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康柴(深圳)电力技术有限公司

柴发机组防音箱体结构的布置,详细考虑能够容纳所有配套件(包括柴油机、发电机、起动电池、断路器、控制装置和消声组件等)和降噪所需空间、足够的进排风通道面积,满足额定功率输出,并安全、可靠运行,同时便于使用、检修、装卸、运输、装配、防尘、防雨雪和组装等。力求用较小的体积,偏低的制造和运输成本达到各项技术参数和作用。
防音箱体外形通常选取正长方体规划,该策略实用于室内外操作环境,具有适应性和机动性较强,制造工艺性也较好的特点。为了节省空间和缩短长度,有时也选用在两下端切为斜角并作为进、排风口的途径,但其缺陷是容易吸入或吹扬地面的尘土、装配于机房内时很难将热风引排至室外。低噪音型外罩实例如图1所示,无外置裸机外观如图2所示。
① 基于低噪声柴发机组一般为细长形的结构特性,在满足操作因素的前提下,优先控制防音箱体的长度,控制装置、开关、电池和接线等组件尽量利用其他空间设置。
② 对于个别过于细长机型,箱体可以适当加宽,使其搬移和运行更为平稳,同时外观也较为协调美观。
③ 在确定箱体的高度时,应注意水箱注水操作和观察水位的空间,必要时可以将注水口设置在机箱外顶部。
④ 个别机型的增压器和排烟管等高高温(较高温度可达600℃)组件可能比较靠近边缘,在确定箱体外形尺寸时,要充分考虑箱壁与其保持足够的距离,防止发电机组长时间运转时发生高温烤坏吸音材料或箱板。另外,发电机组在起动和停机流程中部分组件摆幅较大,箱壁也应与其保持足够的距离,防止出现撞伤和敲击异声。
通常置于发电机端(进风侧)的端部或两侧,处于运行环境温度相对较低的区域。使用门上一般装钢化玻璃观察窗口,便于随时验看发电机组的各种参数,同时兼有隔音功能。
应充分考虑满足各种需要修理或使用的方便及可能性。通常日常的保养、维修项目,如替换三滤、频率和电压调节等,应能方便使用;对于周期较长的保养、维修项目,如替换电池和清理水箱等,也应力求方便,必要时通过大概拆卸个别板件就能进行相应的操作。
发电机组装配在户外操作时,箱体规划应充分考虑防尘及防雨雪(即全天候)的需要。进、排风口一般采用百叶窗构成;对于环境粉尘污染较严重的区域,可以选择气弹簧全密封窗或加百叶窗组成,运行时仅简单打开密封窗即可,这时密封窗也兼有雨棚作用,但这种结构很难适用全智能化发电机组;采用电动百叶窗构造,既可防雨雪,停机应急时也能高效的防尘,同时满足智能化起动并有利于防潮和提高低温加热起动转速,但构成较为复杂、成本过高。
箱体上边缘加设雨檐,可以预防或使较少雨水掉落在箱体表面;各门边加设橡胶密封垫,可以防范雨水渗入箱体内和由于震动而产生噪声;在箱体底部开设排水孔,可以防止雨水积聚。
防音箱体的设计,应充分考虑加工和安装时具有良好的制造工艺性,以便提升生产效率和减小成本;箱体应有足够的刚性,以便在吊装和运输步骤中安全、可靠和不容易变形。
低噪音柴油发电机组一般将油箱和机座布置为一个整体,使其只需大概地加油、加水,立即可以投入运行,同时由于该结构具有一定的弹性,对于减小发电机组运转时的震动,对基础的传递也有很大的功用。
首先应满足柴油机和发电机及附件的装配及运行时所需的刚性、扭转强度和动态承载的要点,然后考虑其油箱的容积、加工的工艺性、总装和搬移或吊装的方便性等。可以根据不同机型按常规标准型发电机组布置步骤,确定其满足刚性、扭转强度和动态承载的组成和数据。
