機房設計與設備安裝 |
廠房發(fā)電機房通風設置要求 |
摘要:對發(fā)電機房的設計來說,柴油發(fā)電機組的冷卻和通風非常重要。只有保證機房內足夠的空氣流量,及時帶走發(fā)動機輻射的熱量,才能滿足柴油發(fā)電機組正常的工況。若無良好的冷卻和通風,會使柴油發(fā)電機組發(fā)電機組功率折損,并使機器出現高水溫現象報警停機,從而影響柴油發(fā)電機組的使用。因此,設計安裝發(fā)電機組時,工程師應考慮滿足發(fā)電機組在柴油燃燒時消耗的空氣量和冷卻所需的空氣量。
一、冷卻方式
柴油發(fā)電機組冷卻方式有多種多樣,常見的有以下幾種:
1、 連機式散熱器
連機式散熱器亦稱風冷閉式循環(huán)水冷卻機組,外形如圖1所示。 聯機式散熱器機組是最常用的柴油發(fā)電機組,通過隨機安裝的散熱器及風扇來冷卻機組;空氣從發(fā)電機端流經發(fā)動機,再通過散熱器,散熱器護柵上設有排風導管配接凸緣。大部分機組使用聯機式水箱散熱冷卻,此冷卻方法運行可靠且成本最低。
2、遠置散熱器
遠置散熱器式亦稱遠置水箱型發(fā)電機組。當進、排風口面積無法滿足柴油發(fā)電機需要風量要求或者由于空間、噪音等限制時,可選用遠置式水箱冷卻系統,此機組將柴油發(fā)動機上皮帶驅動的風扇及冷卻水箱取消,由遠置水箱替代,在使用時可將遠置水箱放置于建筑物頂層、空曠地帶或具有良好通風散熱條件的地方。
3、熱交換器
熱交換器式亦稱水冷式發(fā)電機組,外形如圖2所示。其工作原理是柴油機工作時所產生的熱水經柴油發(fā)電機水管達到熱交換器,被冷卻水塔或冷水池過來的冷水進行冷卻。柴油發(fā)電機的循環(huán)熱水水溫下降后留回柴油機散熱器。經散熱器再次冷卻后流回柴油發(fā)電機,對發(fā)動機進行冷卻。
圖1 柴油發(fā)電機組外形圖(連體式散熱器) |
圖2 柴油發(fā)電機組模型圖(含熱交換器) |
二、通風系統設計
1、連機式散熱器
連機式散熱器外觀如圖1所示。
(1)自然進風
發(fā)電機組自帶風扇吸入冷空氣并經發(fā)電機底部流過散熱器,再經散熱器相連的導風管排到戶外。注意事項如下:
① 須計算冷卻所需的風量;
② 考慮必要的進排風口面積;
※ 當機房位于負一層時,進風口應處于通風暢通的空間,且可以保證足夠的風量,排風應將其引至室外,并避免與進風發(fā)生短路;當機房位于首層時,除了保證足夠的進排風口面積,還應盡量避免進排風口位于同一立面,排風口盡量避開人行通道。
(2)強制進風:
通過低噪聲軸流風扇強制抽入新鮮空氣并經發(fā)電機底部流過散熱器,再經散熱器相連的導風管排到戶外。注意事項如下:
① 所選用風機需與冷卻所需風量匹配;
② 考慮進排風系統的背壓;
③ 必要的進排風口的面積。
2、遠置散熱器
遠置散熱器發(fā)電機組(俗稱遠置水箱型,如圖2所示),是將散熱器(水箱)與發(fā)電機組分離,散熱器風扇由單獨的電動機帶動,散熱器可以在室外 安裝。當散熱器高于發(fā)電機組3米或管道阻力超過3米水壓時,須安 裝一個隔離水箱及驅動水泵,以保持冷卻系統之間的良好循環(huán)。
安裝遠置散熱器發(fā)電機組時應注意散熱風扇的噪聲處理措施。
遠置散熱器的冷卻系統應注意下列事宜:
