正确的安装与调试是确保柴油发电机组长期安全、可靠、稳定工作的基础。机组安装是否符合要求,对机组的使用寿命、运行情况等都有很大影响。在设计和制造时赋予柴油发电机组的优越特性、使用寿命和可靠性,在使用中能能否发挥出来,在一定程度上取决于安装和调试。
7.1.1 柴油发电机的安装要求
安装柴油发电机组需要考虑的因素主要有:地基的负重、通道及维护保养的位置、机组的振动、通风散热、排气管的连接、隔热、降噪、燃油箱的大小和位置,以及与之有关的国家和地方建筑、环保条例和标准等。
机组在机房内的布置原则
①进、排风管道和排烟管道架空敷设在机组两侧靠墙2.2m以上空间内。排烟管道一般布置在机组背面。
②机组的安装、检修、搬运通道,在平行布置的机房中安排在机组的操作面。在平行布置的机房中,气缸为直立单列式机组,一般安排在柴油机端;V形柴油发电机组一般安排在发电机端。对于双列平行布置的机房,机组的安装、检修、搬运通道安排在两排机组之间。
③机房的高度,按机组安装或检修时,利用预留吊钩用手动葫芦起吊活塞、连杆、曲轴所需的高度。
④电缆、水、油管道分别设置在机组两侧的地沟内,地沟净深一般为0.5~0.8m,并设置支架。
机房的建筑设计要求
①机房内的柴油发电机组、控制屏等大件设备,自建筑物外运至机房的沿途应设计足够尺寸的出入口、通道和门孔,便于设备安装或运出修理。
②在机组纵向中心线上方应预留2~3个起重吊钩,其高度应能吊出活塞和连杆组件,为机组的安装和检修提供方便。
③机组机房内应设置地沟,以便敷设电缆、水、油等管道。地沟应有一定坡度便于排除积水,地沟盖板宜采用钢板,或经防火处理的木盖板,或钢筋混凝土盖板。
④设置控制室的机房,在控制室与机房之间的隔墙上应设观察窗。
⑤与主体建筑设在一起的机房应进行隔声和消声处理。
⑥机房地面一般采用压光水泥地面,有条件时可采用水磨石或缸砖地面。柴油发电机周围地面应防止油渗入。
⑦机组的地基应有足够体积,以减小振动。带有公共底盘的地基表面应高出地面50~100mm,并采取防油浸措施。地基表面应设置排污沟槽和地漏,以排除表面积存的油污。地基与机组间、地基与周围地面应采取一定的减振和隔振措施。
对于移动式机组和固定式机组安装分别有不同要求。
1.移动式机组
移动式机组主要安装在可移动的平台如汽车、拖车或挂车上,安装要求比较简单
(1)平台应选择在坚实、平坦、干燥的地方,一般平台与地面不需采取固定措施,但应保证机组的底盘平稳。
(2)规定要求埋设好接地装置,牢固地连接好接地线。
(3)全面检查各连接部位的连接牢固性和正确性,尤其是底脚螺栓、连轴器、发电机与励磁系统的接线等。
(4)当机组处于露天工作时,应采取必要的防雨、防潮、防雪、防晒、防风砂等措施。
2.固定式机组
通信用柴油发电机组长期处于固定工作状态,一般设置专用机房,基本要求是
(1)安装位置
发电机组可安装在地下室、地面和屋顶。发电机房一般应在配电室附近,以方便使用和维护,而且电源布线也比较节省,但不宜与通信机房相距太近,以免机组运行时,振动、噪声和污染影响通信工作的进行。
(2)机组的固定与机房地基
安装容量较大的柴油发电机组应底脚螺栓牢固地安装在混凝土地基上。地基和底脚螺栓的埋设要求应平坦、牢固和耐久,便于操作和维护机组。地基深度和长宽尺寸应根据机组的功率、重量等性能指标,以及土质情况决定,一般取深度取500~1000mm,长宽尺寸不小于机组的底座尺寸。地基应尽量水平,最好具备减振能力。
(3)其他要求
①设备布置首先应满足机组运行和维修的需要,保证有足够的空间以方便使用、维修、起吊或搬运。
②在机房和设备布置时,应认真考虑管线的布置,尽量减少管线长度,避免交叉。
③机房应当坚固、安全,设置通风、散热通道。
④应设有保证照明、保温和消防设施
为保证机组安全、可靠地工作,机房的温度应在10℃(冬季)到30℃(夏季)之间。机房取暖、降温,最好采用暖气或空调。
⑤机房的面积应根据柴油发电机组功率的大小和今后的扩容。
⑥具备完善的给排水系统。
此外,对于安装在办公区、生活区的柴油发电机组,其机房内必须减振、降噪和排气净化装置,以利于环境保护。