一般低噪声柴发机组油箱的容积,按发电机组满负荷运转8h左右的油耗设计,对于需要较长时间持续运转的一体化基站小功率发电机组,油箱的容积可以达到运转15h以上,大容积油箱同时抬高了小型发电机组的高度,使其使用更为方便。同时,机座上应布置用于安装、搬移或吊装的装置。室外装配因为非常简易,落地至水平基础即可。室内基础安装布置如图3和图4所示。
降噪系统的构成规划详细是排除通风要素和减少噪音之间的矛盾,在有限的空间要素下,较大限度地减少噪声,同时不危害发电机组标定容量的持续输出。低噪音柴油发电机组按噪音等级,通常分为标准防音型(76~85dB/m)和超级防音型(60~75dB/m)。噪声主要来自柴油机高速运转产生的机械噪音、冷却发电机组所需空气进入和排出的风噪声,以及由气缸内燃烧爆炸所发生的排气噪音等。减轻装置的噪声,具体是设计合理的结构和选取合适的材料,通过隔声、吸音和噪音干扰等办法来实现,整机外观结构如图5所示。
进、排风口及其通道是低噪声柴发机组构造设计的重要环节,关系到噪音能否得到高效的控制,同时发电机组又能在合理的水温条件下安全正常运行。进风口通常置于发电机侧的端部,必要时可以在其两侧补充;排风口一般置于柴油机侧的前上部或两侧。
(1)进风口的有效通风面积应大于水箱的面积,确保不低于标准裸机运转所需的通气冷却条件,保证发电机组在额定输出容量和正常的水温下运行,同时应将风速控制在适当的范围内:标准防音型风速为8m/s;超级防音型风速为6m/s。风速增大康明斯发电机组厂家,将会产生二次噪音。风速等于柴油机自带风扇标称的风量与进风口有效通气面积的比值。
(2)如果进、排风口采用百叶窗组成,应特别注意百叶的组成形状和摆角,较大限度地利用有限的窗口面积提升通风要素和减轻风阻。
(3)通常进排风通道采取挡板或隔板组成,使空气的流动改变方向和延长与吸音材料的接触距离,从而提高降噪效果。对于超级防音型发电机组,必要时可规划成多级或细长的专用通道,以使噪音得到更高效的控制。挡板或机箱壁与水箱应有足够的距离发电机十大名牌,降低风阻和空气倒流,使排风更为顺畅。进排风通道的构造布置有较强的技巧性,在有限的空间采取合理的位置和形状可以得到较佳的效果。
噪声详细是通过空气传递的,故而隔声组成的设计应力求较大限度地密闭,使各种噪声大部分控制在防音箱体内。
(3)在进排风通道设置合适的挡风板,预防噪声直接传播到机箱外,同时加长吸音通道的路径,可以更有效地控制噪音。
(2)进、排风通道越长,降噪效果越好,但会增加风阻,减弱通气要素,设计时应取得其平衡,较好能再通过试验获取较佳组合组成和数据;
(3)吸音材料一般选用玻璃纤维棉表面加冲孔板,也可用发泡海绵等材料,前者吸音和耐发烫效果较好,后者制造工艺性较强;
(4)超低噪音型发电机组可以通过加厚吸音材料和增长进排风通道来实现,但机箱的体积也会随之增大。
排气噪声因为其频段较宽,一般需要采取阻抗复合型消声器(如图6所示)对高频和低频噪音进行控制。工业型消声器详细利用吸音材料减弱高频段的噪音;住宅型消声器具体是利用气体的干扰康明斯发电机组厂家排名、压缩和扩张减轻中低频段的噪声。消声器及其排烟管和弯头都会对柴油机的排气出现阻力,在构造布置时,必须将背压控制在许可的范围内,特别是排烟管道需要加长时,更要进行严格的校核,防范输出功率无劲,甚至发电机组无法正常运行。
