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        發(fā)電機(jī)組輔助系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)

        2021-01-10 03:24:47秦川
        科學(xué)與生活 2021年26期
        關(guān)鍵詞:工期模塊化

        秦川

        摘要:燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及配套供能系統(tǒng)作為常用的冷、熱、電聯(lián)供的分布式供能設(shè)備在我國(guó)已廣泛應(yīng)用,為滿足機(jī)組正常運(yùn)行,需為其配套冷卻水系統(tǒng)、滑油補(bǔ)給系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng),由于系統(tǒng)復(fù)雜,輔助設(shè)備多,導(dǎo)致能源站空間利用率不高和施工周期長(zhǎng)??紤]到結(jié)構(gòu)的合理性,為解決此類(lèi)問(wèn)題,將冷卻水系統(tǒng)和滑油補(bǔ)給系統(tǒng)集成在一個(gè)撬體上,使其模塊化。

        關(guān)鍵詞:冷卻水系統(tǒng)、滑油補(bǔ)給系統(tǒng)、模塊化、空間利用率、工期

        0 引言

        為滿足燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行,配套的冷卻水系統(tǒng)和滑油補(bǔ)給系統(tǒng)。由于系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備多,管路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致空間利用率不高。由于輔助系統(tǒng)以發(fā)電機(jī)組為裝配定位基準(zhǔn),受到工序限制,影響施工周期。

        為解決空間利用率和工期問(wèn)題,現(xiàn)將冷卻水系統(tǒng)和滑油補(bǔ)給系統(tǒng)做成模塊化產(chǎn)品,管路模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的接口均為軟管連接,做到誤差可控,避免受工藝影響而拖延工期。同時(shí)管路模塊內(nèi)各設(shè)備及管附件合理布置,極大提高空間利用效率。

        1 系統(tǒng)原理介紹

        1.1滑油補(bǔ)給系統(tǒng)

        系統(tǒng)PID圖如下:

        如圖1所示,滑油補(bǔ)給系統(tǒng)包含油箱補(bǔ)液系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)滑油補(bǔ)液系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)廢油排放系統(tǒng),設(shè)備及附件包含滑油箱、滑油駁運(yùn)泵、電磁閥、液位傳感器、三通球閥、球閥。

        當(dāng)滑油箱作為潤(rùn)滑油存儲(chǔ)容器,其頂部裝有液位傳感器和滑油駁運(yùn)泵,當(dāng)滑油箱內(nèi)液位低時(shí),控制系統(tǒng)發(fā)出低位報(bào)警信號(hào)提示工作人員補(bǔ)充油液。補(bǔ)液時(shí)將駁運(yùn)泵前后的三通閥切換至油箱補(bǔ)液系統(tǒng)對(duì)外管接口與油箱聯(lián)通,其余管路切斷,開(kāi)啟滑油駁運(yùn)泵,可自動(dòng)將需加注的油液注入滑油箱內(nèi)。當(dāng)滑油液位處于高點(diǎn)時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)停止滑油駁運(yùn)泵,停止滑油加注?;拖溲a(bǔ)液工作完畢后,需將滑油駁運(yùn)泵前后三通閥切換至滑油箱與發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼之間連通,其余管路斷開(kāi)。

        當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼液位處于低位時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟滑油駁運(yùn)泵及電磁閥,將滑油箱內(nèi)油液加注到油底殼內(nèi)。當(dāng)油底殼液位處于高位時(shí),控制系統(tǒng)停止滑油駁運(yùn)泵,補(bǔ)液工作結(jié)束。

        當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼油液使用一定時(shí)間后,滑油品質(zhì)降低,需將殼內(nèi)廢液派出時(shí),打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)潤(rùn)滑油泵后端閥門(mén),切換至發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼與外界連通,其余管路斷開(kāi),啟動(dòng)預(yù)潤(rùn)滑油泵,將廢油排出,排出后恢復(fù)至原管路狀態(tài)。

        1.2冷卻水系統(tǒng)

        PID圖如下

        如圖2所示,冷卻水系統(tǒng)分缸套水系統(tǒng)和中冷水系統(tǒng)。其中缸套水系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)本體冷卻,并作為進(jìn)氣增壓后中冷一級(jí)冷卻。中冷水系統(tǒng)為進(jìn)氣增壓后二級(jí)冷卻。其兩路系統(tǒng)均包含空冷器、冷卻水循環(huán)泵、電動(dòng)三通閥、膨脹水罐、安全閥、手動(dòng)蝸輪蝶閥、蝶閥、壓力表等。

        當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,冷卻水溫度未達(dá)到設(shè)計(jì)的高溫點(diǎn)時(shí),無(wú)需空冷器進(jìn)行冷卻,此時(shí),空冷器不做功,循環(huán)冷卻水不流經(jīng)空冷器。當(dāng)冷卻水溫升高后,空冷器開(kāi)啟,為冷卻水系統(tǒng)帶去多余的熱量,帶去的熱量多少通過(guò)電動(dòng)三通閥自動(dòng)控制。

