電力系統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)

1、電力系統(tǒng) - 柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)（1）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。1）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。2）常載功率。用于無市電供電場(chǎng)合， 可連續(xù)使用， 70% 負(fù)載運(yùn)行，每12h允許10%過載1h，每年運(yùn)行時(shí)間，負(fù)載100

2、%時(shí)不允許超過 500h 。3）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。2.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170 oC。F級(jí)105oC，備載。105 oC指在環(huán)境溫度40oC基礎(chǔ)上，允許溫升 105 oC。B級(jí)80oC，備載。80oC指在環(huán)境溫度40oC基礎(chǔ)上，允許溫升 80 oC。較高環(huán)境溫度下，發(fā)電機(jī)額定功率衰減，傳統(tǒng)絕

3、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125°C,常載為 105°C。(2) 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

4、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 140000Btu/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) X0.07 (U.S.gal) = (kW)X0.0185 (L)(1)式中，使用額定功率(kW)先轉(zhuǎn)換為Btu min-1=(kW) x(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

5、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)?？諝饬鬟^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=MC P( 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 -

6、1)/( Fo )(4)式( 3)和式( 4)要注意單位統(tǒng)一。1) 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。2) 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。3) 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

7、 沖程需要更多的空氣。(3) 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(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 4050dB（ 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(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