柴油發電機組機房設計

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，并隨溫升和絕緣等的不同而變化。

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，并隨溫升和絕緣等的不同而變化。

備載、常載和連續基本功率

備載適用于大部分緊急/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。某些制造廠商用于高峰期功率補償幾乎無過載能力。

常載功率。用于無市電供電場合，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。用于長期與市電母排并聯或制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于環境溫度極值。

康明斯電力系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/通風系統

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

發電機組冷卻系統

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。散熱水箱式冷卻系統設計時應考慮：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、發動機制造商數據正確、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系統，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：排氣系統30%、幅射散熱10%、功率輸出35%。

通風系統空氣計算

通風系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）。

空氣流過系統時，產生較大的溫升。發電機組冷卻系統的設計要求實際測算，制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　　　?。?）；

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）　　　?。?）；

空氣需求量（cfm）=(58)(B.min-1)/（Fo）　　　?。?）；

式（3）和式（4）要注意單位統一。

快速估算。有效排風口通風面積約等于散熱水箱面積；有效進風口面積約等于1.5倍的散熱水箱面積。

排風回流循環系統。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（防止外面冷空氣回流過機組），由發電機組交流（AC）輸出或直流（DC）供給電源。

通風系統小結。機房通風系統直接影響發電機組額定功率輸出和長期安全、可靠運行。足夠的進排風面積，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沖程需要更多的空氣。

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：進氣系統、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于周圍的噪聲水平，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于發電機組至少10dB（A）。若系統噪聲太大，可能會超出當地法規所允許的范圍。

機房機組距離的影響。近區域：距離大于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制在40~50dB（A），因過后處理非常昂貴，對于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。有效的消噪取決于墻壁硬度、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。好的凈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，注意較硬的反射表面。據快速估算，2個相同的反射墻會增加噪聲3dB（A）。

總之，要隔離機組的一切。