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柴油發(fā)電機(jī)組安裝布置和應(yīng)用指南
發(fā)布時(shí)間:2024-02-28 23:32:22  ▏閱讀:

 

機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝

柴油發(fā)電機(jī)組安裝布置和應(yīng)用指南

 

摘要:在現(xiàn)代民用建筑當(dāng)中,用電設(shè)備的種類和數(shù)量越來越多,為滿足這些設(shè)備用電的可靠性,當(dāng)市政電網(wǎng)無法提供兩路獨(dú)立電源時(shí),在設(shè)計(jì)中采用柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源的方法被普遍采用。雖然柴油燃點(diǎn)較高,發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)性相對較小,但是在民用建筑中是將柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)置在建筑物主體內(nèi),從理論上來說肯定還是有危險(xiǎn)性的,再考慮到機(jī)組運(yùn)行過程中通風(fēng)、噪音、振動等問題。因此,如何正確且安全地安裝柴油發(fā)電機(jī)組無疑是我們?nèi)婵紤]的因素,并應(yīng)當(dāng)采取合理地設(shè)計(jì)。

 

一、設(shè)備整機(jī)組裝

 

      一個(gè)完整的柴油發(fā)電機(jī)組,如下一頁的圖1所示,是一個(gè)由許多固定和運(yùn)動部件組成的復(fù)雜機(jī)器; 主要的組件是交流發(fā)電機(jī)、原動機(jī)(發(fā)動機(jī)) 和冷卻系統(tǒng)(散熱器) 。當(dāng)將交流發(fā)電機(jī)集成到柴油發(fā)電機(jī)組時(shí),系統(tǒng)工程師必須仔細(xì)規(guī)劃系統(tǒng)布局,以確保安裝和應(yīng)用的滿意運(yùn)行。系統(tǒng)工程師必須根據(jù)相關(guān)的工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行指定、設(shè)計(jì)、制造和測試,以確保整個(gè)系統(tǒng)的預(yù)期功能。

1、設(shè)備組裝成套

      安裝裝置是在柴油發(fā)電機(jī)組工業(yè)中用于將交流發(fā)電機(jī)安裝(或組裝) 到柴油發(fā)電機(jī)組底座框架上的一種技術(shù)。安裝孔的數(shù)量和使用的底座類型將取決于安裝條件和應(yīng)用的類型?;蚣鼙仨殲榘l(fā)電機(jī) 組組件提供支撐結(jié)構(gòu),以保持結(jié)構(gòu)完整性和對齊,同時(shí)允許熱增長。它必須保持由激勵力和外 部源產(chǎn)生的可接受的振動水平。

      交流發(fā)電機(jī)安裝裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)確保交流發(fā)電機(jī)能夠承受在瞬態(tài)事件期間產(chǎn)生的高突然扭矩負(fù)荷 。產(chǎn)生高扭矩的瞬態(tài)事件的例子有: 短路條件、欠/過壓通過事件和發(fā)動機(jī)燃油管理問題。施  加到交流發(fā)電機(jī)的腳布置和連接外殼上的扭矩將取決于瞬態(tài)事件的類型和相關(guān)的連接慣性。選 擇合適的柴油發(fā)電機(jī)組組件設(shè)計(jì),并考慮以下因素: 直接耦合發(fā)動機(jī)、連接至基架類型、轉(zhuǎn)軸連接 類型(剛性或軟聯(lián)軸器) 、交流發(fā)電機(jī)架類型、應(yīng)用負(fù)載和速度。 

      在圖2(環(huán)繞區(qū)域) 的總體布置圖中可以看到具有孔位置的交流發(fā)電機(jī)安裝腳布置的例子。

 

完整發(fā)電機(jī)組安裝中交流發(fā)電機(jī)的典型位置.png 圖1  完整柴油發(fā)電機(jī)組安裝中交流發(fā)電機(jī)的典型位置

頂升孔和安裝孔的位置-斯坦福發(fā)電機(jī).png

圖2  發(fā)電機(jī)頂升孔和安裝孔的位置

 

2、彎曲力矩

      交流發(fā)電機(jī)的支腳布置設(shè)計(jì)有安裝孔,在安裝位置和類型上提供靈活性,以確保氣缸體/飛輪殼體界面所需的彎矩。

      通常,彎矩的計(jì)算可以使用有限元分析 仿真工具來確定。同樣重要的是,系統(tǒng)中每個(gè)柔性支架上的靜態(tài)偏轉(zhuǎn)都是相同的。如果靜態(tài)偏轉(zhuǎn)不相同,則可能會引起搖擺運(yùn)動或俯仰運(yùn)動,導(dǎo)致固有頻率高于簡單的垂直模式。優(yōu)選地支架應(yīng)圍繞發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的組合重心對稱地布置,以使每個(gè)支架承載相同的重量。