(1)隔離水箱應有足夠的容量來容納整個系統的冷卻水;
(2)防止冷卻水被外來物質污染;
(3)防止冷卻水通過中間水箱時被氧化;
(4)防止系統中空氣滯留;
(5)應對冷卻液進行防銹防腐處理。
圖1 連體式散熱水箱發(fā)電機組 |
圖2 遠置水箱發(fā)電機組 |
3、熱交換器
熱交換器(安裝如圖3所示)應安裝在機房內鄰近發(fā)電機組的位置,在熱交換器的上 部應配有膨脹水箱。在整個冷卻系統中,應加裝循環(huán)水泵和冷卻塔(結構如圖4所示),注意事項如下:
(1)所有與發(fā)電機組連接之處都應采用軟性連接(即橡膠膨脹節(jié)),避免振動沿管道傳播。
(2)對于與熱交換器配套的冷卻水塔的選型,首先必須考慮其熱 交換器總量,然后按照發(fā)電機組的進出口水溫要求、熱交換器的水量來選擇相應的冷卻水塔。
(3)水泵應能克服熱交換器、冷卻塔及管路的阻力,能提供所需 的水流速。在確定冷卻塔的位置時,須考慮整條水管路對機組形成的水壓,其所形成的壓力不能大于發(fā)電機組水系統管路所能承受的壓力。
(4)發(fā)電機組的冷卻系統易遭受銹蝕和氧化,為減輕侵蝕的程度,應在冷卻水中添加防銹劑。
圖3 帶熱交換器發(fā)電機組 |
圖4 柴油發(fā)電機用冷卻水塔示意圖 |
三、通風量的計算
針對三類冷卻方式,分別計算機房內通風量。
1、連機式散熱器通風量
即風冷式閉式循環(huán)水冷卻,機房內通風量計算可按以下理論公式計算:
V=H /(D×Cp×?T)+燃燒空氣量
其中: V——通風量 m³/min
H——熱幅射 KW
D——空氣密度(在38℃時, D 為1.099kg/m³)
Cp——空氣比熱0.017KW ·min/kg · ℃
通常,對此類發(fā)電機組,發(fā)電機組的通風量可以粗略計算,即等于發(fā)電機組冷卻系統風扇氣流流量+燃燒所需空氣量:
例如:備用柴油發(fā)電機組額定功率520KW, 查發(fā)電機組技術參數:風扇氣流流量= 935 m³/min;燃燒空氣量= 40 m²/min;則機房通風量為935+ 40 = 975 m/min。
一般地,機房內最好保持5%左右的負壓風量。
根據康明斯發(fā)電機組參數,冷卻系統的氣流阻力為120Pa, 當風道阻力與消聲器阻力大于系統背壓時,必須考慮增加加壓風機。
2、遠置散熱器或熱交換器通風量
(1)當機房通風條件難以滿足連機式散熱器發(fā)電機組要求時,可選用遠置式散熱器或熱交換器式發(fā)電機組。同樣,遠置散熱器發(fā)電機組機房仍需進行通風,交換機體輻射的熱量。為了簡化計算,這兩種冷卻方式的通風量可按≥25 m³/kw.h計算。
(2)平時機房維護時通風,通風量按每小時換氣3~5次計算。
總結:
康明斯發(fā)電機廠家特別提示用戶,由于良好的通風需要足夠的空氣流入和流出,并需要保持在機房內自由循環(huán)。因此,柴油發(fā)電機房必須足夠大以便讓空氣自由循環(huán),這樣柴油發(fā)電機房內的空氣氣溫就可以保持均衡并且沒有滯留氣體。只有確實解決了柴發(fā)機房通風問題,才能確保設備正常運行,以求柴油發(fā)電機組功率的最大化輸出。
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