李華

（云南海每機電設(shè)備有限公司，云南 昆明 650000）

在工廠、采礦場、養(yǎng)殖場、冷庫、施工建筑中，柴油發(fā)電機組作為一種方便獨立的應(yīng)急、備用電源，成為了電網(wǎng)系統(tǒng)以外最及時有效的電力供應(yīng)，在辦公樓、住宅等現(xiàn)代建筑中，柴油發(fā)電機組作為備用電源廣泛使用。柴油發(fā)電機組的安裝是一個重要的工程技術(shù)問題，正確科學(xué)的安裝，能夠保證柴油發(fā)電機組的正常使用，延長設(shè)備的使用壽命。柴油發(fā)電機組的安裝，主要有以下幾項內(nèi)容。

1 排煙系統(tǒng)

燃燒的發(fā)動機通過排氣管將廢氣排出，排氣管連接消聲器和減震波紋管，再用耐高溫的不銹鋼管或者鍍鋅管焊接煙囪伸到發(fā)電機房外面，煙囪在焊接的時候要用到法蘭片和彎頭，消聲器、減震波紋管與排煙管連接的接口處用法蘭片，一對法蘭片中間加金屬墊片密封，沒有金屬墊片可用石棉墊，螺絲扣緊，折彎的地方一般采用90°彎頭焊接。

煙囪的出口處，如果是垂直迎向天空，要做一個蘑菇型的防雨帽；如果是水平伸到室外，有些項目煙管出口端頭需要加裝防火帽。水平排煙管應(yīng)保持0.3%～0.5%的坡度，坡向排煙方向。當(dāng)水平煙管較長時，有拐彎的地方應(yīng)設(shè)計可打開清污的接頭或旋窗，在最低點應(yīng)裝排污閥。

排煙管的外部可以用耐高溫玻璃纖維包裹，這樣有利于廢氣的高溫隨氣體排到室外。排煙管的直徑只能等于大于消聲器的出口，如果彎頭超過兩個，必須擴大排煙管的直徑，彎頭過多排氣阻力增大。如果柴油發(fā)動機在1500轉(zhuǎn)帶載發(fā)電的時候，出現(xiàn)排氣管、消聲器過熱發(fā)紅，應(yīng)立即停機，排氣阻力過大，加大排氣管的直徑，讓排氣變得通暢。

2 排風(fēng)

散熱器通過高速風(fēng)扇吹出的熱風(fēng)需要排到發(fā)電機房室外，散熱水箱要做一個導(dǎo)風(fēng)罩，連接到機房墻壁的排風(fēng)口或排風(fēng)天井，排風(fēng)導(dǎo)罩要用軟性耐高溫帆布制作，用角鐵或扁鐵壓在墻上，將水箱散熱器和排風(fēng)口連接，為了美觀，排風(fēng)導(dǎo)罩外部用不銹鋼鐵皮外包。柴油發(fā)電機組的安放應(yīng)留有散熱水箱加水口和放水口的操作空間。

3 減震

（1）發(fā)電機組的槽鋼底座，小型30kW的梁寬4cm，600kW大型發(fā)電機組的寬8cm，大型發(fā)電機組底座的梁寬一般在10cm以內(nèi)。發(fā)電機組底座與地面之間要裝減震裝置，最簡潔的是墊減震膠墊，減震膠墊厚≥2cm，長≥20cm，寬≥20cm。小型發(fā)電機組墊四片減震膠墊，400～800kW大型發(fā)電機組墊六片減震膠墊，800kW以上特大型發(fā)電機組墊八片以上減震膠墊。

（2）如果要達到專業(yè)的減震效果，就要裝阻尼減震器，發(fā)電機組底座上開圓孔，將發(fā)電機組放在阻尼減震彈簧的上端，2t以下的發(fā)電機組底部用4個減震器，2t以上的發(fā)電機組用6個減震器，阻尼減震器的承載力要隨著發(fā)電機組的重量增大。

ZD型阻尼彈簧減振(震)器（又稱預(yù)應(yīng)力彈簧減振器）載荷范圍廣、適應(yīng)性強，對積極隔振、消極隔振和沖擊隔振能同時產(chǎn)生明顯效果，適用于-40～110℃的工作環(huán)境，單只減振器的荷載15～4800kg，各類荷載下所應(yīng)對的固有頻率在1.6～4.9Hz范圍內(nèi)，阻尼比0.065。ZD型系列減振器共有三種安裝形式，減振器上下座面有防滑橡膠墊，對于干擾力較小的動力設(shè)備，可直接將ZD型減振器置放于設(shè)備的機座下，勿需固定；ZDⅠ型僅上座配有螺栓與設(shè)備固定；ZDⅡ上下座分別設(shè)有螺栓與地基螺栓孔，可上下固定。

