1、安装概述
安装设计之前必须先考虑以下几点
• 底座表面的水平、负重及震动传递
• 足够的冷却空气供应
• 足够的新鲜进气
• 冷却空气的排放
• 发动机废气的排放
• 电气的连接
• 操作及维修空间的影响
• 噪音标准
• 减振器安装
2、安装位置的选择
发电机组的安装位置取决于与它相关的系统位置,如通风管道、废气排放管道、配线、燃油管路等。机组位置尽可能接近总电源输出柜。
3、安装基础与固定
机组一般安装在一个混凝土水泥底座上,该水泥台应高出地板至少6 英寸(150mm),沿机组底座每边至少扩展6 英寸(150mm),水泥基座上应预埋“J”或“L”型地脚螺栓,来固定机组或机组底座减震垫。
发电机组安装在楼板上时,楼板应能承受机组的静载荷和动载,并留1.5 倍的安全系数。机组底盘和楼板之间要有减振措施。
安装减震器可以降低地面基础的振动和噪音,配有内置减震器的奥斯福机组是通过具有抗震性能的橡胶减震器与钢制底盘隔离,因此除非要求较高的场合须在钢制底盘与基础之间再增加隔震装置外,允许将钢制机架与基础进行直接安装。对于非内置减震器的奥斯福机组固定时必须在钢制机架与基础之间加装隔震装置用于减震。
当周围环境对振动或噪音要求极高,发电机组应安装在专用隔离振动基础上,从而减少振动对建筑物的影响。一般做法是在基础的四周布置宽约25~30mm 隔震沟,基础的底部设置隔振层,基础底部夯实之后,用水泥、煤渣、沥青铺设厚度约200mm,在此隔振层上再浇灌混凝土。
发电机组应使用合适尺寸的地脚螺栓将钢制机架固定在地面上,以防移动。
4、维修空间
发电机组周围必须预留足够的维修空间,周边除散热水箱一端外,均要求与机房墙体距离不小于1.5m,机房房顶高度距机组高度顶端的距离,应不小于1.5m,通常要求房高不低于4.5m,这是机组通风散热及检修起吊机件所必须持有的最小间距。
5、排气系统安装
(1)作用与要求
排气系统的作用是将废气安全地排放到户外,并使废气、噪音等远离建筑物和人群。
合理的排气系统要求如下:
□ 为了输出额定功率,整个排气系统的排气背压不应超过柴油机性能数据单上所规定的极限值。
□ 排气系统的零部件不应由于其自身的重量、惯性、零部件之间的相对运动以及由于热膨胀而产生的尺寸变化而对排气歧管或增压器施加过大的应力。
□ 排气系统必须能防止来自地面飞溅泥水、雨水、冲洗时的水或其它水源进入柴油机或增压器。
□ 柴油机的排气不允许对空滤器的功能、冷却系统的效率和柴油机周围的环境以及操作人员产生有害的影响。
(2)排气管路的布置与施工
□ 必须使用不锈钢波纹管在发动机排气口与排气管路、排气管路改变方向作为过渡连接,同时采用不可燃的弹性悬杆连接顶板或通过地面弹性支撑固定以吸收热膨胀、机组位移和振动。
□ 每台发电机组排气管路必须独立并单独引出室外,并且不允许加装单向阀门。
□ 排气管路应尽可能短平排布,长度和方向改变次数应尽量保持最小值,管路不宜过长和急拐弯,弯头数量不多于3个,弯头内径应至少为管径的3倍。对于排气管路尺寸的要求:从发动机排气口出来,头9m 排气管路与发动机排气口相同,以后6m 排气管路内径增加2.54cm,以后排气管路每增加9m,内径增加2.54cm,直至最大长度27m。其中弯头折合当量直管长度:1 个90°弯头=(2.5~3)倍的排气管外径。
□ 水平铺设的排气管路宜设0.3~0.5%的坡度,坡至室外,低端远离发动机,在管路最低点安装排污阀,并在直管正下方预留冷凝水收集器。
□ 排气系统的排气口应加防护装置以防止雨水进入排气管内,垂直向上排气口应加装自动翻转防雨帽。
□ 当排气管穿越易燃屋顶、墙壁或分隔物时,应加以隔热套筒及墙外套板进行绝热系统隔离。隔热套筒为一段内径较排气外径大约25mm 的圆管,与排气管之间填满隔热材料。
□ 尽可能将绝大部分排气管布置在机房外减少热辐射;室内所有排气管路均得应用50mm 厚、高密度隔热材料外饰铝质护套隔热。排气管路与可燃性材料距离不小于300mm。
□ 排气系统应高处背风安置。
6、燃油系统
燃油系统必须为柴油发动机提供充足、品质符合要求的柴油。柴油必须是清洁、足够的热值、不含固体石蜡、油温低于65℃、不含水份或其它腐蚀性液体、不含过量的空气。
□ 油箱容量应保证发电机组最大负荷下额定运行时间的燃油用量及至少5%的热膨胀空间。
□ 在多数简易安装中,燃油箱的安装位置应使得燃油最高平面不能高于机组底座2.5m,否则应增加一浮子油箱或一过渡辅助燃油箱。
□ 燃油箱应该干净,无生锈或腐蚀现象。材质通常为镀铅锡钢板、磷化钢板、强化塑料板或铝板。镀锌钢板不能使用于燃油箱,因为它与燃油接触会生成片状氧化物从而堵塞柴油滤清器和喷油嘴。
□ 燃油泵的吸油管应该在高于油箱底部25mm 的中央位置吸油,这样可以减少吸油阻力,并防止吸入水和脏物。
