康明斯发电机组机房的通气和散热问题是机房规划中要特别注意处理的问题,无论是对发电机组的运行还是对操作人员的身心健康,都有很大的影响。良好的机房通风系统必须确保有足够的空气流入和流出,并可在机房内实现自由循环。如果排除“非法”,将直接危害柴油发电机组的运转。
柴油发电机、发电机、排烟管在运转时均散发出热量,使室温升高。为了不使室温偏高而影响发电机的输出功率,选取的办法一般为热风管道与柴油发电机散热器连一起,其连接处选择软接头,出风口尽量靠近且正对散热器,选择举措以减轻机房内的热量积聚,完全无泄漏地排出所有废气和保证房间内有充足的冷却风,这样才能保证发电机组满负载、长时间、低噪音和无公害运转和延长发电机组使用寿命,并为发电机组操作人员提供一个良好的作业环境柴油发电机型号。
因此,机房内应有足够大的空间,从而确保机房内的气温保持均衡,及空气正常、顺畅的流通。如无受特殊安装条件的限制,通常通气系统应选用直进、直出型。并绝对防范发电机组排放的热空气通过机房进风口再次进入机房形成热风回流。
如图1、图2所示的空气流动路线是比较好的程序,冷空气从发电机组尾部经过操作界面、发电机、柴油发电机到散热器,最后由冷却风扇将热空气通过一个可装拆的排风管排到室外,形成一个完整良好的空气循环。
水冷发电机组机房的热风主要是通过风扇和散热器来散热,机房的设计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,可采用帆布框罩缓冲隔振,采取石棉层来隔热。风罩和管道应平顺、光滑,防止急弯,以最短距离引出机房,进风口和排风口处都需要选用办法,防范雨水和小动物进入风道。
为了保证机房内有良好的通风效果,机房内应有开向户外或通向建筑物另一部分的面积足够大的进风口,以便让足够的新鲜空气进入。在某些较小或特殊要求的机房,有时可以用通风管把空气抽入房间或直接地送到发电机组的进气口,但这种做法一般不推荐操作。此外,机房还应有面积足够大的排风口和畅通无阻的排风通道,保证热风从该口及其通道排出室外。机房的排风口和进风口应保持足够的距离,防范热风回流,并设置有挡风雨的百叶窗。百叶窗可以是固定的,也可以是在气温低或自动起动时能够自动调节的。排烟管应按相关设计规范经由排烟管道引至屋面高空排放。
当发电机组被安装在地下室时,实际空间很可能会限制风槽的运用,在这种状况下,通常可选取其他的通气和散热步骤。对于普通型发电机组的机房安装,散发的热量已计算在散热器空气流量中;但对于那些把散热器装配在远处的机房,机房冷却空气的流量是由发电机、发电机和排气装置任何部分向周围空气散发的总热量来计算的,于是应采用一些必要且有效的举措排出机房中的热风。
柴油发电机和发电机冷却空气的需求量在前面已有说明。排气装置的散热取决于在房间内排烟管的长度及操作的隔热材料,在计算房间内的空气流量时,这些热源散出的热量也在计算范围以内。排气管应按相关设计规范经由排气管道引至屋面高空排放。
远置式水箱散热器的冷却装置是可以选定的方式之一。在该系统中,散热器是与发电机组分开的,并由电动风机作散热之用,此装置可作为一个全封闭的单元组件供户外操作,亦可作为开放形式供室内系统用。为确保电动风机与发电机组作业的同步,建议选用发电机组输出电力作为电动风机的供电电源。
当散热器装配高于3m以上或水平距离超过10m时,大多数发电机组要求装一个分置的水箱和电动水泵,分置水箱的尺寸取决于整个冷却装置的容量,即需要的管道总量加上冷却用水量。
水箱宝由一台电动循环泵带动,从分置水箱经过散热器和发电机组进行循环。通常散热器风机和水泵发电机是由发电机供电的,它们消耗的功率应计入发电机组输出容量。当发电机组处于停用状态,水从散热器流入分置水箱,而当发电机组在运转时,水从分置水箱流入散热器,此分置水箱必须持久保持足够的水箱宝以确保充满全部冷却系统及防冻液的高效循环,分体式散热器安装如图3所示重庆康明斯发电机。
如果散热器装于和发电机同一水平面,则无须选择分置水箱,但应在散热器正上方配置一个膨胀水箱,以容许冷却液受热膨胀和补充。
