摘要：电网断电期间给用户应急供电的柴发机组（以下简称柴发）通过发电机组内部燃烧柴油将化学能转换成机械能，然后进一步通过发电机组驱动发电机将机械能切换成电能。如图1所示，机组发电是化学能向机械能和热能切换的动态平衡流程，即拖车式发电机持续将35%的燃烧热能切换成机械能发电的前提是通过机房规划，从排烟管路连续排出传递给尾气的30%燃烧热，从冷却回路持续排出传递给缸套的25%热能，从风道持续排出机组辐射给机房的10%燃烧热。因此，与电网装置不一样，柴发机房设计的有效性直接决定了低噪声柴油发电机能否发出其铭牌上标出的额定功率。柴发机房的高效规划应从机房选址与地基规划开始，首先平衡考虑冷却系统规划与进排风系统规划，然后完成排气装置布置，最后布局燃油系统设计。

　　低噪声柴油发电机是市电的应急备载电源，所以带隔音罩发电机的机房应尽量远离电网系统配电装备，以免主、备载供电装置同时受损，失去配置集装箱发电机的意义。

　　方舱式静音发电机的地基布置具体考虑装配位置及用户的减振要求。机组底座的一级减振效率为60%~80%，一二级组合减震效率大于95%，满足通常用户的减振要求。因此，就通常用户而言，机房地基可采用加强混凝土设计，但应能承载至少两倍机组的净重。集装箱发电机地基应至少高出地面150mm，四周应比机组外围至少超出150mm。如果用户是医院且室外型静音发电机与手术室同在一栋建筑内，则（可参考图2）采用173kPa加强混凝土地基，确保地基承载5~10倍（至少2倍）机组重量的同时，按图中要求做进一步减振及隔振规划。

　　安静型发电机的冷却装置与其进排风系统密切关联预制舱发电机组，并共同影响排烟装置规划，因此油机房位置确定后，应首先平衡考虑冷却系统规划与进排风系统手段。

　　预制舱式静音发电机的起动和运转需要给充电、加热甚至风扇等设备提供低压辅助电源，因此如项目购买高压机组，则应尽量采用直驱挂车电站式发电机（冷却风扇由发电机组曲轴驱动），从而防范低压辅助电源变配电布置。低噪音发电机采用直驱水箱时，机房冷却系统布置的作业量几乎为零，但进排风装置布置必须满足直驱机组满载运转的大风量要求。

　　如果项目须用低压机组但无法满足直驱机组满载运行的大风量要求，则可采用电驱机组将水箱/散热器（以下简称水箱）移至室外，以减少机房进风量要求。水箱远置时，冷却装置的驱动力源自发电机组水泵，阻力来自管路的摩擦阻力及水箱与全密封静音发电机的相对高差，故远置水箱的冷却装置规划应与室外水箱的安装位置匹配。

　　若室外水箱的装配位置距室内机组不远，且根据其相对位置布置的冷却回路总摩擦阻力和静压均小于发电机组参数单上相应限值，则（可参考图3）用水管直接连接安静型发电机和水箱即可，但涡轮增压单泵双循环空水中冷机组不宜采用该冷却装置布置。冷却系统的静压取发电机组主轴中线与水箱顶部的高度差，管路的摩擦阻力需暖通专业设计师根据管径及流量计算，管径由规划师决定，流量可从发电机组数据单直接查到。

　　若室外水箱的安装位置离室内机组不太远，虽然静压小于发电机组数据单限值，但总摩擦阻力超过相应上限，则可在设计的基础上，根据摩擦阻力偏差选配水泵，装配在图4红色箭头所示位置。同样，涡轮增压单泵双循环空水中冷机组不宜采用该冷却系统。