      由于標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的安裝位置點(diǎn)是固定的,因此有必要在給定的位置找到每個(gè)支架所承載的靜態(tài)負(fù)載。

 

二、交流發(fā)電機(jī)的吊裝和組裝

 

1、交流發(fā)電機(jī)的支腳設(shè)計(jì)

      交流發(fā)電機(jī)是根據(jù)IEC60034-7:1993制造的,這是安裝和施工方案的標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝和施工設(shè)計(jì)兩個(gè)規(guī)范:

(1)代碼 I(字母數(shù)字名稱)

      代碼 I具有水平或垂直軸的機(jī)器由代碼字母IM(國際安裝)指定,然后是空格、字母B(表示水平)或V(垂直)和一個(gè)或兩個(gè)數(shù)字。根據(jù)應(yīng)用程序,客戶可以在適合裝配的高度采用標(biāo)準(zhǔn)腳或抬高側(cè)腳設(shè)計(jì)。

(2)代碼 II(全數(shù)字編號)

      代碼II機(jī)器由代碼字母IM(國際安裝)指定,后面用空格和四個(gè)數(shù)字表示。第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)數(shù)字表示方面的建設(shè)。第四個(gè)數(shù)字表示軸延伸的類型。

2、實(shí)體安裝

      將交流發(fā)電機(jī)牢固地安裝到底座或支撐結(jié)構(gòu)上,通常是為了增加系統(tǒng)的剛度或?qū)μ囟☉?yīng)用的要求。雖然固體安裝柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)為發(fā)動機(jī)/交流柴油發(fā)電機(jī)組合提供了額外的剛度,但需要考慮和設(shè)計(jì)基本架固有頻率、熱增長、精確的腳對準(zhǔn)和對基礎(chǔ)的隔離。圖3顯示了一個(gè)實(shí)體安裝的緊密耦合生成集的示例;圖4顯示了一個(gè)實(shí)體安裝的開耦合生成集的示例。

 

閉合式耦合固定發(fā)電機(jī)組.png

圖3  固體安裝柴油發(fā)電機(jī)組(發(fā)動機(jī)固體-交流發(fā)電機(jī)固體-閉合耦合)

開放式耦合固定發(fā)電機(jī)組.png

圖4  固體安裝柴油發(fā)電機(jī)組(發(fā)動機(jī)固體-交流發(fā)電機(jī)固體-開放式耦合)

 

 

3、柔性安裝

      柔性底座放置在結(jié)構(gòu)底座和交流發(fā)電機(jī)/發(fā)動機(jī)之間。柔性安裝使支撐結(jié)構(gòu)能夠與發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的振動源隔離,盡量減少激勵基架固有頻率的風(fēng)險(xiǎn),減少振動對輔助部件的傳輸,與基礎(chǔ)的隔離等。圖5顯示了一個(gè)靈活安裝的緊密耦合基因集的例子;圖6顯示了一個(gè)靈活安裝的開放式耦合生成集的示例。

 

閉合式耦合柔性安裝發(fā)電機(jī)組底座.png

圖5  柔性安裝的柴油發(fā)電機(jī)組(發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)-耦合對柔性安裝式底座框架)

開放式耦合柔性安裝發(fā)電機(jī)組底座.png

圖6  柔性安裝的柴油發(fā)電機(jī)組底座(發(fā)動機(jī)柔性-交流發(fā)電機(jī)固體-開放式耦合)

 

三、設(shè)備安裝的選擇和建議

 

1、防雷

      獨(dú)立的發(fā)電機(jī)房應(yīng)按三類防雷建筑物設(shè)置防雷措施,如柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房應(yīng)附設(shè)在其他建筑物和地下層內(nèi),防雷類別施工標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與建筑物防雷級別相同。

2、 防靜電

      當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組的燃油輸送管線由建筑物外輸送到日用油箱時(shí),燃油管道要做防靜電接地施工。

3、中性點(diǎn)施工要求

      中性點(diǎn)接地方式有直接接地、通過電感接地、通過電容接地、通過可調(diào)電抗器接地等幾種方式。對于大型柴油發(fā)電機(jī)組,通常采用通過電感接地的方式。

