摘要：電網(wǎng)斷電期間給用戶應(yīng)急供電的柴發(fā)機(jī)組（以下簡稱柴發(fā)）通過發(fā)電機(jī)組內(nèi)部燃燒柴油將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后進(jìn)一步通過發(fā)電機(jī)組驅(qū)動發(fā)電機(jī)將機(jī)械能切換成電能。如圖1所示，機(jī)組發(fā)電是化學(xué)能向機(jī)械能和熱能切換的動態(tài)平衡流程，即拖車式發(fā)電機(jī)持續(xù)將35%的燃燒熱能切換成機(jī)械能發(fā)電的前提是通過機(jī)房規(guī)劃，從排煙管路連續(xù)排出傳遞給尾氣的30%燃燒熱，從冷卻回路持續(xù)排出傳遞給缸套的25%熱能，從風(fēng)道持續(xù)排出機(jī)組輻射給機(jī)房的10%燃燒熱。因此，與電網(wǎng)裝置不一樣，柴發(fā)機(jī)房設(shè)計的有效性直接決定了低噪聲柴油發(fā)電機(jī)能否發(fā)出其銘牌上標(biāo)出的額定功率。柴發(fā)機(jī)房的高效規(guī)劃應(yīng)從機(jī)房選址與地基規(guī)劃開始，首先平衡考慮冷卻系統(tǒng)規(guī)劃與進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃，然后完成排氣裝置布置，最后布局燃油系統(tǒng)設(shè)計。

　　低噪聲柴油發(fā)電機(jī)是市電的應(yīng)急備載電源，所以帶隔音罩發(fā)電機(jī)的機(jī)房應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電網(wǎng)系統(tǒng)配電裝備，以免主、備載供電裝置同時受損，失去配置集裝箱發(fā)電機(jī)的意義。

　　方艙式靜音發(fā)電機(jī)的地基布置具體考慮裝配位置及用戶的減振要求。機(jī)組底座的一級減振效率為60%~80%，一二級組合減震效率大于95%，滿足通常用戶的減振要求。因此，就通常用戶而言，機(jī)房地基可采用加強(qiáng)混凝土設(shè)計，但應(yīng)能承載至少兩倍機(jī)組的凈重。集裝箱發(fā)電機(jī)地基應(yīng)至少高出地面150mm，四周應(yīng)比機(jī)組外圍至少超出150mm。如果用戶是醫(yī)院且室外型靜音發(fā)電機(jī)與手術(shù)室同在一棟建筑內(nèi)，則（可參考圖2）采用173kPa加強(qiáng)混凝土地基，確保地基承載5~10倍（至少2倍）機(jī)組重量的同時，按圖中要求做進(jìn)一步減振及隔振規(guī)劃。

　　安靜型發(fā)電機(jī)的冷卻裝置與其進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)密切關(guān)聯(lián)預(yù)制艙發(fā)電機(jī)組，并共同影響排煙裝置規(guī)劃，因此油機(jī)房位置確定后，應(yīng)首先平衡考慮冷卻系統(tǒng)規(guī)劃與進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)手段。

　　預(yù)制艙式靜音發(fā)電機(jī)的起動和運轉(zhuǎn)需要給充電、加熱甚至風(fēng)扇等設(shè)備提供低壓輔助電源，因此如項目購買高壓機(jī)組，則應(yīng)盡量采用直驅(qū)掛車電站式發(fā)電機(jī)（冷卻風(fēng)扇由發(fā)電機(jī)組曲軸驅(qū)動），從而防范低壓輔助電源變配電布置。低噪音發(fā)電機(jī)采用直驅(qū)水箱時，機(jī)房冷卻系統(tǒng)布置的作業(yè)量幾乎為零，但進(jìn)排風(fēng)裝置布置必須滿足直驅(qū)機(jī)組滿載運轉(zhuǎn)的大風(fēng)量要求。

　　如果項目須用低壓機(jī)組但無法滿足直驅(qū)機(jī)組滿載運行的大風(fēng)量要求，則可采用電驅(qū)機(jī)組將水箱/散熱器（以下簡稱水箱）移至室外，以減少機(jī)房進(jìn)風(fēng)量要求。水箱遠(yuǎn)置時，冷卻裝置的驅(qū)動力源自發(fā)電機(jī)組水泵，阻力來自管路的摩擦阻力及水箱與全密封靜音發(fā)電機(jī)的相對高差，故遠(yuǎn)置水箱的冷卻裝置規(guī)劃應(yīng)與室外水箱的安裝位置匹配。