如何選擇ZD座式彈簧阻尼減震器：

①減振器承載應(yīng)包括減振設(shè)備（設(shè)備整機+機座+設(shè)備附件）總重W（kg），選擇支承點以偶數(shù)為佳，最低不少于4個，單只減振器承載靜載荷P0=W/N(kg)；單只減振器承載動荷載P=P0+(1.5R(kg))/9.8；N為減振設(shè)備系統(tǒng)支承點數(shù)；R為設(shè)備擾力（N）。

在一般震動要求不精密又難于取得制備擾力時，可以近似采設(shè)備靜載荷P0乘動荷系數(shù)p來代替：動載荷：P=pP0；動荷系數(shù)p一般情況下取p=1.1～1.4；根據(jù)設(shè)備總重W及設(shè)備干擾頻率f的大小確定，W大f小時p值可取大些，W小f大時p值可取小些。例：對發(fā)電機機組，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，減振設(shè)備靜載荷大于400kg小于1000kg時，p值可取1.3。

②確定減振器型號：按單只減振器承載這P1≤P≤P3，選擇減振器；應(yīng)當(dāng)首先選擇P值與P2值較接近型號的減振器；；P1為減振器的最小荷載（kg），P2為減振器的最佳荷載（kg），P3為減振器的極限荷載（kg）。

③為滿足減振效果，對高速轉(zhuǎn)動種承受循環(huán)載荷減振器，需進行共振驗算；其驗算工具公式為：設(shè)備干擾頻率f與減振器自振頻率f0的頻率比f/f0應(yīng)大于2，即：f/f0≥2；設(shè)備干擾頻率：f=n/60(Hz)；n為設(shè)備轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）

④選擇減振器應(yīng)注意設(shè)備動態(tài)情況下的總重量的變化，在設(shè)備動載時重心不穩(wěn)定時，應(yīng)選用6個或6個以上減振器來穩(wěn)定設(shè)備。例：500kW發(fā)電機組重3.5t，長3.6m，用700～800kg級ZD-14型減震器6個。

ZTE型阻尼彈簧減振(震)器荷重撓度20～40mm，能有效消除機械結(jié)構(gòu)振動。頂部和底部安止滑橡膠，安全性高、控制及調(diào)整水平容易，并采用側(cè)向阻尼，提高了縱橫向水平的剛度。

ZTE型阻尼彈簧減振器安裝說明：減振器壓縮量一般為10～25mm之間。上部配有螺栓與設(shè)備固定，下可與地基固定，高有高度調(diào)節(jié)螺栓，可調(diào)節(jié)設(shè)備水平。調(diào)整螺母，以順時針方向向上，逆時針方向向下，調(diào)整減振器高度使設(shè)備水平。

（3）排煙管與墻壁的減震：排煙管中部要安裝減震波紋管，減震波紋管一般安裝在消聲器的出口方，有些品牌機組的原配減震波紋管是在排氣管和消聲器中間，減震波紋管要垂直安裝，減震波紋管水平安裝就失去了減震作用。排煙管的重量不應(yīng)受力于波紋管上，波紋管要保持自由伸縮狀態(tài)。

4 進風(fēng)

機房內(nèi)柴油發(fā)電機組的正常運行的前提是適宜的機房溫度，機房內(nèi)的進風(fēng)與排風(fēng)起關(guān)鍵作用。（1）進風(fēng)口凈流通面積按大于1.5倍散熱器迎風(fēng)面積計算。（2）排風(fēng)口凈流通面積大于散熱器迎風(fēng)面積的1.5倍。（3）進風(fēng)量包括發(fā)動機進風(fēng)量、發(fā)動機和水箱散熱的冷卻空氣量。（4）風(fēng)道加設(shè)高流阻消聲器時，需根據(jù)消聲器產(chǎn)品要求，加大風(fēng)道尺寸或安裝加壓風(fēng)機。（5）閉式水冷卻系統(tǒng)只需將自來水系統(tǒng)引進機房，開機前加滿水箱即可。（6）如消聲要求不高的場所，可不加進、排風(fēng)消聲器和二級排煙消聲器。