在进行机房规划设计和安装之前,应通过选购柴油发电机组与控制屏,详细了解生产厂商所给使用说明书的安装工程要求。如果现场条件不能满足机组安装要求的全部条件或有困难和疑问时,应及时联系厂商解决技术方面的具体问题。
在总体布置方面,可根据机房建设条件,参照考虑机组的基础位置及进风和排风的通道。
机组在机房内的位置,周边除散热水箱一端外,均要与机房墙体的距离应不小于1.5m,以利操作和维修。机房房顶的高度,距机组高度顶端的距离应不小于1.5m,通常要求房高不低于4.5m,这是机组通风散热及检修起吊机件所必须持有的最小间距。对于大、中型机组应考虑安装或日后检修时,悬挂起重葫芦,起吊整台机组或各种部件,机房房梁结构强度,应能承受最大一台机组重量3倍以上的承压。有条件时,可在机组安装的纵长轴中心线上方,贴机房屋顶搁架悬挂一条16~20#工字钢,以便起吊机组之用。
7.1.2 机房设备的布置
通信电源的柴油发电机组机房的大小和布置,应根据电信业务量的大小和要求,选择合适的机房和布置方式,一般有以下几种型式可供参考。
1.布置形式
机组的布置按照机组的性质、机组容量大小和台数多少有不同的形式。应急机组一般只设一台机组,可以把柴油发电机组和发电机控制盘设置在同一间机房内。小容量机组一般把控制盘放在机组上,形成机电一体,也可以设置在同一间机房内。对于装机容量较大、台数较多的机组,或者为了改善工作条件,可把机组分为装设机组的机房和装设控制盘和配电盘的控制室,并设置必要的辅助房间。这种型式设置的机组,如果靠近市电电源的变配电室附近,可以把机组的电气控制设备统一设在变配电室内。
(1)应急机组的布置形式
应急机组和某些备用机组的连续运行时间较短,一般只要求几个小时,所以辅助系统可以简化,机组设备设在同一间机房内。
(2)常用机组的布置形式
常用机组一般采用多台机组,其辅助设备也比较齐全。并长期运行供电,因此应为机组创造较好的工作环境。为了改善工作条件,常用机组一般分为机房、控制室和辅助房间三大部分。柴油发电机组设置在机房内,与机组关系密切的油库、水箱、进排风机等辅助设备,设在机房附近。发电机控制盘、配电盘、机组操作台等设在控制室内,机组运行人员主要在控制室操作,监视机组运行,控制室外也可与工程的市电变配电室设在一起,机组的值班休息室设在控制室附近。
2.机房设备的布置
(1)单台机组机房设备的布置
对于电信业务量较小的通信机房,市电供电也可靠,要求只配备一台柴油发电机组,可按进行布置。
(2)两台机组机房设备的布置
电信业务量较大的通信机房,通常自备电站都要配备两台机组,以确保供电的可靠,配备两台柴油发电机组机房设备布置。
3.多台机组机房设备布置
如果自备电站需要配备三台柴油发电机组,可参考进行设计布置。
7.1.3 安装柴油发电机组的地基
柴油发电机组往复地运转机械,运行时将产生较大的振动,因此其地基应能牢固地固定机组,保证机组正常运行,并尽量减小机组振动对附近建筑物的影响。中、小型滑行式柴油发电机组都设有公共底盘,柴油机和发电机通过联轴器联结,装设在公共底盘上,机组在制造厂已进行精确调整,同时机组与底盘间一般均装有减振器。因此,这类机组对地基没有严格的要求,整台机组放置在硬质地面上就可以正常运行。对于固定的柴油机组必须通过螺栓安装在地基上,对地基支承机组的强度、吸振与隔振能力、承载质量等均有要求,以保证机组正常运行。
1.地基的设计要求
(1)地基的设计要求
①地基基础应有较好的土壤条件,其允许压力一般要求0.15~0.25MPa。
②地基一般为钢筋混凝土结构,地基重量为机组总重的1.5~2倍。混凝土强度等级不低于C15级。
③机组的地基与机房结构不得有刚性连接,以减小机房的振动。
④机组运行和检修时会出现漏油、漏水等现象,因此地基表面应进行防渗油和渗水的处理,并有排水措施。
(2)地基的一般做法
地基的基本尺寸要求如下
①地基应高出机房地面20~300mm。
②地基周围每边比机组底盘每边各长出200mm,如机组底盘宽为840mm,则地基宽为1240mm。