热交换器冷却有“标准热交换器冷却方式”和“分体水箱配热交换器冷却步骤”两种类别。这种系统需要空间比分置式水箱要少,其封闭水路能利用补充水箱的球形阀将蒸发损失的水箱宝自动补充,以保证冷却装置中始终有足够的防锈水。热交换器安装步骤如图4所示。
大多数的康明斯发电机组都能够配套热交换器,在水质可能被污染的地区或能从冷却塔或大型贮水装置供应水箱宝的场合都可以采用热交换器作为发电机组的冷却手段,但是水经发热交换器后不能作家庭用水。
因为用后的水必须流向废水管,所以绝大多数地方不允许用食用水作热交换器用。热交换器的水压可维持在大约0.14MPa。
当操作远置式散热器或热交换器的冷却系统时,必须保持一定的通气余量,以提供足够的空气给发电机燃烧,并作为机房的通风及冷却发电机组发出的辐射热之用。
1)对于远置散热器和热交换器的冷却装置:一些具有涡轮增压及(空气一空气)增压冷却系统但对一些选用(空气一水)增压冷却系统的发电机便合适。
2)如将设有(空气一空气)增压冷却装置的发电机配合热交换器的冷却程序使用,将会引起输出功率损失。
当康明斯发电机组使用于过低温环境中时,为防范水箱宝有结冰的危险,机体内的冷却水就必须进行必要的抗冷凝保护大渡口康明斯发电机,具体对策是在往机体内加注纯净的防冻液时,应按要点加注40%~60%剂量的乙二醇水箱宝,同时,应选择必要的均匀混合措施,如预先在专门容器内将水与水箱宝搅拌均匀,并在加注完后,将发电机组运转至热机状态,以获得最佳的均匀混合。
为预防发电机组冻损,建议用户加装发电机组专用水套加热器。该加热器的电源应为市电AC 220V的电源,当发电机组处于备用停机状态时,该加热器能够视环境温度和机体内冷却水的实际温度进行自动加热。使缸体内防锈水的温度始终保持在+5~+40℃之间。
对于风冷发电机组,最好安装专用冷却风管。对于六缸机,目前服务站可提供成套的进风和排风管件。若装配两台八缸发电机组,可以依据发电机组“V”形夹角的排风角度,开挖地下引风道,用引风机排出热风。平日引风口用盖板盖平,开机时打开盖板,使其与发电机排出的热风形成风斗。柴油发电机的排烟管,也可以像散热风道一样,从地下排出。但要注意下述问题:
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,不要让柴油发电机在机房内吸入热风,影响发电机组运行。
3)风冷柴油发电机冷却的热风和废气,会形成机房气流的反射作用,因此应充分利用这个特性,以改进机房的通风散热。
5)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。
通常来说,柴油发电机组多在市电无电的情况下用作备用发电机组,因为柴油发电机组在运转流程中需要散热,柴油发电机组的散热装置可以直接安装在柴油发电机的轴端并通过柴油发电机进行驱动,但是这种构成的散热系统时刻运转在最大容量处,在不需要高散热能力的情况下会有较大的能源浪费而且不利于康明斯发电机组处于最优的作业温度(冷天时希望将康明斯发电机组的工作温度控制在80-95℃)。当然,也可以通过驱动独立散热装置对康明斯发电机组进行散热,但是由于康明斯发电机组输出的电压等级比较高,而散热装置需要的驱动电压比较低(比如康明斯发电机组输出的电压为10kv,而散热系统需要的驱动电压为400v),在没有大电的情况下,有以下步骤实现独立驱动:
(1)依靠现有发电机房保障电源驱动散热系统,这种方式不仅会增加柴发机房容量和负担,过低的驱动频率引起散热装置的工作效率不高。
(2)增加一个变压器对康明斯发电机组的输出电压进行降压,然后再在低压下驱动散热系统,这种方法需要对增加的变压器单独安装并配备相应的保护系统,导致成本偏高、占地面积过大、管理麻烦。
(3)设置一种具有双等级电压输出的康明斯发电机组(如图5所示),通过在柴油发电机转轴的两端分别连接不一样电压输出的发电机,这种一体式双等级电压输出的柴油发电机组不需要额外增加变压器,一方面可以满足柴油发电机组作为应急发电机组的需求,另一方面可以满足散热装置的驱动需求,组成紧凑,占地面积小,还可以减少设备负担。