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載。故在設(shè)計(jì)時(shí)，過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(fù)載運(yùn)行，每12h允許10% 過載1h，每年運(yùn)行時(shí)間，負(fù)載＞100%時(shí)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(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），無過載能力。

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^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，否則溫度將越來越高，壓力將越來越大。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)（通過散熱水箱）。

空氣流過系統(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　　　?。?）；

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）　　　?。?）；

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)近取決于周圍的噪聲水平，大多數(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，高頻噪聲容易聽見，精確測試要求環(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，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），因過后處理非常昂貴，對(duì)于鄰近發(fā)電機(jī)組噪聲問題需提前進(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)，測量和預(yù)測噪聲級(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?cè)肼暦较颍⒁廨^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。