目前,用在柴油发电机组排气机构的主要是直管式消声器。其消声性能主要与通道的形式、长度及吸声材料的性能有关。
直管式消声器是阻性消声器中较简易的一种。直管式消声器消声量计算公式为
Φ(a0) —— 与材料吸声系数a0有关的消声系数(粗略计算时可取Φ(a0)值为1);
由上式可知,阻性直管式消声器的消声量除与吸声材料性能有关外,还与消声器的有效长度L及通道截面周长P成正比,而与消声器通道截面积S成反比。因此,增加高效长度L和通道周长与截面积之比P/S即可提高消声量。当通道截面积因流量、流速要求而确定期,选用合理的通道截面形状,也可增强消声效果。
抗性消声器的消声性能主要与抗性膨胀室的膨胀比m及膨胀室的长度L有关,膨胀比决定抗性消声器消声量的大小,长度决定抗性消声器的消声频率特点,抗性消声器较大消声量计算公式如下:
当m>5时,较大消声量可近似由下式计算:
由于单节阻性消声器在大排气流量下有高频失效的弊端,因此在工程运用上常采用将阻性组成和抗性构造复合在一个消声器里的布置,消声器进气口串联扩张室,为一级抗性消声器,中间段以多根小口径冲孔管替代一个大口径冲孔管以消除高频通过,冲孔管与外筒间填充耐热吸音材料形成阻性消声器,后段再串联一个扩张室再连一节抗性消声器。根据消声量的需要,扩张腔式消声器可多节串联,一般可取2~4节串联,消声量在20~30dB(A)左右。
排气口一般置于顺排风的区域,有利于将排气吹散。排气口的组成设计原则是:预防雨雪进入、减少对操作区间的污染和烟尘的积聚。根据现场使用因素,排烟口可以有三种组成采取:
横向直接排放结构简单,排烟安全可靠,但对使用区间会产生污染,可将排烟口引至较高或远处地方。
该构造使废气直接向上排放,对操作区间污染较小,同时又能防雨雪和杂物进入排烟口,但可靠性稍差,当盖板动作失效时,排气口会进水或排气不畅。使用该组成时,除应精心布置和选择合理的材料提高其可靠性外,还应加强平常的维保和察看,才能安全可靠工作。
该构造安全可靠,但废气可能会下沉,污染操作区间,而且容易造成烟尘的积聚。操作时通常应将排气口引至过高位置。
柴油机和发电机组件在高速运转时会出现很大的振动,具体通过底座和排气管传递至基础和建筑物,通常可以在发电机组与机座间、发电机组与排烟管中间设置减振系统,减小发电机组的震动并减小震动的传播。
减振器一般置于柴油机、发电机组件与机座的中间。通常选用橡胶材料圆柱形构造,具有构成大概、减振性能好、成本也偏低的长处,但抗横向剪切力和安全性较差;选取橡胶材料碗形结构,可以提升安全性;对于抗冲击和震动要求偏高的发电机组,可以采取减振性能更好的弹簧减振器,但构成较复杂,成本也稍高。
排烟口的振动很强、温度很高,其振动会通过排烟管传递到其他构造件和建筑物,故而在排气口与排烟管之间设置不锈钢材料的膨胀节,隔离振动的传播,同时不会因热伸缩破坏其他组成件。
按照康明斯公司的供货要点,标准防音型发电机组的噪声通常在76~85dB(A),超级防音型发电机组的噪音通常为60~75dB(A)。超级防音型发电机组是在标准防音型发电机组的基本上对噪音排放选取更加严格的控制对策,如采用迷宫式进排风通道布置等来实现的。低噪音柴油发电机组的外形构成主要由柴油机、发电机、控制装置、机座(包括机底油箱)、排烟消声装置、减振装置、防音箱、进风降噪机构、排风降噪机构以及周边配套系统等组成。
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