③地基深度H由式7-1计算确定,考虑地脚螺钉深度取H=0.5m。
式中:H,地基深度,m;
K,重量倍数,一般为1.5~2;
G,机组总重,kg;
D,混凝土密度,约为2400kg/m 3;
B,地基宽度,m;
L,地基长度,m。
④地基与机房地面间留200mm的槽,槽内以细砂充填,槽的顶部以沥青水泥密封。
⑤地基表面应进行防水、防油处理,基坑底面应夯实。
⑥机组的地脚螺钉可一次浇筑,也可预留孔进行二次浇筑。地脚螺钉位置尺寸应根据生产厂提供的准确尺寸确定。
⑦地基与机组底盘间最好设减振器。减振器在每个地脚螺钉处设一个,按机组总重量平均分配在各地脚螺钉上的压力选择,并留有一定富余量。机组与外部连接的油、水、排烟管路,应采用橡胶管或金属波纹管软连接,以防止机组振动或受热膨胀时拉坏管路。
⑧某些个别的应急机组要求设置在楼板上,这种机组就不可能做较深的地基,楼板应能随机组的静荷载和运行时的动荷载,并留有1.5的安全系数。底盘与楼板间的防振措施要增强。
2.地基材料与混凝土的配合比例
地基材料主要由水泥、砂、碎石和水分等组成。地基应采用标号不低于450号的混凝土并夯筑平实。混凝土由水泥、砂、碎石和水拌合后凝固而成。所用的砂子要坚硬、无土(所含的泥土不超过总质量的5%),最好的砂子为石英砂,石子大小约为5~50mm,石子的大小应与砂子的粗细搭配使用。
混凝土通常采用的容积配合比例(水泥:砂:石子)为1:2:4、1:3:5或1:3:6.以容积比例配合的混凝土的材料用量列于-4.
拌合混凝土时要拌得彻底,使水均匀地分布于水泥、砂子及石子颗粒表面。拌合时所加入的水量要适当。因为加入的水量仅一小部分(20%)与水泥发生水化作用,其余的水游离而蒸发。游离蒸发后,其原来所占的地方就变成微小空隙,使混凝土的强度受到影响,所以水量不能太多。但是水量太少则不易拌透,浇注时也不易夯实,亦将造成大量空隙。混凝土拌合时用水量可按所用水泥的质量来计算,大约为水泥质量的60%。
3.地基的尺寸
柴油发电机组均固定在钢制公共底座上,并配置橡胶减振器。因此,机组可以直接安装在预留了地脚螺孔的混凝土地基上。
参照式(7-1),依据机组外形的长、宽尺寸,考虑地基的长度和宽度各扩放200mm左右。常用柴油发电机组外形尺寸7-1,其中英国Wilson柴油发电机组的地基厚度及机房设计7-2,日本三菱柴油发电机组及地基尺寸7-3.
地基下面的地或地坑应事先夯实平整好,使其可支承地基和发电机组的质量(如果发电机组打算安装在高于地平面建筑结构上,必须能承受机组的质量、储备的燃油及附件等)。机房建筑物必须符合当地建筑条例,如果地板经常湿或在锅炉房等处,地基应高于地面,便于使用、维修保养,尽可能减少金属底座的腐蚀。
对于地质及环境有特殊防振要求时,地基的四周应布置宽约25~30mm的隔振沟。地基的底部还应设置隔振层,基坑底部夯实之后,用水泥、煤渣、沥青和水敷设的厚度约200mm,混凝土浇注在此隔振层上。设有隔振沟和隔振层的地基结构。
机组地基与机房地面可以做成同一高度,也可以使地基高于或低于机房地面50~100mm。在曲轴中心线上油底壳正下方的地面设置清污斜面,并有通道排到主排污沟内。最低中心为清污孔,直径为Φ=40mm四周呈凹形,以便自排清污。
机组的电缆、机油、燃油和冷却水管线沟应环绕地基挖砌,起到隔振和防振的作用,排污问题也可得到方便解决。此外,启动蓄电池置于电缆沟旁槽内。
4.地基的浇注
浇注前应根据地基的尺寸准备好模板,并检查模板支撑是否牢固,模板是否已清洗干净,基坑有无积水,然后向模板间断浇水2~3次,使板缝胀严,并避免吸收混凝土的水分。施工时,地基的基层要分层夯实。混凝土灌入模框时,中间存有很多空隙,必须随时夯实,排除空气。地基要一次浇注完毕,在浇注过程中间隙时间最多不要超过2h。地基表面要水平、平整,养护一个月后可进行验收、安装。
若需要选用添加了快凝剂的水泥,则可在10天内安装柴油发电机组。
柴油发电机组说明书所给出高度为机组的实际高度。为便于放置垫铁进行找平和灌浆,应在机组的底面与地基之间留出约20~30mm的间隙。因此,在浇注地基时应扣除此间隙。