　　若室外水箱的裝配位置距室內(nèi)機(jī)組不遠(yuǎn)，且根據(jù)其相對位置布置的冷卻回路總摩擦阻力和靜壓均小于發(fā)電機(jī)組參數(shù)單上相應(yīng)限值，則（可參考圖3）用水管直接連接安靜型發(fā)電機(jī)和水箱即可，但渦輪增壓單泵雙循環(huán)空水中冷機(jī)組不宜采用該冷卻裝置布置。冷卻系統(tǒng)的靜壓取發(fā)電機(jī)組主軸中線與水箱頂部的高度差，管路的摩擦阻力需暖通專業(yè)設(shè)計師根據(jù)管徑及流量計算，管徑由規(guī)劃師決定，流量可從發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)單直接查到。

　　若室外水箱的安裝位置離室內(nèi)機(jī)組不太遠(yuǎn)，雖然靜壓小于發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)單限值，但總摩擦阻力超過相應(yīng)上限，則可在設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)摩擦阻力偏差選配水泵，裝配在圖4紅色箭頭所示位置。同樣，渦輪增壓單泵雙循環(huán)空水中冷機(jī)組不宜采用該冷卻系統(tǒng)。

　　若水箱的安裝位置距離機(jī)組較遠(yuǎn)，其相應(yīng)靜壓和管路總摩擦阻力均超過發(fā)電機(jī)組相應(yīng)限值，則可參考圖4，采用熱交換器遠(yuǎn)置水箱。

　　熱交換器的裝配位置應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)組水泵的驅(qū)動能力，也可將熱交換器安裝在機(jī)組附近。熱交換器機(jī)組側(cè)一次冷卻裝置與水箱側(cè)二次裝置互相獨立，一次系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)組驅(qū)動，其流量為發(fā)電機(jī)組冷卻流量；二次系統(tǒng)需另選水泵驅(qū)動，流量可按Q/（ΔT·C）（L/min）估算，其中Q為發(fā)電機(jī)組傳給冷卻系統(tǒng)的熱量（kJ/min），C為水的比熱（kJ/℃/L），ΔT為熱交換器二次側(cè)容許溫升（℃）。如冷卻效果因環(huán)境溫度等緣故不太理想，可以考慮用冷卻塔替代水箱，但冷卻塔不宜用于寒冬易結(jié)冰、濕度低、灰塵大及風(fēng)沙多發(fā)地區(qū)。

　　如水箱位置距離機(jī)組相當(dāng)遠(yuǎn)，總摩擦阻力和靜壓超過發(fā)電機(jī)組限值，且靜壓超出了熱交換器密封件的承受能力，則（可參考圖5）采用熱井遠(yuǎn)置水箱。熱井的安裝位置應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)組水泵的驅(qū)動能力，且必須確保熱井底部高于發(fā)電機(jī)組冷卻水出口；熱井兩側(cè)回路屬同一密閉冷卻裝置，流量基本一致；水箱側(cè)回路需配水泵，其購買應(yīng)考慮水箱位置；熱井的最小功率應(yīng)包括運轉(zhuǎn)時充滿所有水管的水箱寶容量、停機(jī)時水箱側(cè)流回?zé)峋娜萘考按_保運行時高效熱交換的最小容量。

　　熱井運轉(zhuǎn)時的高效熱交換最小容量通常取冷卻系統(tǒng)總功率的5%，加上熱井兩側(cè)回路總流量的1/4。用熱井遠(yuǎn)置水箱，發(fā)電機(jī)組傳遞給防銹水的熱量最終還需水箱的風(fēng)扇冷卻，當(dāng)環(huán)境溫度過高及管路過長時，其冷卻效果很可能不理想，因此該途徑適用于夏天環(huán)境溫度不高、管路不長的項目。

　　低噪音柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)排風(fēng)裝置布置須與其冷卻系統(tǒng)匹配，冷卻裝置布置確定后，方可匹配相應(yīng)的進(jìn)排風(fēng)裝置。

　　室內(nèi)安裝直驅(qū)隔音箱發(fā)電機(jī)時，機(jī)房的進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)通過風(fēng)道、風(fēng)量及進(jìn)、排風(fēng)口的有效設(shè)計，提供低噪音柴油發(fā)電機(jī)輸出額定容量所需的最小冷卻風(fēng)量。