5 降噪

降噪處理是選擇性安裝的項目。

（1）進風(fēng)降噪。柴油機帶載時，須有充足的含氧進氣才能持續(xù)正常運轉(zhuǎn)，通常進氣口應(yīng)設(shè)置在機組風(fēng)扇排風(fēng)口的正對面，進風(fēng)通道做隔音墻體，通道設(shè)置消音片，進風(fēng)優(yōu)選采用強迫進風(fēng)方法，新風(fēng)通過消音風(fēng)槽由鼓風(fēng)機抽入機房內(nèi)。

（2）排風(fēng)降噪。柴油機選用水箱風(fēng)扇體系進行冷卻時，必須將水箱散熱器的熱量排出機房外，為防止噪音傳出機房外，可以對排風(fēng)通道設(shè)置排風(fēng)消音風(fēng)槽。在通道內(nèi)設(shè)計一段距離進行緩沖，能降低聲源從機房內(nèi)向外輻射的強度。

（3）墻壁降噪。如果沒有采用靜音箱型發(fā)電機組，可以采用墻壁降噪，機房內(nèi)頂部和四周墻上鋪設(shè)吸聲系數(shù)高的吸、隔聲材料，主要用來消除室內(nèi)混響，降低機房內(nèi)聲能密度及反射強度。最簡單的施工方案是：發(fā)電機房的四面墻壁和頂板內(nèi)層安消音棉，表面扣上消音板。

（4）機房出入門的消音：每個機房至少有一個以上出入門，從消音層面看，機房大門不應(yīng)設(shè)置過多，設(shè)置放火隔音鐵門，布局以金屬為主，內(nèi)部附設(shè)高強度隔音材料，外部為金屬鐵板，消音門與墻面及門框上下緊密配合。

（5）機房外柴油發(fā)電機組排風(fēng)體系消音：柴油機排風(fēng)經(jīng)排氣消音風(fēng)槽進行消噪后排出機房外仍有較高的噪聲，排風(fēng)有必要通過機房外設(shè)置的消音風(fēng)槽進行消音，將噪聲降到最低限度，該消音風(fēng)槽外部為磚墻布局，內(nèi)部為吸音板。

（6）控制排煙噪聲：排煙系統(tǒng)在原有一級消音器的基礎(chǔ)上安裝特制二級消音器，可以保證機組排煙噪聲的有效控制。排煙管長度超過10m就要加大管徑，以減少發(fā)電機組排氣背壓。

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以上的處理可以改善發(fā)電機組的噪聲及背壓，通過降噪處理，機房內(nèi)發(fā)電機組的噪聲在室外可以達到用戶的要求。

6 尾氣凈化

柴油發(fā)電機尾氣處理如下。

（1）采用旋流板水洗噴淋法（濕式黑煙凈化技術(shù)）。旋流板廢氣凈化塔，尾氣經(jīng)進氣管進入塔內(nèi)由下向上高速運動，與自上向下噴出的洗滌液相接觸，塔內(nèi)設(shè)置多層旋流板，增加氣液接觸面積和接觸時間，使尾氣與水在塔內(nèi)和板面上充分接觸。尾氣中的碳黑塵粒在與噴淋水接觸過程中，被水吸附捕集；尾氣中NOx、SO2等氣態(tài)污染物通過在噴淋水中加入一定比例的NaOH使噴淋水呈堿性，在噴淋過程中，水與尾氣接觸時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使NOx、SO2等氣態(tài)污染物得到中和達到良好的處理凈化。廢水在循環(huán)池中經(jīng)加藥處理后循環(huán)使用，沉渣定期清撈。

水噴淋屬于第一代黑煙凈化技術(shù)，其再生過程存在水污染，箱體易生銹腐蝕，水污染會造成工業(yè)污水的再處理等二次成本。大部分曾經(jīng)安裝了噴淋塔的企業(yè)積極改造升級為干式凈化。

（2）陶瓷黑煙凈化器和金屬黑煙凈化器（干式黑煙凈化技術(shù)）。陶瓷黑煙凈化器屬于第二代黑煙凈化技術(shù)，針對大型的固定柴油發(fā)電機組備用電源，陶瓷黑煙凈化器在匹配上只用通過大幅增加濾心體積來滿足大排量發(fā)動機的需求，造成凈化器體積過大，陶瓷濾芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及材料性質(zhì)決定了陶瓷黑煙凈化器的開機背壓高，再生方式復(fù)雜，長期而言不好維護，內(nèi)部容易塌方、壽命短。