　　若水箱的安装位置距离机组较远，其相应静压和管路总摩擦阻力均超过发电机组相应限值，则可参考图4，采用热交换器远置水箱。

　　热交换器的装配位置应考虑发电机组水泵的驱动能力，也可将热交换器安装在机组附近。热交换器机组侧一次冷却装置与水箱侧二次装置互相独立，一次系统由发电机组驱动，其流量为发电机组冷却流量；二次系统需另选水泵驱动，流量可按Q/（ΔT·C）（L/min）估算，其中Q为发电机组传给冷却系统的热量（kJ/min），C为水的比热（kJ/℃/L），ΔT为热交换器二次侧容许温升（℃）。如冷却效果因环境温度等缘故不太理想，可以考虑用冷却塔替代水箱，但冷却塔不宜用于寒冬易结冰、湿度低、灰尘大及风沙多发地区。

　　如水箱位置距离机组相当远，总摩擦阻力和静压超过发电机组限值，且静压超出了热交换器密封件的承受能力，则（可参考图5）采用热井远置水箱。热井的安装位置应考虑发电机组水泵的驱动能力，且必须确保热井底部高于发电机组冷却水出口；热井两侧回路属同一密闭冷却装置，流量基本一致；水箱侧回路需配水泵，其购买应考虑水箱位置；热井的最小功率应包括运转时充满所有水管的水箱宝容量、停机时水箱侧流回热井的容量及确保运行时高效热交换的最小容量。

　　热井运转时的高效热交换最小容量通常取冷却系统总功率的5%，加上热井两侧回路总流量的1/4。用热井远置水箱，发电机组传递给防锈水的热量最终还需水箱的风扇冷却，当环境温度过高及管路过长时，其冷却效果很可能不理想，因此该途径适用于夏天环境温度不高、管路不长的项目。

　　低噪音柴油发电机的进排风装置布置须与其冷却系统匹配，冷却装置布置确定后，方可匹配相应的进排风装置。

　　室内安装直驱隔音箱发电机时，机房的进排风系统应通过风道、风量及进、排风口的有效设计，提供低噪音柴油发电机输出额定容量所需的最小冷却风量。

　　各机组的风道设计应相互独立，风道规划直接决定了进风量布置，进而决定了进风口面积。为了高效减小风道阻力及进风量，从而最小化进风口面积发电方舱，风道布置可参考图6，将进、排风口与机组布置在一条直线上，使风道横跨整个机房。进、排风口位置应根据室外统计风向顺风设置。如果对排风口室外风向、风速没有把握，则可参考图7设挡风墙，以减小排风阻力并有效防止高温排风从进风口重新进入机房。挡风墙离开排风口的距离不应小于水箱高度。

　　风量须确保低噪声发电机满载运转时的冷却效果。采用上述直线型风道布置时，机房的进风量满足水箱风扇的风量需求即可；采用其它归类风道布置时，应根据暖通专业资深规划师的准确计算适当增加进风量，任何不专业的布置均将导致低噪音柴油发电机降功率使用。

　　进风口面积取决于进风量和进风速度。为了高效防范室外雨雪被吸入机房，进风转速应控制在150～220m/min，过高的风速发生噪音需要进行相应的进风降噪布置；进风面积由进风量除以风速获得，但进风口高效面积应大于水箱高效面积的1.5倍。 采用上述直线型风道规划时，排风面积可取进风面积的2/3，但排风口高效面积应大于水箱散热器的高效面积。进、排风口设电动百叶时，风口面积应根据百叶占用的面积适当增加；进、排风口设固定百叶时，风口面积均应增加1倍。

　　项目采用电驱机组将水箱装配在机房外时，机房的进排风系统也应通过风道、风量及进、排风口的高效布置，提供全密封静音发电机输出额定容量所需的燃烧空气量及最小冷却风量。

　　水箱安装在室外时，机房风道也可参考图7尽量采用直线型规划，使风道横跨整个机房。同样，进风口、排风口应根据室外统计风向顺风设置。

　　水箱远置时，机房的进风量需求减小，但至少保证静音发电机满载运转所需的燃烧空气量及带走机组辐射热所需的最小冷却空气量。发电机组的燃烧空气量可从其参数单上直接查到，采用上述直线型风道规划时，机房的最小冷却空气量根据V=Q/（C·ΔT·d）计算，其中V为最小冷却风量（m3/min）、Q为机组总辐射热（MJ/min）、C为空气比热（MJ/kg/℃）、d为空气密度（kg/m3）、ΔT为机房进、排风口容许温升（℃）。

