摘要: 本文介绍了静音集装箱式柴油发电机房的设计过程，对集装箱式机房结构进行了详细的介绍与分析: 利用“PRO/MECHANICA Structure 结构分析模块”对机房结构强度进行了校核，并介绍了机房通风、降噪方案，通过计算对上述方案进行了校验。通过以上分析及计算，论证了该静音机房结构的正确性、合理性。

引 言

随着我国分布式柴油发电产业的不断发展，集装箱式静音型柴油发电机( 又称可移动电站) 以其“土建施工量少、建站周期短、高度集成化( 节省土地) 、节水节能( 配套卧式多风扇水箱) 、可灵活调整电站容量、噪声低”等优点，完全满足“交钥匙工程”要求，受到了越来越多用户的青睐。为此，集团公司开发设计了集装箱式静音静音发电机组。

集装箱式静音静音发电机组外形尺寸图如图 1 所示。

 

整个静音发电机组由静音机房、低噪音箱式柴油发电机两部分构成，静音机房分为发电机房、近机监控室两部分，静音发电机组安置在机房左侧发电机房内，并将与其配套的卧式多风扇水箱及进排气管系等安置在机房顶上，静音发电机组集成化程度较高。

机房参照标准集装箱结构进行设计，机房框架选用多种型钢，结合机房内低噪音箱式柴油发电机尺寸，并考虑必要的操作维护空间，机房外形尺寸确定为: L × B × H =8000 ×3000 ×2900。机房吊装方式与标准集装箱相同，为带静音发电机组整体四角顶部吊装。

1 机房整体吊装时结构强度校核

机房吊装方式采用标准集装箱吊装方式中的顶部四角吊装，吊装示意图如图 3 所示。

因机房采用顶部四角整体吊装( 含低噪音箱式柴油发电机) ，柴油发电机的重心偏左，右侧顶点的作用力臂最大，变形也就最大，由于顶点位置三根梁是焊接在一起的，大变形可能引起应力比较大，此处容易变形断裂; 同理，右侧的 H 型钢横撑上的弯曲变形也比较大，相应的应力较大，容易变形断裂。故需对吊装时机房总体结构强度进行校核。而上述两处将作为分析的重点考察部位。

1． 2 施加约束和载荷施加约束和载荷后模型如图 5 所示。

 

低噪音箱式柴油发电机总质量为 12500kg，机房总质量为 5500 kg，故机房吊装时承重总质量为: 18000 kg。静音发电机组吊装时钢丝绳与机房顶面夹角设为 60°，则根据计算可以得出机房顶部四顶点受力绝对值为( 以机房长度方向由图 6 可 以 看 出: 吊 装 时，最 大 应 力 值 为 208． 6MPa，危险部位出现在 1、2、3 三根梁上，此处我们分别提取该三根梁的应力曲线图。

最大应力值出现在梁 1 上，即最大应力点出现在机房底盘最右侧两个减震座右侧的 H 型钢横撑上，大小为 208． 6MPa，小于 Q235A 材料的屈服极限，表明本机房结构强度满足吊装要求。

发电	排烟	高温水	低温水	其它
33%	32%	16%	9%	10%

以 600kW 柴油发电机计算，通过机身向机房

内散热功率:

P = ( 600 /33% ) 10% =182kW。

2． 2 机房内换风量计算假设机房内允许的温升为△t = 10℃，则根据公

式: Q = c·m·△t 上式中: Q 为每小时静音发电机组向机房内的散热量; c 为 1 标准 大 气 压 下，0 ～ 50℃ 干 空 气 的 定 压 比 热 容:

1． 005kJ/( kg·℃) ; m 为流过机房内的空气质量流量( kg/s) ; 将以上数据代入上式，可得:

m = Q/( c·△t)

=182 kW·s/［10℃ ×1． 005kJ/( kg·℃) ］

=18． 1 kg/s

每小时空气质量流量为:

M =18． 1 ×3600 =65160kg/h

每小时空气体积流量为:

Q = M/ρ =65160 /1． 293 =50394N·m3 /h。

2． 3 进出口流通面积计算根据经验，机房通风进风口流速≤10m/s，所以进风口流通面积

A1 = ( 50394 /10) /3600 =1． 4m2;

 

根据经验，机房通风出风口流速≤5m/s，所以出风口流通面积A2 = ( 50394 /5) /3600 =2． 8m2

2． 4 机房通风降温方案

每个机房共设置两个轴流风机给机房内强制换风，并通过变频器根据机房内温度控制通风量，进而保证机房内温度不致过高。轴流风机嵌入进风导流罩内，风机前设置布袋初效过滤器( 净化机房内进气) 及阻性片式消声器( 降低进风口噪声向外传播) ，出风口处设阻性片式消声器。另外，机房内的增压器废气蜗壳及排气管组等高温件采用隔热材料包覆，减少其向机房内的散热。

2． 5 相关设备

2． 5． 1 风机

选择型号为“900FZL － C7P35LS6BZQ 型”轴流风机，风机相关参数: 功率: 3． 88kW( 380V/AC) ; 额定风量: 25400 N·m3 /h; 静压为 180Pa; 噪声≤79dB

( A) 。风机共两个，故总通风量 Q通风 = 25400 × 2 =

50800 N·m3 /h，满足设计要求。

2． 5． 2 布袋除尘器( 共 8 个，每个进风导流罩内设

4 个)

通风量为 7100N·m3 /h，风阻为 30 Pa。

2． 5． 3 阻性片式消声器( 进排风口均设阻性片式消声器)

消声量为: 30 dB( A) ，进风口阻性片式消声器阻力损失 30 Pa，排风口阻性片式消声器阻力损失

50 Pa。

2． 5． 4 风机静压校核

布袋除尘器风阻 + 进风口阻性片式消声器风阻 + 出风口阻性片式消声器风阻 = 30 Pa + 30Pa + 50 Pa =110 Pa ＜ 180Pa( 风机静压) 。故风机静压有一定的裕量，可以用来克服当布袋除尘过滤器脏堵时增加的进风阻力，保证极限情况下( 环境温度 40℃ 时，机房内温度小于 50℃) 机房内通风量。

3 机房降噪方案及消声效果

本机房作为静音机房，要求静音发电机组封闭运行，并要求静音发电机组运行时，机房外噪声能达到Ⅱ类噪声要求，即机房外 10m 处噪声: 白天≤75dB( A) ，夜间≤65dB ( A) 。静音发电机组密闭运行时，噪声对外传递的路径主要是进排风通道、机房门等，必须从这些地方着手降

噪［3］。

3． 1 采取的主要降噪措施

( 1) 机房内壁及顶面布置波峰消声棉，并外覆金属穿孔板，设计消声量为: 10dB( A) ;

( 2) 进排风口设置阻性片式消声器，设计消声

4 结 论

通过以上分析、计算，最终证明:

( 1) 机房结构能够满足集装箱式整体吊装要求。

( 2) 密闭运行时机房内温度相对环境温升≤

10℃。

( 3) 机房外噪声满足Ⅱ类噪声要求，即机房外

10m 处噪声: 白天≤75dB( A) ，夜间≤65dB( A) 。

总之，该机房总体上达到了集装箱式发电机房可整体移动、密闭运行、低噪声的设计要求，填补了集团公司在集装箱式静音型柴油发电机领域的空白，市场前景良好。

量为: 25 dB( A) ;

( 3) 机房门与门框间加密封条，保证密封，最大限度减少机房门处噪声泄漏;

( 4) 低噪音箱式柴油发电机底盘与机房底盘间加橡胶减震座，减震降噪。

3． 2 消声效果

静音发电机组密闭运行时，机房内噪声为 110dB( A) ，加装消声棉及阻性片式消声器后，经计算，机房进出风口处噪声可控制到≤75dB( A) 。机房外 10m 处噪声比进出风口处噪声显然要小，故上述降噪措施能够满足设计要求。 

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