　　各機(jī)組的風(fēng)道設(shè)計應(yīng)相互獨立，風(fēng)道規(guī)劃直接決定了進(jìn)風(fēng)量布置，進(jìn)而決定了進(jìn)風(fēng)口面積。為了高效減小風(fēng)道阻力及進(jìn)風(fēng)量，從而最小化進(jìn)風(fēng)口面積發(fā)電方艙，風(fēng)道布置可參考圖6，將進(jìn)、排風(fēng)口與機(jī)組布置在一條直線上，使風(fēng)道橫跨整個機(jī)房。進(jìn)、排風(fēng)口位置應(yīng)根據(jù)室外統(tǒng)計風(fēng)向順風(fēng)設(shè)置。如果對排風(fēng)口室外風(fēng)向、風(fēng)速沒有把握，則可參考圖7設(shè)擋風(fēng)墻，以減小排風(fēng)阻力并有效防止高溫排風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口重新進(jìn)入機(jī)房。擋風(fēng)墻離開排風(fēng)口的距離不應(yīng)小于水箱高度。

　　風(fēng)量須確保低噪聲發(fā)電機(jī)滿載運轉(zhuǎn)時的冷卻效果。采用上述直線型風(fēng)道布置時，機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量滿足水箱風(fēng)扇的風(fēng)量需求即可；采用其它歸類風(fēng)道布置時，應(yīng)根據(jù)暖通專業(yè)資深規(guī)劃師的準(zhǔn)確計算適當(dāng)增加進(jìn)風(fēng)量，任何不專業(yè)的布置均將導(dǎo)致低噪音柴油發(fā)電機(jī)降功率使用。

　　進(jìn)風(fēng)口面積取決于進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)速度。為了高效防范室外雨雪被吸入機(jī)房，進(jìn)風(fēng)轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在150～220m/min，過高的風(fēng)速發(fā)生噪音需要進(jìn)行相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)降噪布置；進(jìn)風(fēng)面積由進(jìn)風(fēng)量除以風(fēng)速獲得，但進(jìn)風(fēng)口高效面積應(yīng)大于水箱高效面積的1.5倍。 采用上述直線型風(fēng)道規(guī)劃時，排風(fēng)面積可取進(jìn)風(fēng)面積的2/3，但排風(fēng)口高效面積應(yīng)大于水箱散熱器的高效面積。進(jìn)、排風(fēng)口設(shè)電動百葉時，風(fēng)口面積應(yīng)根據(jù)百葉占用的面積適當(dāng)增加；進(jìn)、排風(fēng)口設(shè)固定百葉時，風(fēng)口面積均應(yīng)增加1倍。

　　項目采用電驅(qū)機(jī)組將水箱裝配在機(jī)房外時，機(jī)房的進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)也應(yīng)通過風(fēng)道、風(fēng)量及進(jìn)、排風(fēng)口的高效布置，提供全密封靜音發(fā)電機(jī)輸出額定容量所需的燃燒空氣量及最小冷卻風(fēng)量。

　　水箱安裝在室外時，機(jī)房風(fēng)道也可參考圖7盡量采用直線型規(guī)劃，使風(fēng)道橫跨整個機(jī)房。同樣，進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口應(yīng)根據(jù)室外統(tǒng)計風(fēng)向順風(fēng)設(shè)置。

　　水箱遠(yuǎn)置時，機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量需求減小，但至少保證靜音發(fā)電機(jī)滿載運轉(zhuǎn)所需的燃燒空氣量及帶走機(jī)組輻射熱所需的最小冷卻空氣量。發(fā)電機(jī)組的燃燒空氣量可從其參數(shù)單上直接查到，采用上述直線型風(fēng)道規(guī)劃時，機(jī)房的最小冷卻空氣量根據(jù)V=Q/（C·ΔT·d）計算，其中V為最小冷卻風(fēng)量（m3/min）、Q為機(jī)組總輻射熱（MJ/min）、C為空氣比熱（MJ/kg/℃）、d為空氣密度（kg/m3）、ΔT為機(jī)房進(jìn)、排風(fēng)口容許溫升（℃）。

　　同樣應(yīng)先確定合理的進(jìn)風(fēng)速度（150～220m/min），然后由進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)速計算進(jìn)風(fēng)面積。采用圖7所示直線型風(fēng)道設(shè)計時，排風(fēng)面積取決于選擇的排風(fēng)機(jī)外形尺寸，而排風(fēng)機(jī)應(yīng)根據(jù)冷卻風(fēng)量及可接受的室外排風(fēng)轉(zhuǎn)速選取。采用其它類別風(fēng)道布置時，進(jìn)、排風(fēng)量應(yīng)由暖通專業(yè)資深規(guī)劃師根據(jù)風(fēng)道準(zhǔn)確計算，任何不專業(yè)的布置，均將引起移動式發(fā)電機(jī)降容使用。