7.1.4 机房的通风散热与减振降噪
柴油发电机组机房的通风、散热、隔振、隔声及降噪等问题,对机组的运行及操作人员身心健康的影响很大,因此,应采取措施以减少振动、噪声和热辐射等的影响。机房内的环境温度不得高于45℃,否则控制屏内的电子元器件会因温度过高产生故障。
1.机房的通风和散热
柴油机、发电机及排气管均散发热量,温度升到一定程度将会影响发电机的效率,因此必须采取通风散热措施来保持发电机组的温度。机房良好的通风和散热系统,是需要足够的空气流入和流出,并在机房内自由循环。如(a))的空气流动路线是比较好的方式,冷空气从机组尾部经过控制屏、发电机、柴油机、散热器,由冷却风扇将热空气一个可装拆的排风管排到室外,形成了良好的循环。
(1)水冷柴油发电机组机房的通风和散热
水冷机组机房的热风主要是通过风扇和散热器来散热,机房的布置和设施应将热风引到机房外。通常利用门洞或墙洞,再加上可拆移的引风罩将热风引出机房。若利用墙洞固定引风罩必须考虑隔热和减振问题,可采用帆布管罩缓冲隔振,采用石棉层来隔热。风罩和管道应平顺、光滑,避免急弯,以最短距离引出机房,进口和出口要采取措施,防止雷雨和小动物进入风道。
为了让新鲜空气进入机房,机房内均应设置通风用的进风口和排风口,便于柴油机的进气、排气和散热。较小的机房可用通风管把空气引入或直接送入柴油机进气口。两台机组的通风口布置图。
空气的入口和出口都要够大,足以让空气自由进出,大约通风口至少是散热器芯面积的1.5倍。空气出入口都应有百叶窗,一方面可以降低通风噪声,另一方面可作恶劣天气保护。百叶窗板可固定,但最好是在天冷时可移动,这样当机器不开动时,窗叶可关上。自动起动发电机组的百叶窗叶亦必须是自动开闭的,它应设定在机器起动后即自行打开。不要依靠风扇排出的空气来推开窗叶,除非是特殊设计的。
当用一个远距离的分体散热器或热交换冷却系统时,发电机产生的热仍须要排出室外。进风口的大小:在计算进风通风口的大小之前,必须考虑到散热器冷却空气流量和发电机组在额定负载时风扇所到得的静态压力。对于标准的机房安装,散发的热量已计算在散热器空气流量中,对那些把散热器安装在远处的机房,机房冷却空气的流量是由发动机、发电机和排气系统任何部分向周围空气散发的总热量来计算的。
当发电机组在额定功率下运行时,柴油机和发电机冷却空气的需求量在技术说明书中已说明,排气系统的散热取决于在房间内管的长度及使用的隔热材料,所以在计算房间的空气流量时,这些热源散出的热可以不计算在内。
出风口的尺寸:在决定了进入房间的空气流量之后,可以计算通风入口在外墙的位置和大小,通风入口必须足够大,以便反气流阻力不会超过10.16mm水柱,空气滤清器和百叶窗的阻力值可向制造厂家索取。
当发动机和房间是由一台固定在发电机上的散热器来冷却时,出气通风口必须足以令所有在房间流通的空气排出,这并不包括相对少量的进入发动机入口的空气。
有关威尔信机组机房设计的具体资料可参见(a)、(b)及-1.
(2)风冷机组机房的通风和散热
若机房内安装二台以上的风冷机组,最好安装专用冷却风管。对于六缸机目前厂家可提供成套进风和排风管件。若安装两台八缸机组可以依顺序机组“V”形夹角的排风角度,开挖地下引风道,用引风机排出热风。平时,引风口用盖板盖平,开机时打开盖板,使其与发动机排出热风形成风斗。柴油机的排气管,也可以像散热风道一样,从地下排出。但要注意下述问题
①对于风冷机组只有新鲜空气才能供给柴油机冷却和燃烧之用,设计时应注意不能吸入热风和废气;
②所有风道要避免过多转弯,要以最短通风管路将热风和废气排出,不要让热风和废气在机房内形成短路,将废气吸入柴油机,影响机组运行;
③排气管应以柴油机废气排出口为蕨,后接管道的截面只能加大,不能缩小。
④排气管道应缠绕石棉层,再用玻璃纤维布包裹住。石棉层应选用石棉纺织绳,不要用石棉扭绳。用玻璃纤维布包裹后,最后用镀锌铁丝以螺旋形扎紧。
⑤风冷柴油机冷却的热风和排废,会形成机房气流的反射作用,因此应充分利用这个特点,以改善机房的通风散热。
风冷机组进、排气通风装置规格7-5.
