機房設計與設備安裝

柴油發電機排煙管和消聲器安裝設計

 

摘要：柴油發電機組在運行時，柴油機的排出廢氣溫度高達500～550℃，有的排煙管接在廢氣渦輪增壓器上。增壓器內部的軸承和風葉加工精度很高。安裝排煙系統時，應注意排煙系統急劇的溫度變化，減小高溫、振動和強烈的排煙噪聲問題。

1．排煙系統的設計

      排煙管一般安裝有消聲器減小噪聲，它可以裝在室內或室外。裝在室內的發電機組必須用不泄漏的排煙管把廢氣排出戶外，排煙系統的部件應包上隔熱材料以減少熱量的散發，排煙管安裝必須符合相關的規范、標準及其他要求。戶內的管的外端應切成和水平成60°角，或者裝上防雨水帽的排煙系統，如果建筑物裝有煙霧探測系統，排煙出口應安不在會啟動煙霧熱能警器的地方，確保熱的排煙消聲器及排煙管遠離易燃物質，確保柴油機排放不成為公害。

      在設計排煙系統時，阻力不得超過允許范圍，因為過度的阻力將會大大減低柴油機的效率和耐久性，并嚴重增加燃料消耗。為減少阻力，排煙管應設計得越短越直越好，如必要彎曲，曲徑必須至少是管內徑的1.5倍。超過3m的設計須得廠家同意。其他的排放系統設計標準如下所述：

（1）在發動機排煙出口與排煙管連接處加上排煙軟管。它的作用是減少發動機所產生的震動傳達到排煙及建筑物，允許排煙和因受熱而膨脹及安裝時的少許角度偏差。如圖1所示。

（2）確保在安裝消聲器和管子時，不要因拉緊而造成斷裂或泄漏。

（3）安裝在室內的排放系統的部件應安裝隔熱套管以減少散熱、降低噪聲。消聲器和排煙管無論裝在室內或室外，均應遠離可燃性物質。

（4）任何較長的水平或垂直的排煙管應傾斜向下安裝，并裝設排水閥（應在最低點），以防止水流倒流進入發動機和消聲器。

（5）當管子穿墻而過時，應有安裝吸振套管，使易燃物質遠離這些發熱管道，并應留有膨脹用的伸縮接縫，讓管子受熱膨脹后縱向延伸或收縮。

（6）排煙管的伸出室外的一端，如果切口是水平的，應切成60°，如垂直則裝上防雨帽以防止雨雪進入排煙系統。排煙管應是獨立的，不得與其他發電機組的排煙管共用。

（7）排煙管、消聲器均要可靠固定，消聲器一般采用阻抗復合型（如圖2所示），不允許在發電機組運行時有搖晃、振動現象。機房內裸露的排煙管，消聲器應以耐熱材料包裹，如同蒸氣管道一樣。以減少機房內的輻射熱。

（8）用波紋管來糾正管道之間的對中偏差是不允許的。波紋管內若有導流內管，那么內管與法蘭焊牢的一端應裝在氣流入口一端。排煙消聲器通常都標有氣流方向，應按氣流方向安裝，不允許倒向安裝。

圖1 柴油發電機標準排煙系統安裝

圖2  柴油機阻抗復合性消聲器結構圖.p

 

2．排煙管的安裝

      發動機的位置應設在使排煙管盡可能短、曲彎和堵塞都盡可能小的地方，通常排煙管伸出建筑物外墻后會繼續沿著外墻向上直到屋頂，在墻孔有一個套子去吸振，并在管子上有一個伸縮接頭來補償因冷縮熱脹而產生的長度差異。

      排煙管的暴露部分不應接觸木材或其他易燃性物質，在建筑物內的排煙管（包括安裝在屋內的消聲器）應覆蓋合適的隔熱材料以降低溫度，預防灼傷操作者。

（1）排煙管外表面溫度≤450℃時保溫層采用1層巖棉氈，排煙管外表面溫度≥500℃時，保溫層采用2層，即接觸管壁的1層為硅酸鋁纖維氈，外包1層巖棉氈。

（2）巖棉的物理性能：密度80~100kg/m3，導熱系數入=0.03~0.0407W/（mxK）。硅酸鋁纖維的物理性能：密度150~250kg/m3，導熱系數入=0.14~0.174W/(mxK)。

（3） 每臺柴油機的排煙管應單獨引出室外，宜架空敷設，也可敷設在地溝中，排煙引管和消聲器應單獨設置支撐，不得直接支撐在栗油機排煙總管或固定在柴油機其他部位上。排煙引管與排煙總管之間應采用柔性連接。排煙管上的托架必須容許管子伸縮或是采用液柱型托架，而短的柔性管或膨脹式波紋管應介于兩個固定架之間的長管道，并組合為一體。

（4） 排煙引管長度及與管徑的配套要求，應根據廠家提供的數據確定，當排煙管需穿過墻壁時，應配置保護套.伸出室外沿墻垂直敷設，其管出口端應加防雨帽或切成30°~45“的斜角。所有排煙管道的壁厚應不小于3。

（5）排煙管較長時，需增加波紋管等柔性連接，以吸收直管熱膨脹，通常每10m增加一個柔性連接。

 

3．減低排煙流動的阻力

      讓排煙通過管道自由地流動可減少排煙阻力，過大的排煙阻力會嚴重地影響發動機的輸出馬力，造成高阻力的主要因素有：

① 排煙管直徑太小；

② 排煙管過長；

③ 排煙系統過多急彎；

④ 排煙消聲器阻力太高；

⑤ 處于某種臨界長度，壓力波會導致高阻力。

      假定排煙管采用工業用鋼或鑄鐵制造，其阻力取決于管子內部表面的光滑程度，如粗糙則會增加阻力，請參考柴油機技術文件以選取排煙溫度及空氣流量。

4．排煙消聲器

      消聲器按照消聲的程度分為以下等級：

① 低級或工業用級-適用于工業環境，其反響噪聲程度相對地高；

② 中級或居住環境級--把排煙噪聲降低到可接受程度；

③ 高級或嚴格級-提供最大程度的消聲，如醫院、學校、酒店等地方。

      消聲器應裝在靠近發電機組的地方，這樣可提供最佳的消聲效果，使排煙管從消聲器通往戶外，或可以安裝在戶外的墻或屋頂上。也可采用如圖3、圖4所示的安裝方式。

 

圖2 消聲器安裝在室內，排氣管與散熱器共用煙道

圖3 消聲器安裝在排煙道內，煙道內使用隔聲材料

 

 

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