　　排煙系統(tǒng)的作用是將機(jī)組滿載運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣有效而安全地排至戶外，并將煙氣、煙灰及噪聲驅(qū)離建筑和居民。排氣的驅(qū)動源是發(fā)電機(jī)組，阻力是發(fā)電機(jī)組排氣口后排煙回路的總阻力，故排氣裝置布置首先是通過消音器等部件選擇及排氣管路布置，使排煙回路的總阻力小于發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)單上的背壓限值。

　　各低噪音發(fā)電機(jī)的排氣系統(tǒng)應(yīng)相互獨立，并可參照圖7規(guī)劃：發(fā)電機(jī)組排煙出口接至少610mm長的不銹鋼無縫波紋管，隔離機(jī)組的運行震動并吸收熱膨脹及位移，波紋管不能用于改變方向和校直；波紋管后應(yīng)接消音器以減輕排煙發(fā)生的噪聲，消音器的購買和數(shù)量取決于用戶的降噪要求，工業(yè)用、住宅用、醫(yī)院用消音器的降噪能力分別為12～18dB、18～25dB及25～35dB，消音器出口端應(yīng)設(shè)冷凝水排放閥；水平安裝的排煙管應(yīng)以小坡度通向室外，以免凝結(jié)水流向發(fā)電機(jī)組；排氣改變方向處須用彎頭，且盡量用內(nèi)彎半徑應(yīng)大于管徑3倍的長半徑彎頭；煙管垂直爬升處應(yīng)設(shè)冷凝水排放閥；排煙出口應(yīng)與機(jī)房排風(fēng)口同側(cè)并順風(fēng)開口，排氣口應(yīng)盡可能高且最好高于建筑頂部，并遠(yuǎn)離新風(fēng)入口且不能直對易燃物質(zhì)或建筑物，垂直排氣出口應(yīng)設(shè)防雨帽，水平排煙口應(yīng)考慮防雨并加防鳥網(wǎng)。

　　排煙系統(tǒng)阻力可分為消音器阻力與其余管路阻力兩部分，消音器阻力可咨詢康明斯供應(yīng)商，其余管路阻力可按P=575·L·S·Q2/D5（kPa）估算，其中D為排氣管內(nèi)徑（cm），Q為排煙流量（m3/min)，S取23/（273+T），其中T為排氣溫度（℃），L為等效長度（m），取直管長度與波紋管、彎頭等效長度之和，波紋管等效長度取其長度的2倍，彎頭等效長度可由其類別和管徑從表1查取，比如管徑100mm的90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭的等效長度為3m。

　　對選用的靜音柴油發(fā)電機(jī)而言，滿載時的排氣流量及排氣溫度基礎(chǔ)穩(wěn)定，故排煙系統(tǒng)阻力與管路等效長度成正比，與管徑的5次方成反比，因此管徑的設(shè)計優(yōu)化至關(guān)重要。為了有效減輕排煙阻力，排氣管徑不能小于發(fā)電機(jī)組排煙口的直徑，但管徑過量既容易引起冷凝而腐蝕管件，也減小排煙轉(zhuǎn)速，不利于排氣在戶外擴(kuò)散。排氣裝置優(yōu)化應(yīng)在典型規(guī)劃的基礎(chǔ)上，首先最小化管路的等效長度，即盡量降低消音器及彎頭數(shù)量；然后在確保排氣總阻力小于發(fā)電機(jī)組背壓限值的前提下，適當(dāng)降低管徑以提升排煙及擴(kuò)散速度，減輕冷凝對管路的腐蝕。

　　消音器和排煙管路應(yīng)用阻燃減震吊架或支架承重；除波紋管不能作保溫處置，排氣裝置其余部件尤其是機(jī)房內(nèi)消音器、排氣管必須用50mm厚的高密度隔熱材料外加鋁質(zhì)護(hù)套包扎隔熱，以防火警誤報、管路冷凝腐蝕以及減小輻射熱；排氣管穿過墻壁時必須使用品質(zhì)可靠的隔熱穿墻套管；煙管離地高度至少2.3m，與易燃建筑物的距離至少230m。

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