2.机组的减振
为了减少发电机组的运行的振动,避免振动传至建筑物。一般采用两种方法:一是在地基的四周设置隔振槽(其隔振效果较好),也可以在机组四周设置环形电缆沟或排污沟,以减小机组振动对机房建筑物的影响;二是在机组底脚与底座之间安装减振器,这样底座可以直接通过底脚螺栓固定在地基上。至于较大功率的发电机组,是刚性固定在底座上,另附有减震器供用户在安装时用于底座和地基之间。在任何情况下,无论是否通过减振器,机组都应牢固地固定在地基上以防止移动。
对风冷机组,其柴油机脚和发电机脚与底盘联接处分别采用橡胶减振圈子和减振橡皮垫副;水冷机组在水箱下联接处使用10mm厚的耐油橡胶板来解决机组内隔振问题。在柴油机与底盘、发电机与底盘之间均应采用减振器。
减振器需用在机组的对外连接件上,如软性燃料管、排烟软管、排风管软性接口、电线软管及其它连接支承系统等等。
3.柴油机的排气系统
机组在运行时,柴油机的排出废气温度高达500~550℃,有的排气管接在废气涡轮增压器上。增压器内部的轴承和风叶加工精度很高。安装排气系统时,应注意排气系统急剧的温度变化,减小高温、振动和强烈的排气噪声问题。
(1)排气系统的设计
排气管一般安装有消声器减小噪声,它可以装在室内或室外。装在室内的发电机组必须用不泄漏的排气管把废气排出户外,排气系统的部件应包上隔热材料以减少热量的散发,排气管安装必须符合相关的规范、标准及其他要求。户内的管的外端应切成和水平成60°角,或者装上防雨水帽的排气系统,如果建筑物装有烟雾探测系统,排气出口应安在不会启动烟雾热能警器的地方。确保热的排气消声器及排气管远离易燃物质,确保柴油机排放不成为公害。
在设计排气系统时,阻力不得超过允许范围,因为过度的阻力将会大大减低柴油机的效率和耐久性,并严重增加燃料消耗。为减少阻力,排气管应设计得越短越直越好,如必要弯曲,曲径必须至少是管内径的1.5倍。超过3m的设计须得厂家同意。其他的排放系统设计标准如下所述①在发动机排气出口与排气管连接处加上排气软管。它的作用是减少发动机所产生的震动传达到排气及建筑物,允许排气管因受热而膨胀及安装时的少许角度偏差。
②确保在安装消声器和管子时,不要因拉紧而造成断裂或泄漏。
③安装在室内的排放系统的部件应安装隔热套管以减少散热、降低噪声。消声器和排气管无论装在室内或室外,均应远离可燃性物质。
④任何较长的水平或垂直的排气管应倾斜向下安装,并装设排水阀(应在最低点),以防止水流倒流进入发动机和消声器。
⑤当管子穿墙而过时,应有安装吸振套管,使易燃物质远离这些发热管道,并应留有膨胀用的伸缩接缝,让管子受热膨胀后纵向延伸或收缩。
⑥排气管的伸出室外的一端,如果切口是水平的,应切成60°,如垂直则装上防雨帽,以防止雨雪进入排气系统。排气管应是独立的,不得与其他发电机组的排气管共用。
排气管、消声器均要可靠固定,不允许在机组运行时有摇晃、振动现象。机房内裸露的排气管,消声器应以耐热材料包裹,如同蒸气管道一样,以减少机房内的辐射热。
用波纹管来纠正管道之间的对中偏差是不允许的。波纹管内若有导流内管,那么内管与法兰焊牢的一端应装在气流入口一端。排气消声器通常都标有气流方向,应按气流方向安装,不允许倒向安装。
(2)排气管的安装
发动机的位置应设在使排气管尽可能短、曲弯和堵塞都尽可能小的地方,通常排气管伸出建筑物外墙后会继续沿着外墙向上直到屋项,在墙孔外有一个套子去吸振,并在管子上有一个伸缩接头来补偿因冷缩热胀而产生的长度差异。-6给出了威尔信柴油机的排气管安装尺寸。
排气管的暴露部分不应接触木材或其他易燃性物质,在建筑物内的排气管(包括安装在屋内的消声器)应覆盖合适的隔热材料以降低温度,预防灼伤操作者。
(3)减低排气流动的阻力
让排气通过管道自由地流动可减少排气阻力,过大的排气阻力会严重地影响发动机的输出马力,造成高阻力的主要因素有
①排气管直径太小;
②排气管过长;
③排气系统过多急弯;
④排气消声器阻力太高;
⑤处于某种临界长度,压力波会导致高阻力。
