摘要∶随着我国经济的快速发展,许多高层民用建筑在全国各地相继建成或正在建设。这些高层民用建筑中大多数都配套建有柴发机房,而发电机房的通气设计对发电机组持久正常运行是十分重要的。机房内适宜的环境要素是保证康明斯发电机组正常运转的前提,cummins公司在本文叙谈了柴油发电机房的设计见解点,总结油机房通气方法及通气换气量计算及康明斯发电机组排气系统的设计计算,为今后发电机房的布置供应指导。
发电机房通常有柴油发电机、储油间、进排风竖井、烟囱,除此之外还应有油路系统、冷却系统,其中冷却系统又分为柴油发电机的冷却装置和柴发机房的冷却装置。对柴油发电机的散热器冷却又分为风冷冷却、水冷冷却方法,而柴发机房的冷却一般规划选取风冷冷却。现在康明斯发电机组由柴油发电机、发电机、智能起动控制系统、柴油发电机冷却装置构成,是一个全自动控制的产品,要使其正常运行,需要有通气冷却管道系统和外部的给油系统。
柴油发电机在一定环境因素下才能发挥其额定功率。若环境条件有所改变,会直接影响柴油发电机的功率。柴油发电机的额定容量是指外界大气压力为100KPa(760mmHg),环境温度为20℃,空气相对湿度为50%的情况下,能以额定方法持续运行12h的容量(包括超负荷10%运转1h)。发电机房的温度对发电机的效率危害较大,当室内温度达40℃以上时,每上升11℃,发电功率无劲2%,因此为保证发电机组的正常运行,机房内各房间温湿度宜符合表1要点。
布局发电机房时应考虑柴油发电机组的进风、排风以及排气等情况,根据JGJ16—2008《民用建筑电气设计规范》的要点,柴油发电机房宜布置在首层,通常情形下民用建筑常位于黄金地带,其首层可谓寸金寸土,并且柴发机房设在首层会给周围环境带来一定噪声污染,因此按照规范规定,的确有困难时,也可布局在地下室。由于地下室通气不畅,给机房规划带来一系列不利要素,通常设计为竖井机械排风装置结合竖井自然或机械进风的方案。规划时机房的选址应注意以下几点∶
发电机房及储油间均按照6次/h换气次数计算排风量,设排风机机械排风,由送风竖井自然进风。
③ 当室内外空气温差较小且水量不足时,宜选用直接蒸发式冷风发电机组降低机房温度。
(3)当发电机房选取水冷却时,按清除柴油发电机房内有害气体所需的通风量经计算确定,有害气体的容许含量取∶C0为30mg/m3,丙烯醛为0.3mg/m3,或按大于等于20 m3/(kw·h)计算进风量。
根据柴油发电机额定功率取经验参数计算:7m3/(kw.h)。
油机房内的余热量包括柴油发电机的散热量Q、发电机的散热量Q和排烟管道的散热量Qy,即Qyu=Q1+Q2+Qy
式中,Q1——柴油发电机的散热量,kW;η1——柴油发电机工作时散向周围空气的热量系数,%,见表2;q——柴油发电机燃料热值。可取q:41.87MJ/kg;Ne——柴油发电机额定功率,kW;B——柴油发电机的耗油量福州康明斯发电机,kg/kWh,0.23取值;
式中:Q2——发电机的散热量,kW;P——发电机额定输出容量,kW;ηz——发电效率,%,由发电机型号确定。
α——柴油发电机排烟管保温层外表面向周围空气的放热系数拉萨康明斯发电机,对架空敷设于机房内的排烟管,取=11.63W/(㎡·℃)。排烟管散热量可取经验数值∶0.244KW/m。
当发电机房采用水作为冷媒清除机房内余热时,按清除有害气体低于允许浓度确定风量
式中,Ljs——水冷时解决有害气体的进风量,m3/h;Ne——柴油发电机的额定容量,kW;q——解决有害气体的进风标准,≥20m3/(kw·h)。
当油机房冷却步骤为风冷,机房进风量按排除机房内余热确定∶
式中,Qyu——机房内余热,kW;tn—机房排风温度,取38℃;tw——夏日通风室外计算温度,℃;c——空气比热,1.01 kJ/(kg·℃)ρ——空气密度,kg/m3;
排烟装置是将气缸内的烟气排放到室外。排烟管道应尽可能短,排烟装置阻力不宜过量。柴油发电机与排烟管应选择柔性连接。当有多台发电机组时,各发电机组的排烟管可单独引向室外,也可在机房内汇至母管引向室外,但排气管支管上应设单向阀。烟气在排气管道内的温度高达500℃~600℃青海康明斯发电机,为防范烫伤作业人员,排气装置的任何部位凡属工作人员可接触到的地方均应做保温,保温后外表面温度不应高于40℃。柴油放电机的排烟规划温度宜由设备厂商提供。此外,油机房的通气应有消声、隔声手段。
式中,d——汽缸直径,m;S——活塞行程,m;n——柴油发电机转速,转/分钟;Z——柴油发电机冲程数;i——气缸数。
式中,L一排气量,m3/min;v——烟气流速,支管20-25m/s,干管8-15m/s;t——烟气温度,支管按400℃,干管按200℃。
(1)柴油发电机排气口和排气管应采用柔性连接。当连接两台或两台以上发电机组时,排气支管上应设置单向阀门。
(3)排气管宜高空排放,烟囱一般高出屋面2m,烟囱出口处应设置防雨罩。若排气管至裙房或出正负零地面排放时,需满足《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996的要求。
(5)排气管在穿越地面、楼板、屋面、墙体时应预埋套管,套管内侧与保温外壳外径间宜有50mm的间隙。
(1)排气装置管道、烟囱,可采用4-5mm厚的钢板焊制,也可采用符合《双层不锈钢烟道及烟囱》CJ/T 288-2008的不锈钢成型产品,当采用钢板焊制烟囱时,其内外表面需涂刷耐发烫的防锈漆并进行保温。
合格的排气装置的设计不仅需要合理的背压设计,同进排气管系的正确装配亦至关重要,在管系安装时,必须考滤以下几个方面:
(3)发电机组同排气管之间加装弹性波纹管,减小震动发生的疲劳应力;缓解因温度变化致使的热胀冷缩,构成件的塑性变形或基本减震器的反功能力;
(4)在安装前先收紧两法兰之间螺杆,预防波纹管在柔性状态下安装,在机组首次运行之前,必须拆卸此紧固件;
通常钢组成件的热彭胀系数为1.13mm/m/100℃,如50米管线℃,上升到机组排烟温度500℃,其长度将伸长256mm,建议每50米烟管即加装一个膨胀伸缩节,其一端回定,另一端使用滑轮吊架,使其具备膨胀的空间;
(8)任何长的水平或垂直的排烟管应倾斜向下装配并装有排水阀,排水阀应设在最低点,以预防水流进消声器或发电机内;
某些用户的柴油发电机房通风系统选择排风、排烟合用,这项技术上具有领先性,若装置布局合理,不仅可减小管道数量,节约空间,也可减小施工量,节约投资。另外排风、排气合用装置自控技术要求较高,排烟与排风工况之间的切换状况多样,操作时应根据不一样情形选取合理的装置步骤,尽可能减少自控装置的复杂程度,提高通风、排烟装置的可靠性。发电机房通风装置的好坏对保证康明斯发电机组正常运转有比较大的影响,尤其在气候炎热地区或地下柴发机房。因此,柴油发电机房的通风排气系统设计应导致设计人员的充分重视。