　　同样应先确定合理的进风速度（150～220m/min），然后由进风量和风速计算进风面积。采用图7所示直线型风道设计时，排风面积取决于选择的排风机外形尺寸，而排风机应根据冷却风量及可接受的室外排风转速选取。采用其它类别风道布置时，进、排风量应由暖通专业资深规划师根据风道准确计算，任何不专业的布置，均将引起移动式发电机降容使用。

　　排烟系统的作用是将机组满载运转产生的废气有效而安全地排至户外，并将烟气、烟灰及噪声驱离建筑和居民。排气的驱动源是发电机组，阻力是发电机组排气口后排烟回路的总阻力，故排气装置布置首先是通过消音器等部件选择及排气管路布置，使排烟回路的总阻力小于发电机组数据单上的背压限值。

　　各低噪音发电机的排气系统应相互独立，并可参照图7规划：发电机组排烟出口接至少610mm长的不锈钢无缝波纹管，隔离机组的运行震动并吸收热膨胀及位移，波纹管不能用于改变方向和校直；波纹管后应接消音器以减轻排烟发生的噪声，消音器的购买和数量取决于用户的降噪要求，工业用、住宅用、医院用消音器的降噪能力分别为12～18dB、18～25dB及25～35dB，消音器出口端应设冷凝水排放阀；水平安装的排烟管应以小坡度通向室外，以免凝结水流向发电机组；排气改变方向处须用弯头，且尽量用内弯半径应大于管径3倍的长半径弯头；烟管垂直爬升处应设冷凝水排放阀；排烟出口应与机房排风口同侧并顺风开口，排气口应尽可能高且最好高于建筑顶部，并远离新风入口且不能直对易燃物质或建筑物，垂直排气出口应设防雨帽，水平排烟口应考虑防雨并加防鸟网。

　　排烟系统阻力可分为消音器阻力与其余管路阻力两部分，消音器阻力可咨询康明斯供应商，其余管路阻力可按P=575·L·S·Q2/D5（kPa）估算，其中D为排气管内径（cm），Q为排烟流量（m3/min)，S取23/（273+T），其中T为排气温度（℃），L为等效长度（m），取直管长度与波纹管、弯头等效长度之和，波纹管等效长度取其长度的2倍，弯头等效长度可由其类别和管径从表1查取，比如管径100mm的90°标准弯头的等效长度为3m。

　　对选用的静音柴油发电机而言，满载时的排气流量及排气温度基础稳定，故排烟系统阻力与管路等效长度成正比，与管径的5次方成反比，因此管径的设计优化至关重要。为了有效减轻排烟阻力，排气管径不能小于发电机组排烟口的直径，但管径过量既容易引起冷凝而腐蚀管件，也减小排烟转速，不利于排气在户外扩散。排气装置优化应在典型规划的基础上，首先最小化管路的等效长度，即尽量降低消音器及弯头数量；然后在确保排气总阻力小于发电机组背压限值的前提下，适当降低管径以提升排烟及扩散速度，减轻冷凝对管路的腐蚀。

　　消音器和排烟管路应用阻燃减震吊架或支架承重；除波纹管不能作保温处置，排气装置其余部件尤其是机房内消音器、排气管必须用50mm厚的高密度隔热材料外加铝质护套包扎隔热，以防火警误报、管路冷凝腐蚀以及减小辐射热；排气管穿过墙壁时必须使用品质可靠的隔热穿墙套管；烟管离地高度至少2.3m，与易燃建筑物的距离至少230m。

-------------------------------------
康明斯动力设备（深圳）有限公司
静音箱式柴油发电机组销售供应与价格咨询-一站式预集成电力解决方案提供商
如果想要掌握更多低噪声柴油发电机组技术资讯，请在官网http://www.cms-power.com查询电话联系方式