假定排气管采用工业用钢或铸铁制造,其阻力取决于管子内部表面的光滑程度,如粗糙则会增加阻力,请参考柴油机技术文件以选取排气温度及空气流量。
(4)排气消声器
消声器按照消声的程度分为以下等级
①低级或工业用级——适用于工业环境,其反响噪声程度相对地高;
②中级或居住环境级——把排气噪声降低到可接受程度;
③高级或严格级——提供最大程度的消声,如医院、学校、酒店等地方。
消声器应装在靠近发电机组的地方,这样可提供最佳的消声效果,使排气管从消声器通往户外,或可以安装在户外的墙或屋顶上。也可采用的安装方式。
4.隔声与降噪
为了降低机组运行时对环境和操作者的影响,首先应对机组运行排气的噪声源采取降噪措施,同时对机房的建筑设计应有必要的吸声、隔声措施。根据相应环境的噪声标准来降低机组的噪声,无须要求过高,避免由此会引起不必要的过高花费。
机房墙体砌筑时,要求灰缝填实,不要留有孔洞、缝隙内墙面的粉刷,表面不宜致密光滑,粉刷材料中要掺入一定量的有吸声效果的多孔性材料,例如水泥,石灰膏和木屑组成的吸声层。内壁及天花板可采用隔声板进行装饰,降噪效果会更佳。壁板如果采用多孔性材料装饰,孔眼面积至少占总面积的20%~25%。壁板与墙体之间充填一层多孔性吸声材料,吸声效果更好。
机房与控制室用墙隔开,隔墙上开挖两层玻璃的观察窗。控制室与机房之间采用双层夹板门,夹板之间充填弹性多孔吸声材料,例如碎泡塑、玻璃纤维棉。经过这样处理,控制室内的噪声可控制在75dB(A)以下,从而改善操作者的工作条件。
如果采用地下管式排气,地下埋设管采用水泥下水管或将排气管引入砖砌烟囱内,其机组排气噪声可基本消除。对于用弹力固定架来固定发电机,其正常的控制排烟、进气及散热器风扇是可将发电机的噪声降至可以接受的水平,如按此方法处理后,机组的噪声仍然会很高,可在房间和发电机周围竖上隔声板,在机房的墙壁上安装吸声板或把发电机安放在一个特殊设计的隔声蔽体中以减少噪声。
大多数情况,通风进口和排风口需要装上隔声装置,如果想避免操作人员直接暴露在发电机的噪声下,那么仪表和控制站必须安装在一个分离的隔声控制房间内。
5.机组安装前的准备工作
柴油发电机组是高速旋转的设备,在使用运行之前,必须经过正确安装,才能保证机组安全可靠、经济合理地正常运行,因此安装时应给予足够的重视。下面介绍其安装步骤和注意的问题,前面已经介绍了部分设备的安装方法。
(1)机组的搬运
机组及其他电气设备一般都有包装箱,在搬运时应注意将起吊的钢索结扎在适当部位,轻吊轻放。如果准备吊起发电机,应安装一个单点的悬吊装置,标准的有天盖的机器已有一些单点悬吊装置。为了安装而吊起机组,连接好底架上突出的升吊点后,检查是否已牢牢挂住,焊接处有无裂缝,螺丝是否收紧等等。需用横杆以保护机器碰伤吊装的点应在重力的中心(较近发动机)而不是整机的中心,这样才可以垂直吊起。一旦机器离地,就要用导索来防止铜绳扭结或机器摇摆。在风大时不要起吊。机器放下时要放置在平坦及能承载发电机重量之地方,当机组运到目的地后,如有存放条件应放在库房内。若无库房需放在露天存放时,则应将箱体垫高,防止雨水浸蚀,箱上应加盖防雨棚布,以防日晒雨淋损坏设备。
由于机组的体积既大又重,因此安装前应事先考虑好搬运路线,在机房应预留适当的搬运孔口。如果门窗不够大时,可利用门窗位置留出较大的搬运孔,待机组搬入后,再补砌砖墙和安装门窗。
(2)开箱检查
开箱之前将箱上的灰尘泥土扫除干净,并查看箱体有无损伤,核实箱号及数量。开箱时要注意切铁碰伤机件。开箱的顺序一般从顶板开始,在顶板开启后,看清是否属于准备起出的机件。然后再拆其他箱板,如拆顶板有困难时,则可选择适当处拆除几块箱板,观察清楚后,再进行开箱。
根据机组清单及装箱单清点全部机组及附件。
察看机组及附件的主要尺寸是否与图纸相符。
检查机组及附件有无损坏、锈蚀。
机组在开箱后要注意保管,放置平整,法兰及各种接口必须封盖、包扎,防止雨水及灰沙侵入。
(3)划线定位
按照平面布置图所标注的各机组与墙或柱中心之间、机组与机组之间的关系尺寸,划定机组安装地点的纵、横的基准线。机组中心与墙、柱的允差为20mm,机组与机组之间的允差为10mm。