金屬黑煙凈化器和陶瓷黑煙凈化器的對比。第一，過濾載體材質(zhì)、規(guī)格和處理量，每升過濾面積，每升重量的區(qū)別。金屬黑煙凈化器：金屬黑煙凈化器的濾芯由合金金屬絲特制而成，耐高溫、抗腐蝕、不生銹。每單元處理能力4～5L，排氣通過的橫截面積1.3m2，重量8.5kg。陶瓷黑煙凈化器：堇青石陶瓷濾芯，市面上常用規(guī)格：直徑×高度=286mm×310mm一個標(biāo)準(zhǔn)載體體積是19.9dm3，20L/單元，按照與發(fā)動機排氣量×低配比1:2.5計算，有效處理能力8L。橫截面積0.064m2，重量40kg。第二，對開機背壓的影響。金屬黑煙凈化器：開機背壓＜0.5kPa。陶瓷黑煙凈化器：按照發(fā)動機排氣量的1:2.5配比陶瓷體積，開機背壓＞2kPa。第三，濾芯附著PM碳顆粒物后的清理方式：金屬黑煙凈化器：可直接自來水沖洗濾芯單元；若以一臺排量為40L發(fā)動機來計算，8個單元堵塞后，采用水洗再生時間8×5min=40min，0.66h，零耗電。陶瓷黑煙凈化器：每個286mm×310mm標(biāo)準(zhǔn)單元需要一個5kW保溫爐高溫灼燒6～7h后，拆裝加上冷卻，共計9～10h/單元，再用壓縮空氣反吹孔隙，把積灰清理。若按照一臺40L發(fā)動機來計算，5個單元堵塞后，采用電加熱恢復(fù)再生時間5×9h=45h，按照每天工作8h計，需要2人工作6天完成清碳工作，耗電45×5=165度。第四，安裝位置。金屬黑煙凈化器：與一級消聲器吊裝在同一水平面上，或可替代一級消音器。陶瓷黑煙凈化器：體積大、重量重，一般40L以下體積和重量較小，滿足吊裝。再大的需遠離發(fā)動機排氣端，一般在地面安裝。

7 油箱的擺放和安裝

發(fā)電機房里面要單獨隔一個儲油間，儲油間用來放獨立油箱，消防設(shè)計的要求，油箱的容量不低于8h不超過10h的燃油，簡單的配比如下：100kW的發(fā)電機組配100L的油箱，200kW的配200L的油箱，500kW的發(fā)電機組配500L的油箱，以此類推。

8 油管

油管有進油管和回油管，油箱底部的出油口與發(fā)動機進油口接頭相連，油箱頂部的回油口與發(fā)動機的回油管出口相連。

油管消防要求用金屬管，比較方便的是用銅管，易折彎，油管與發(fā)動機和油箱的接頭部分可以用高壓油管套接，用一至二個管卡擰緊。

有些地方消防也允許用塑料油管，軟塑料油管的優(yōu)點是彎曲方便，有透明的塑料管、不透明的高壓塑膠油管，還有內(nèi)帶細鋼絲的高壓塑膠管，這些有彈性的軟管，都可以做油管。從油箱到發(fā)動機進出油口的中間部分油管，可以用方管或者圓金屬管套起來，如果油管鋪在地面上，將油管穿進方管里面，用膨脹螺絲將方管固定，這樣就踩踏不到油管，方管拐角的時候用90°彎頭，或者方管的單頭切邊扣在一起形成閉合90°拐角閉環(huán)，也可以用圓管，用U型卡固定圓管。

9 電瓶

電瓶需要定制一個電瓶架，根據(jù)電瓶的高長寬用角鐵、扁鐵定制，有的在發(fā)電機槽鋼底座上焊電瓶架，一般在啟動馬達的旁邊做一個獨立的電瓶架，用扁鐵扣住電瓶，將電瓶上鎖，可以防盜。電瓶正極與馬達正極相連，正負極不能接反了，否則馬達一通電就燒掉。電瓶的正負極連接部分接觸面要充分，接觸點要上牢固，否則通電啟動馬達時接觸點會高溫甚至起火花。

1 0 自啟動控制信號線

自啟動控制箱里面要接一火一零的兩根信號線，一般的線標(biāo)是市L或ACL（市電火線）和ACN（市電零線），有的是三火一零四根信號線，線標(biāo)一般是ACU、ACV、ACW，ACN（市電零線），信號線選用1.5m2以上的銅線，兩芯電纜最佳，信號線接在市電常通的配電柜里。市電停電的時候，信號線同步?jīng)]電，自動控制模塊發(fā)出指令，啟動馬達通電，伸齒帶動發(fā)動機，啟動發(fā)電機組；市電來電的時候信號線同步通電，自動控制模塊得到來電指示，執(zhí)行停機程序。

