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電力係統-華全牌柴油發電機組機房設計

  發表時間:2017-05-11 09:57   來源: 未知   TAG標簽:   點擊:61次
發電機組額定功率 發電機組額定功率的定義隨運行方式(備載、常載和連續基本功率)的改變而變化,並隨溫升和絕緣等的不同而變化。 備載、常載和連續基本功率 備載適用於大部分緊急/備用狀態,備載額定功率不允許過載。故在設計時,過載能力需考慮更多的設備
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發電機組額定功率

  發電機組額定功率的定義隨運行方式(備載、常載和連續基本功率)的改變而變化,並隨溫升和絕緣等的不同而變化。

備載、常載和連續基本功率

  備載適用於大部分緊急/備用狀態,備載額定功率不允許過載。故在設計時,過載能力需考慮更多的設備成本,更多的運行成本和較大的維護工作。

  備載功率。市電斷電時提供備用電源,市電供電可靠,80%負載運行,每年運 行時間200h。某些製造廠商用於高峰期功率補償幾乎無過載能力。

  常載功率。用於無市電供電場合,可連續使用,70%負載運行,每12h允許10% 過載1h,每年運行時間,負載>100%時不允許超過500h。

  連續基本功率。用於長期與市電母排並聯或製造廠商和發電廠基本負載要 求,100%基本額定功率可連續運行(即70%負載運行),無過載能力。

發電機組溫升、絕緣等級和額定帶載能力

  發電機組額定功率隨發電機溫升和絕緣等級不同,其額定帶載能力也將變化。

  H級-155oC,備載。155oC指在環境溫度40oC基礎上,允許溫升130oC,即最大繞組溫度為170oC。

  F級-105oC,備載。105oC指在環境溫度40oC基礎上,允許溫升105oC。

  B級-80oC,備載。80oC指在環境溫度40oC基礎上,允許溫升80oC。

  較高環境溫度下,發電機額定功率衰減,傳統絕緣等級為H。

  溫升定義為繞組溫度高於環境溫度極值。

  康明斯電力係統柴油發電機組絕緣等級為H級,備載溫升為125oC,常載為105oC。

機房冷卻/通風係統

  機房冷卻/通風係統考慮不佳將影響發電機組額定功率,冷卻係統可限製發動機功率輸出,把可變為有效功率輸出的熱量通過冷卻液釋放出去。通風係統可增加燃燒空氣的溫度,減少冷卻係統的冷卻效果。

發電機組冷卻係統

  發電機組為機電設備,將化學能(燃料)轉換為電能。機房通風應進出平衡,否則溫度將越來越高,壓力將越來越大。散熱水箱式冷卻係統設計時應考慮:最高冷卻溫度、預期運行溫度、功率衰減、冷卻液膨脹體積。為保證正常起動和帶載的最低冷卻液溫度、監視/安全停機、發動機製造商數據正確、散熱水箱/冷卻風扇數據正確、運行參數、對環境散熱、機體加熱器、冷卻液流速等。

機組散熱量的計算

  假定柴油產生140 000Btu/Gal熱量,轉換效率為35%。燃油消耗快速估算方法:

  發動機燃油消耗=使用額定功率(kW)×0.07(U.S.gal)=(kW)×0.0185(L)(1)式中,使用額定功率(kW)先轉換為

  Btu.min-1=(kW)×(57)Btu.min-1

  通常發動機散熱通過液體空氣熱交換冷卻係統,大約為燃油消耗產生熱量的25%(如需要,請經過精確計算確認)。液體-空氣熱交換(散熱水箱)為最普通散熱器。

  其他散熱量快速計算法:排氣係統30%、幅射散熱10%、功率輸出35%。

通風係統空氣計算

  通風係統提供發動機燃燒空氣,帶走機房熱量,提供發電機冷卻空氣,冷卻發動機(通過散熱水箱)。

  空氣流過係統時,產生較大的溫升。發電機組冷卻係統的設計要求實際測算,製造廠商的數據僅供參考。不佳的設計難以使發電機組在高溫環境下進行滿負載運行。

  Q=MCP    (2)

  式中Q-排放熱量
    m-流體質量
    CP-在恒定的溫度T和壓力下允許機房的溫度變化

  空氣需求量(cfm)=(58)(散熱量)/(溫升)    (3)  空氣需求量(cfm)=(58)(B.min-1)/(Fo)    (4)

  式(3)和式(4)要注意單位統一。

  快速估算。有效排風口通風麵積約等於散熱水箱麵積;有效進風口麵積約等 於1.5倍的散熱水箱麵積。

  排風回流循環係統。在低溫環境下,冷空氣進入機房前,允許排風回流,使機組訊速升溫。一般設計為常閉(防止外麵冷空氣回流過機組),由發電機組交流(AC)輸出或直流(DC)供給電源。

  通風係統小結。機房通風係統直接影響發電機組額定功率輸出和長期安全、可靠運行。足夠的進排風麵積,避免進排風短路,理順空氣流向,排風回流地方,直進直出設計機房其他熱源(即無隔熱的排煙管、鍋爐)。

  注意不同的發動機需求不同,2衝程需要更多的空氣。

機房隔震和消噪

  發電機組擺動需要徹底隔震、防止過早損壞。電纜要軟聯接。

  噪聲源主要有:進氣係統、廢氣渦輪增壓器、燃燒噪聲、冷卻風扇和次震動。

噪聲產生

  噪聲大小和傳播遠近取決於周圍的噪聲水平,大多數人難以分辨聲3dB(A)差別的2個噪聲源,然而6dB(A)差別則為2倍的噪聲強度,高頻噪聲容易聽見,精確測試要求環境噪聲小於發電機組至少10dB(A)。若係統噪聲太大,可能會超出當地法規所允許的範圍。

  機房機組距離的影響。近區域:距離大於2倍的噪聲場,噪聲級變化較大;自由區域:

  預計噪聲級-距離2倍減少6dB(A);反射區域:自由區域,臨近反射區域。

消噪措施

  當地法規通常規定居民區噪聲限製在40~50dB(A),因過後處理非常昂貴,對於鄰近發電機組噪聲問題需提前進行計劃。

  當發電機組運行時,機房要求有保護聽力的設施,噪聲應滿足OSHA標準。噪聲源至接受者應作好隔離,建立切實可行的目標,測量和預測噪聲級別,評估消噪需求。有效的消噪取決於牆壁硬度、有效的開闊區域、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。好的淨音型外罩通常減少空氣流過外罩。

現場消噪的措施有:

  ①增加接受距離。據快速估算,距離增加2倍,噪聲減少6dB(A)。

  ②加入高密度吸音材料,改變噪聲方向,注意較硬的反射表麵。據快速估算,2個相同的反射牆會增加噪聲3dB(A)。

  總之,要隔離機組的一切。


(責任編輯:admin)
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