(4)熟悉设备
检查设备,了解设计内容,明了施工图纸,参阅说明书。根据设计所需要的材料进行备料,然后根据施工组织计划的先后,将材料送到现场。
如果无设计图纸,应以设备说明书为依据,根据设备的用途及安装要求,同时考虑水源、电源、维修和使用等情况确定土建平面的大小及位置,画出机组布置平面图。
6.机组的安装
(1)测量地基和机组的纵横中心线
在机组就位前,依据图纸“放线”找出地基和机组的纵、横中心线及减振器定位线。
(2)吊装机组
吊装时用足够强度的钢丝绳索在机组的起吊部位(不许套在轴上碰伤油管和表箱)。按吊装的技术安装规程将机组吊起,对准基础中心线和减振器,将机组吊放好并垫平。
(3)机组找平
对于立式或6缸柴油机,把气缸盖打开,将水平仪放在气缸上部端面(即加工基准面)上进行检查;对于4、8缸柴油机,则利用飞轮基准面或曲轴伸出端进行检查。利用垫铁调至水平。安装精度是纵向和横向水平每米偏差0.1mm。当然,精度越高越好,垫铁和机座底不能有间隔,使其受力均匀。
7.柴油机燃油箱的安装
(1)储油箱
为了简化燃油供应系统,燃油箱位尽可能靠近发动机,如果建筑规则及防火规定允许的话,储油箱可装在发电机旁边、发电机基座里或临近的房间里。威尔信发电机P880E及以下机组都带有最小6h机底式油箱,其余机组的油箱均由用户根据需要自行配套。
①为了迅速启动发动机,油箱内最理想的燃油高度应保持和燃油输送泵入口等同的高度,但最高油面不能比机组底座高出2.5m。
②送油管应为黑铁钢管,不能使用镀锌管,因为锌与燃油中的硫化合成片状或粉状硫化物,堵塞滤清器或喷油嘴。
③送油管最小直径为25mm, P880E以下用25mm, P880E以上用35mm。
④回油管所用尺寸及材料同送油管相同,但其油路到油箱的高度必须保持在2.5m以下。
⑤油箱盖必须加装一个与大气相通的压力平衡孔,并在盖内侧加装空气滤清毡垫。在注油口内装有滤网。
⑥在油箱下部装有放污塞,以便排出沉淀脏物或水分。
(2)辅助燃油供给系统
辅助燃油系统由一个日用油箱、辅助燃油泵、燃油粗滤器及油管等组成,日用油箱应足够大,其大小则根据发动机额定负载和速度按每一时耗油时的8倍确定,日用油箱应尽可能接近发动机,使发动机燃油输送泵保持最小输入阻力,辅助燃油泵从储油箱向日用油箱供油,发动机输油泵则从日常油箱把油输到发动机喷油系统,并把多出的油回流到日用油箱。
(3)储备油箱的容量
主燃油储备箱的容量是根据预计额定油耗和运行时间来计算的。在设计油箱的容量时,以保证连续运行的最低燃油供应作为标准。有时可能需要机组运行数小时、数天、甚至数星期。
储油箱容量计算实例:假设一台100kW发电机每日最多运转8h,每隔一天输送燃油一次,耗油量的经验法则是:用kW额定值乘以0.27得出耗油量(单位:L),因此100kW的机组满负载运转将每小时耗油约30L,但有时需要柴油机运转16h再补油,所以油箱的最低储油量应为480L,定期的检测或试车每次大约用12L,计划每隔6至7周加油一次,则84L油被用来检测或试车,因此油箱最少要保持564L燃油,油箱容量的6%为燃油受热膨胀的空间或作为冷凝和沉积物的积聚空间,这样得出总量为597L,故此100kW的柴油发电机组应挑选一个600L的油箱。
(4)日用油箱容量确定
对于大功率柴油机,除本机油箱外,还在机房中装设日用油箱,日用油箱的储油量应能保证机组可供8h全负荷运行,避免柴油机运行时加油。日用油箱的容量可用下式计算
W=2. 7PN
式中:W,日用油箱容量(L);
PN,发电机输出的额定功率,单位为kW。
日用油箱应安装手动油泵和油箱油量表,油量表是用来测量燃油箱中储存的柴油量。
(5)燃油箱及管道安装
燃油箱的最低油位应不低于输油泵入口的1m,向柴油机供油的管口距油箱底的距离至少应有100mm左右,以免沉淀污物和水份被吸入柴油机。
安装位置应避开排气管(或电气设备)热源和振源。因为柴油温升至65℃时,会产生汽化而使柴油机无法正常工作;而振动会导致沉淀物泛起,引起油路堵塞和磨损。