1 1 電纜

發(fā)電機的電球上有一個斷路開關(guān)，三火UVW一零N，輸出電纜接在斷路器的輸出端，信號線和電纜放橋架里走線。負載設(shè)備和發(fā)電機的三相要用相序表測相序。電纜輸入端接在雙電源切換開關(guān)的備用電源輸入端，雙電源切換開關(guān)的常用輸入端接市電，雙電源切換開關(guān)的輸出端分配到各項負載。

柴油發(fā)電機組的使用電纜與發(fā)電機的電流大小相匹配。柴油發(fā)電機使用的電纜能夠承載發(fā)電機的最大電流就是安全的。柴油發(fā)電機的電流與發(fā)電機功率的關(guān)系：1kW×1.8（常數(shù)）=1.8A，比如400kW柴油發(fā)電機的電流是：400kW×1.8=720A。根據(jù)電纜承載電流的能力，一般10m2以下的載流量5A，100m2以上載流量2A，25m2電纜4A，35m2電纜3A，70～95m22.5A，得出400kW發(fā)電機720A需要3×185+1×95m2的電纜雙拼。實際使用時還要結(jié)合電纜的長度、電纜廠家的標(biāo)準(zhǔn)等。

現(xiàn)在很多項目用銅排代替電纜。

1 2 接地線

（1）工作接地，工作接地是將中性點接地，其目的是：

①降低觸電電壓。發(fā)電機組中性點不接地的系統(tǒng)，一相接地時，人體觸及另外兩相之一時，觸電電壓為相電壓的1.7倍以上；而對于中性點接地的系統(tǒng)，觸電電壓就降到接近或等于相電壓。

②迅速切斷故障設(shè)備。中性點不接地的系統(tǒng)，一相接地時，由于導(dǎo)線和地面存在電容和絕緣電阻，可以構(gòu)成電流通路，接地電流很小，不足以使保護裝置動作而切斷電源，不能確保人身安全；而對于中性點接地系統(tǒng)，當(dāng)一相接地后接地電流較大，保護裝置會迅速動作，斷開故障點。

③降低電氣設(shè)備對地的絕緣水平。在中性點不接地的系統(tǒng)中，一相接地時，會使另兩相的對地電壓升高到線電壓；對于中性點接地的系統(tǒng)，一相接地時，另兩相的對地電壓只接近于相電壓，故可降低電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣水平。

（2）保護接地。發(fā)電機組保護接地常用于中性點不接地的低壓系統(tǒng)中，它的作用是：當(dāng)電動機某一繞組的絕緣結(jié)構(gòu)已破壞使外殼帶電時，若未接地，人體觸及外殼，相當(dāng)于單相觸電，可能發(fā)生觸電的危險。而如果采用了保護接地，人體觸及外殼時，由于人體的電阻與接地電阻并聯(lián)，人體電阻遠大于接地電阻，通過人體的電流就很小，就不會發(fā)生觸電的危險。

（3）保護接零。保護接零常用于中性點接地的低壓系統(tǒng)中，它的作用是：當(dāng)電動機某一繞組的絕緣結(jié)構(gòu)已破壞而與外殼相接時，采用保護接零形成單相短路，電流可以迅速將這一相中的熔絲熔斷，外殼便不再帶電。即使在熔絲熔斷前人體觸及外殼，人體電阻遠大于線路電阻，通過人體的電流也很微小，不會發(fā)生觸電危險。

正確安裝柴油發(fā)電機組接地線的方法是怎樣的？第一，接地線接線點一般在柴油發(fā)電機組的底盤末端，在安裝接地線時，必須接到合適的地線位置。第二，發(fā)電機接地中線的連接通常由用戶最終決定，當(dāng)發(fā)電機組作為唯一電源時，中線必須直接連到工廠接地線上。第三，較為復(fù)雜的安裝，應(yīng)選擇接地中點以確保柴油發(fā)電機組正確的運行或保護設(shè)備，將接地循環(huán)電流降到最小，及時發(fā)現(xiàn)接地故障。第四，接地線必須考慮用戶和當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)管理部門的建議來設(shè)計。第五，保證設(shè)備接線持續(xù)得到有效的維護，關(guān)于接線系統(tǒng)的維護應(yīng)嚴格按照說明書操作。

1 3 結(jié)語

柴油發(fā)電機組的安裝和使用，關(guān)系到消防驗收、電網(wǎng)系統(tǒng)的驗收，業(yè)主方、電力施工方、消防施工方、土建施工方都很重視，正確合理的安裝發(fā)電機組，才能保障交付后發(fā)電機組的長期正常使用。