提供發(fā)電機(jī)冷卻空氣,冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)(通過(guò)散熱水箱)。

空氣流過(guò)系統(tǒng)時(shí),產(chǎn)生較大的溫升。發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求實(shí)際測(cè)算,制造廠商的數(shù)據(jù)僅供參考。不佳的設(shè)計(jì)難以使發(fā)電機(jī)組在高溫環(huán)境下進(jìn)行滿負(fù)載運(yùn)行。

Q=MCP    (2);

式中Q-排放熱量;

m-流體質(zhì)量;

CP-在恒定的溫度T和壓力下允許機(jī)房的溫度變化;

空氣需求量(cfm)=(58)(散熱量)/(溫升)    (3);

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(fēng)口通風(fēng)面積約等于散熱水箱面積;有效進(jìn)風(fēng)口面積約等于1.5倍的散熱水箱面積。

排風(fēng)回流循環(huán)系統(tǒng)。在低溫環(huán)境下,冷空氣進(jìn)入機(jī)房前,允許排風(fēng)回流,使機(jī)組訊速升溫。一般設(shè)計(jì)為常閉(防止外面冷空氣回流過(guò)機(jī)組),由發(fā)電機(jī)組交流(AC)輸出或直流(DC)供給電源。

通風(fēng)系統(tǒng)小結(jié)。機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)直接影響發(fā)電機(jī)組額定功率輸出和長(zhǎng)期安全、可靠運(yùn)行。足夠的進(jìn)排風(fēng)面積,避免進(jìn)排風(fēng)短路,理順空氣流向,排風(fēng)回流地方,直進(jìn)直出設(shè)計(jì)機(jī)房其他熱源(即無(wú)隔熱的排煙管、鍋爐)。

注意不同的發(fā)動(dòng)機(jī)需求不同,2沖程需要更多的空氣。

機(jī)房隔震和消噪

發(fā)電機(jī)組擺動(dòng)需要徹底隔震、防止過(guò)早損壞。電纜要軟聯(lián)接。

噪聲源主要有:進(jìn)氣系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓器、燃燒噪聲、冷卻風(fēng)扇和次震動(dòng)。

噪聲產(chǎn)生

噪聲大小和傳播遠(yuǎn)近取決于周?chē)脑肼曀?,大多?shù)人難以分辨聲3dB(A)差別的2個(gè)噪聲源,然而6dB(A)差別則為2倍的噪聲強(qiáng)度,高頻噪聲容易聽(tīng)見(jiàn),精確測(cè)試要求環(huán)境噪聲小于發(fā)電機(jī)組至少10dB(A)。若系統(tǒng)噪聲太大,可能會(huì)超出當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)所允許的范圍。

機(jī)房機(jī)組距離的影響。近區(qū)域:距離大于2倍的噪聲場(chǎng),噪聲級(jí)變化較大;自由區(qū)域:

預(yù)計(jì)噪聲級(jí)-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(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)通常規(guī)定居民區(qū)噪聲限制在40~50dB(A),因過(guò)后處理非常昂貴,對(duì)于鄰近發(fā)電機(jī)組噪聲問(wèn)題需提前進(jìn)行計(jì)劃。

當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí),機(jī)房要求有保護(hù)聽(tīng)力的設(shè)施,噪聲應(yīng)滿足OSHA標(biāo)準(zhǔn)。噪聲源至接受者應(yīng)作好隔離,建立切實(shí)可行的目標(biāo),測(cè)量和預(yù)測(cè)噪聲級(jí)別,評(píng)估消噪需求。有效的消噪取決于墻壁硬度、有效的開(kāi)闊區(qū)域、可見(jiàn)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(guò)外罩。

現(xiàn)場(chǎng)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?cè)肼暦较?,注意較硬的反射表面。據(jù)快速估算,2個(gè)相同的反射墻會(huì)增加噪聲3dB(A)。

總之,要隔離機(jī)組的一切。

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