4、 接地

      柴油發(fā)電機(jī)組接線示意圖如圖7所示,當(dāng)發(fā)電機(jī)房的下列位置在柴油發(fā)電機(jī)組施工時(shí),必須做等電位連接:

(1)柴油發(fā)電機(jī)組的底座;

(2)日用油箱支架;

(3)金屬管,如水管、采暖管、通風(fēng)管等;

(4)鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼柱;

(5)鋼門窗框、百葉窗、有色金屬窗框架等;

(6)在墻上固定消聲材料的金屬固定框架;

(7)配電系統(tǒng)PE(或PEN)線。

5、 零線(PEN)可靠連接

(1)發(fā)電機(jī)組的外殼;

(2)電氣控制箱(屏、臺)體;

(3)電纜橋架、敷線鋼管、固定電氣支架。

6、  消防

(1)柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房需配置有消防器材;

(2)柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)設(shè)有火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng);

(3)柴油發(fā)電機(jī)組的儲油間或日用油箱間需與柴油發(fā)電機(jī)房隔開。

7、  噪聲的控制

(1)柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)有良好的減震性能和隔震基礎(chǔ);

(2)進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)有消聲裝置;

(3)機(jī)房的管道應(yīng)采用減震支架;

(4)機(jī)房的四周墻壁與屋頂?shù)确雷o(hù)結(jié)構(gòu),應(yīng)按照建筑隔聲標(biāo)準(zhǔn)施工。

8、減震措施

      如圖8所示,氯丁橡膠或橡膠隔離器經(jīng)常用于柴油發(fā)電機(jī)組。這些整體支架由柴油發(fā)電機(jī)組制造商安裝在工程交流柴油發(fā)電機(jī)組件和底座框架滑塊之間。這些隔離器提供高達(dá)90%的隔離效率,這足夠于大多數(shù)地面或以下的安裝。所有安裝墊的高度必須在0.25mm以內(nèi),不可調(diào)防振支架(AVM)必須為3mm,可調(diào)高度AVM必須為10mm以內(nèi)。墊片用于達(dá)到所需的水平。成本總是一個(gè)考慮因素;而需要消除的振動水平,將決定設(shè)計(jì)師可以使用哪一種類型來減少振動到周圍表面的傳輸。

      在選擇防振安裝時(shí),應(yīng)考慮以下清單,以確保安裝性能與設(shè)計(jì)要求的最佳匹配:

(1)確定柴油發(fā)電機(jī)組的聯(lián)合重心;確定機(jī)械支架相對于重心的位置。

(2)花一些時(shí)間,在靜態(tài)條件下,以尋找支架上的負(fù)載。

(3)計(jì)算安裝處的扭矩反應(yīng),并根據(jù)制造商的數(shù)字檢查最大允許偏轉(zhuǎn)。

(4)如果發(fā)電機(jī)的法蘭安裝在發(fā)動機(jī)飛輪殼體上,則計(jì)算氣缸體/飛輪殼體接口后方的彎矩(在靜態(tài)狀態(tài)下)。

(5)確定應(yīng)用程序的g值(預(yù)期垂直加速度),然后計(jì)算裝置支架的動態(tài)載荷和缸體/飛輪殼體界面的彎矩。

(6)選擇合適的安裝件,以承受靜態(tài)和動態(tài)的負(fù)載與所需的偏轉(zhuǎn)。

(7)計(jì)算所選安裝件的固有頻率。

(8)為所考慮的裝置建立最低的干擾頻率。

(9)根據(jù)AVM制造商提供的數(shù)據(jù)確定隔離的程度。

 

柴油發(fā)電機(jī)組零件和地線連接圖.png

圖7  柴油發(fā)電機(jī)組零件和地線連接圖

發(fā)電機(jī)橡膠整體隔振器系統(tǒng).png

圖8  發(fā)電機(jī)橡膠整體隔振器系統(tǒng)

 

總結(jié):

      正確安裝和布置柴油發(fā)電機(jī)組是保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。通過遵循安全安裝和布置規(guī)程、合理管理負(fù)載、定期維護(hù)和及時(shí)應(yīng)對故障,可以延長柴油發(fā)電機(jī)組的使用壽命,提高其可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí),我們應(yīng)該提高環(huán)保意識,減少對環(huán)境的污染。希望本文提供的安裝和布置指南能夠?qū)δ兴鶐椭?,使您能夠正確安裝和布置和維護(hù)柴油發(fā)電機(jī)組。


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