安装燃油系统时,关键是要保证柴油无渗漏(包括运转、停机状态)。因柴油渗漏会导致空气进入燃油系统,使柴油机运行不稳定。连接软管的安装要采用优质环箍,不要用铁丝捆扎,以免松脱或切破油管。
8.控制屏的安装
一体式控制屏直接安装在机组发电机的上方,与发电机联接处装有减振器。分体式控制屏可以采用隔室和非隔室安装两种方式。如果控制屏采用非隔室安装,则控制屏应避开机组热源和振源,控制屏与机组的距离以不超过10m为宜。
隔室操作安装,这样可确保控制屏及其电气元件在机组运行时,免受机组振动和加热的影响,同时可减小机组噪声对操作者的影响。
采用隔室操作安装时,其操作室(常称为控制室)的地面应比机房安装地面高0.7~0.8m,以便于监视机组全貌。控制室与机房之间安装隔声门和隔声窗,观察窗采用5~8mm的平板玻璃制成双层密封窗。二层玻璃间隔应不小于80mm,面向机房的玻璃,其上端要向机房地面倾斜。这样,可以加强噪声反射和防止结露。
9.冷却系统的安装
柴油发电机组的冷却系统有两种:即散热器冷却和热交换器冷却。大多数柴油机都采用第一种,因为柴油机驱动的风扇会把空气吹进散热器芯,达到冷却的目的;当自然水供应充足时,则可采用热交换器来代替散热器,发动机冷却液通过热交换器来循环,并由自然水来冷却。
散热器冷却系统的优点,即使遇到风暴或事故切断了公用供电和供水,机组能正常工作。无论散热器在机组上或独立装在远处,都应便于维修,因为散热器过滤帽、冷却系排污龙头及风扇皮带松紧度等需要经常检查调整。
(1)装在机上的散热器
散热器是固定在柴油机前的机座上,由皮带驱动风扇把风吹进散热器芯,冷却流过散热器的冷却液。散热器有两种类型,一种是带有冷却风扇(安装在发动机上)的散热器,另一种是由风扇驱动和可调皮带张紧轮组成,风扇的中心固定在一个文氏管罩内,用非常小的间隙以取得高效率,风扇驱动轮,皮带张紧轮和曲轴带轮都要精确地校直,并由皮带连成一个3点驱动,这种烃型的散热器通常用翼型叶片风扇,且有一个精确安装的罩。
使用散热器时,散热器排出的空气应直接通过连在散热器的风道口直接排出户外,发动机应尽可能安装。如果风道太长,则使用分体散热器,这可能更经济,空气流动排出时的阻力和入口风道的阻力不应超过风扇的静态压力。
当散热器要连接排气风道时,风道的接头应按散热器的规格来定,在散热器和固定排气风道之间的弹性通道材料需要隔振,并可在风道之间自由移动。
(2)分体散热器
一个带有电动马达的分体式散热器可以安装在发电机外的任何地方。高效率的文氏管罩和风扇减少了发动机的功率,风扇可以由一个恒温控制的马达来驱动,可以在需要冷却发动机时才向发动机索取动力,一个分体散热器可以安装在户外,因为户外空气的流通好,并比发电机房的温度低,因此可使用较少体积的散热器,并且不影响其效率,风扇产生的噪音也可以从建筑物上消失。
(3)分体散热器/热交换器系统
分体散热器系统在发动机上采用了一个交换器,如和7-19.热交换器起着一个中介热换作用,把发动机冷却系统从分体散热器的高静水头分开,发动机泵使冷却液在发动机和热交换器内循环,独立泵则将冷却液在分体散热器和热交换器箱之间循环。
(4)热交换器冷却
在自然水供应充足时,可以使用热交换器,尤其是在空气中含杂质过多的地区采用,这可避免造成散热器堵塞。因为热交换是把发动机冷却液的热量通过热交换器的管道传送给自来水,冷却液和自来水有各自的泵,在各自完全封密的系统流动,绝不会混合。
热交换器完全地代替了散热器和风扇,它作为机组的一部分,固定在柴油机上,也可分开安装,由于柴油机不需驱动散热器风扇,因此备用动力更大。
(5)抗冷凝保护
如果发动机是准备暴露在低温环境下,在柴油机内的冷却用水就必须抗冷凝,在散热器冷却系统的安装中,可加入抗凝剂到水中来抗凝,建议用乙烯甘醇作为柴油机的永久抗凝剂,因柴油机本身就含有抗腐蚀剂,乙烯甘醇的液度不可低于30%以提供抗腐蚀作用,其液度亦不可超过67%以维持其传热的能力。对于热交换器冷却来说,抗凝剂只起了一半的作用,因为抗凝剂只用在热交换器的发动机一侧,不能保证另一侧的自来水不结冰。