        2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案介紹

        2.1原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

        如圖3所示,該結(jié)構(gòu)是某產(chǎn)品平面布置圖,右圖中可見(jiàn),各管路系統(tǒng)以發(fā)電機(jī)組為基準(zhǔn),分別布置在艙室內(nèi)部,發(fā)電機(jī)組周?chē)臻g均被占用,給發(fā)電機(jī)組維保帶來(lái)不便。且裝配時(shí),由于各系統(tǒng)的定位需以發(fā)電機(jī)組本體接口為基準(zhǔn),只有將發(fā)電機(jī)組定位安裝完成后,方可進(jìn)行輔助系統(tǒng)管路裝配工作,在施工周期上,受到影響。

        2.2模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

        如圖4、5所示,可明確外觀及結(jié)構(gòu)。圖中詳細(xì)標(biāo)注模塊各設(shè)備及接口名稱。缸套水和中冷水分布在模塊底撬上的兩側(cè),便于設(shè)備維修和接口連接。補(bǔ)油系統(tǒng)布置在兩路冷卻水系統(tǒng)中間,接口設(shè)置在模塊端部,便于接口連接。詳細(xì)闡述內(nèi)容如下:

        缸套水:缸套水系統(tǒng)布置在模塊邊側(cè),便于設(shè)備維修和接口連接。設(shè)備包含:壓力表、安全閥及泄放管、缸套水泵、電動(dòng)三通閥、膨脹水罐;接口包含:模塊(接機(jī)組)缸套水進(jìn)水口、模塊(接機(jī)組)缸套水出水口、缸套水泄放/補(bǔ)水接口、缸套水安全閥泄放接口、缸套水板換進(jìn)水口(預(yù)留)、模塊(接散熱裝置)缸套水進(jìn)水口、模塊(接散熱裝置)缸套水出水口。

        中冷水:中冷水系統(tǒng)布置在模塊邊側(cè),便于設(shè)備維修和接口連接。設(shè)備包含:壓力表、安全閥及泄放管、中冷水泵、電動(dòng)三通閥、膨脹水罐;接口包含:模塊(接機(jī)組)中冷水進(jìn)水口、模塊(接機(jī)組)中冷水出水口、中冷水泄放/補(bǔ)水接口、中冷水安全閥泄放接口、中冷水板換進(jìn)水口(預(yù)留)、模塊(接散熱裝置)中冷水進(jìn)水口、模塊(接散熱裝置)中冷水出水口。

        滑油補(bǔ)給系統(tǒng):由于滑油補(bǔ)給系統(tǒng)設(shè)備少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,因此設(shè)立在兩路冷卻水系統(tǒng)中間,接口設(shè)在模塊端部,便于連接。設(shè)備包含:油箱、滑油駁運(yùn)泵、三通閥、電磁閥。接口包含:滑油箱補(bǔ)油口(對(duì)外)、油底殼排油口(對(duì)外)、油底殼排油接口(接機(jī)組)、油底殼補(bǔ)油接口(接機(jī)組)

        底撬:底撬作為各系統(tǒng)的支撐平臺(tái),滿足模塊在起吊及設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的強(qiáng)度需求。底撬設(shè)固定孔板,便于整體固定。底撬設(shè)吊耳,便于模塊整體吊裝。

        2.3模塊化管路設(shè)計(jì)在案例中的展示

        1.發(fā)電機(jī)組模塊;2.集裝箱模塊;3.管路模塊;5.進(jìn)風(fēng)模塊;6.燃?xì)膺M(jìn)氣模塊;7.配電柜;9.控制柜

        如圖所示,該模塊置于發(fā)電機(jī)組正時(shí)端,模塊接口與發(fā)電機(jī)組本體接口均通過(guò)軟管連接,避免掉施工誤差。該方案使得發(fā)電機(jī)組兩側(cè)留有足夠的維修操作空間,且空間利用率大大提升。同時(shí),管路施工不受到發(fā)電機(jī)組裝配周期的影響,極大縮短整體施工周期。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)模塊化設(shè)計(jì),使各系統(tǒng)之間相互獨(dú)立,可單獨(dú)生產(chǎn),產(chǎn)品整體生產(chǎn)周期不受各系統(tǒng)的施工順序影響,使得生產(chǎn)效率有極大的改善。具體優(yōu)化方向總結(jié)如下:

        (1)尺寸優(yōu)化:將冷卻水系統(tǒng)與滑油補(bǔ)給系統(tǒng)集成在同一個(gè)公共底座上,有效的提高空間利用率,且移動(dòng)靈活,使用于多種場(chǎng)景。

        (2)裝配進(jìn)度優(yōu)化:改變了裝配方案,成功的避開(kāi)了發(fā)電機(jī)組裝配與管路施工之間的工藝順序影響,縮短施工周期,提高施工效率。

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