电力系统-柴油发电机组机房设计.doc

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1、电力系统-柴油发电机组机房设计(1)发电机组额定功率发电机组额定功率的定义随运行方式（备载、常载和连续基本功率）的改变而变化，并随温升和绝缘等的不同而变化。备载、常载和连续基本功率备载适用于大部分紧急/备用状态，备载额定功率不允许过载。故在设计时，过载能力需考虑更多的设备成本，更多的运行成本和较大的维护工作。1)备载功率。市电断电时提供备用电源，市电供电可靠，80%负载运行，每年运行时间200h。某些制造厂商用于高峰期功率补偿几乎无过载能力。2)常载功率。用于无市电供电场合，可连续使用，70%负载运行，每12h允许10%过载1h，每年

2、运行时间，负载＞100%时不允许超过500h。3)连续基本功率。用于长期与市电母排并联或制造厂商和发电厂基本负载要求，100%基本额定功率可连续运行（即70%负载运行），无过载能力。     2.发电机组温升、绝缘等级和额定带载能力发电机组额定功率随发电机温升和绝缘等级不同，其额定带载能力也将变化。H级－155oC，备载。155oC指在环境温度40oC基础上，允许温升130oC，即最大绕组温度为170oC。F级－105oC，备载。105oC指在环境温度40oC基础上，允许温升105oC。B级－80oC，备载。80oC指在环境温度40o

3、C基础上，允许温升80oC。较高环境温度下，发电机额定功率衰减，传统绝缘等级为H。温升定义为绕组温度高于环境温度极值。康明斯电力系统柴油发电机组绝缘等级为H级，备载温升为125oC，常载为105oC。(2)机房冷却/通风系统机房冷却/通风系统考虑不佳将影响发电机组额定功率，冷却系统可限制发动机功率输出，把可变为有效功率输出的热量通过冷却液释放出去。通风系统可增加燃烧空气的温度，减少冷却系统的冷却效果。发电机组冷却系统发电机组为机电设备，将化学能（燃料）转换为电能。机房通风应进出平衡，否则温度将越来越高，压力将越来越大。散热水箱式冷却系

4、统设计时应考虑：最高冷却温度、预期运行温度、功率衰减、冷却液膨胀体积。为保证正常起动和带载的最低冷却液温度、监视/安全停机、发动机制造商数据正确、散热水箱/冷却风扇数据正确、运行参数、对环境散热、机体加热器、冷却液流速等。机组散热量的计算假定柴油产生140000Btu/Gal热量，转换效率为35%。燃油消耗快速估算方法：发动机燃油消耗＝使用额定功率（kW）×0.07（U.S.gal）＝（kW）×0.0185（L）（1）式中，使用额定功率（kW）先转换为Btu.min-1=(kW)×(57)Btu.min-1通常发动机散热通过液体空气热

5、交换冷却系统，大约为燃油消耗产生热量的25%（如需要，请经过精确计算确认）。液体－空气热交换（散热水箱）为最普通散热器。其他散热量快速计算法：排气系统30%、幅射散热10%、功率输出35%。通风系统空气计算通风系统提供发动机燃烧空气，带走机房热量，提供发电机冷却空气，冷却发动机（通过散热水箱）。空气流过系统时，产生较大的温升。发电机组冷却系统的设计要求实际测算，制造厂商的数据仅供参考。不佳的设计难以使发电机组在高温环境下进行满负载运行。　　　　　　　Q=MCP　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2）式中　Q－排放热量　

6、　　m－流体质量　　　CP－在恒定的温度T和压力下允许机房的温度变化空气需求量（cfm）=（58）（散热量）/（温升）　　　　　　　　（3）空气需求量（cfm）=(58)(B.min-1)/（Fo）　　　　　　　　　　　（4）式（3）和式（4）要注意单位统一。1)快速估算。有效排风口通风面积约等于散热水箱面积；有效进风口面积约等于1.5倍的散热水箱面积。2)排风回流循环系统。在低温环境下，冷空气进入机房前，允许排风回流，使机组讯速升温。一般设计为常闭（防止外面冷空气回流过机组），由发电机组交流（AC）输出或直流（DC）供给电源。3)通

7、风系统小结。机房通风系统直接影响发电机组额定功率输出和长期安全、可靠运行。足够的进排风面积，避免进排风短路，理顺空气流向，排风回流地方，直进直出设计机房其他热源（即无隔热的排烟管、锅炉）。注意不同的发动机需求不同，2冲程需要更多的空气。(3)机房隔震和消噪发电机组摆动需要彻底隔震、防止过早损坏。电缆要软联接。噪声源主要有：进气系统、废气涡轮增压器、燃烧噪声、冷却风扇和次震动。噪声产生噪声大小和传播远近取决于周围的噪声水平，大多数人难以分辨声3dB（A）差别的2个噪声源，然而6dB（A）差别则为2倍的噪声强度，高频噪声容易听见，精确测试

8、要求环境噪声小于发电机组至少10dB（A）。若系统噪声太大，可能会超出当地法规所允许的范围。机房机组距离的影响。近区域：距离大于2倍的噪声场，噪声级变化较大；自由区域：预计噪声级－距离2倍减少6dB（A）；反射区域：自由