□ 在任何时候燃油泵输入端必须是燃油正静压,油箱出油口至少应高出机组安装平面0.5m,但亦不可过高,避免进油压力高于燃油泵的承受压力。对于有严格起动要求的应用场合,如发电机组并联应用或必须满足紧急起动时间要求的发电机组,油箱或储油池应保证燃油最低点高出油泵输入口150mm,防止机组备载时输油管道中空气积累。
□ 回油管路的连接不宜过高以至于超出燃油泵的吸提能力,一般高度保持在2.5m以下。
□ 与发动机一侧的燃油管路采用耐油输油软管,用以吸收机组振动和位移。
□ 柴油应用铜管或黑铁管输送。严禁使用铸铁和铝制管道接头,因为它们结构疏松易渗漏燃油,同样不可使用电镀管和接头。
□ 管路尺寸应该使阻力保持在允许的范围内,燃油管尺寸至少应与燃油泵入口尺寸内径一致,如果距离过远,管径应适当增加,同时尽量少用弯头和接头。
□ 无论在运转或待机时,燃油系统都不允许有任何细微的渗漏,否则空气会逸入燃油系统造成发动机运行不稳定和影响输出功率。
□ 在系统的安装过程中,应尽可能防止潮气、灰尘等污染物的进入,在安装前必须洁净燃油系统的每一部件。
7、冷却与通风系统
发电机房的冷却和通风系统是极为重要的,必须保证有充分的空气流过机房,以补充发动机燃烧用的空气以及由冷却散热器排出的空气。对发动机最佳工况而言,机组满载运行时,机房温升控制在环境温度以上10~15℃,机房环境温度应低于40℃,若机房温度超过40℃,发动机吸入的空气应通过风道从大气直接导入。
(1)、冷却系统采用联机式标准散热水箱时
□ 在机房进风通畅的情况下,通常机房散热器排风口的通风面积是散热器面积的1.25 到1.5 倍。如果排风口处装有栅网或百叶窗的话,应考虑其有效的通风面积。
□ 机组安装时应尽可能是散热器接近排风口,以防止热空气的再循环,无风道时建议散热器距排风口距离不超过150mm,否则应安装相应帆布风道或薄钣风管,并且保证散热器排风面离障碍物之间的距离≥2m,避免排风被障碍物阻挡返回使水箱加热,造成冷却水温度上升。
□ 风道必须平滑且无阻碍物、裂缝、漏洞和急弯,风道截面积从小到大应平滑过渡,必要时设置导流板减少压力损失。在气流压力差太大并且无条件进行改善时,应考虑安装电动风机强制排风。
□ 排风口的位置应确保进入的空气能流经机组,排风口应高于进风口以利于空气对流和空气流动抽吸作用。
□ 散热器周围的进风温度不能超过所选择的散热器设计的环境温度(40℃或50℃),否则应采取措施降低机房温度。
□ 系统应能防止雨雪的进入,在寒冷地区,备用和极少运行的机组机房必须有保温措施,可考虑安装调节风门,调节风门的开启或关闭由发电机组的动作来控制。风门可以将排出室外的热空气重新导入机房,提高机房温度,增加发动机的工作效率。
□ 在寒冷地区,对于主电源故障自动投入运行的机组,通常冷却水必须经过处理使之具有抗冷凝能力,具体方法是往机体内加注纯冷却水时,加注40%~60%剂量的乙二醇防冻液均匀混合,同时加装恒温控制浸入式冷却水加热器(使用市电电源),当机组处于备用停机状态时,加热器能视环境温度和机体内冷却水的温度自动进行水加热,使水温恒定于+5℃~40℃之间。
□ 冷却系统必须装备防腐蚀水处理仪(水滤器),水滤器含有防腐添加剂,使冷却水保持一定的化学浓度,避免冷却水道遭受侵蚀或腐蚀。同时在冷却水的连续流通循环中,水滤器又能将冷却水中的杂质、脏物和矿物质沉淀物过滤掉,保证系统的清洁,但是系统的完全清洁间隔时间不得小于30 天或250 小时。
(2)、冷却系统采用远置式散热水箱
当通风条件受限时,可采用此方案,但必须考虑到系统管路的防冻及提供必要的通风余量以满足发动机燃烧和散热之用。
□ 发动机外部的冷却液阻力(管道、设备和散热器摩擦压力损失)和静压水头(曲轴中心线为基准的液柱高度)不得超过发动机说明书的规定值。
□ 过大的静压水头(水压力)会造成冷却泵轴密封损坏;过大阻力水头(压力损失)会导致发动机过热。当冷却液摩擦阻力超过规定值时,要求配置一备用水箱和电动水泵,备用水箱容量须大于系统冷却液总容量的15%;当远置散热器与机组曲轴中心线高度差≥3m 时,系统还需配置一减压水箱或水减压阀以避免冷却泵轴密封的损坏。
(3)、冷却系统采用联机式热交换器冷却系统
发动机、循环泵、热交换器和冷却塔或冷却水池构成一个封闭的压力循环冷却系统。发动机机体冷却液和生水在彼此独立的管路中循环。这种系统要求的空间比远置式散热水箱少,但与远置式散热水箱冷却系统一样,必须考虑到系统管路的防冻及提供必要的通风余量以满足发动机燃烧和散热之用。
□ 应有足够的生水,以吸收冷却液释放的热量。生水在流经热交换器后,出水温度不应超过60℃。
□ 应该充分考虑到热交换器的进水压力,如果进水压力高于热交换器允许的规定值,必须加装减压阀或增加一中间减压水箱。
□ 使用冷却塔与发电机组热交换器构成冷却系统可避免水污染和冰冻等一系列问题。
□ 用户在设计冷却水循环系统时,应该考虑安装必要的过滤装置,如滤网、滤清器等,循环水的浑浊度不得大于50mg/L,不得含有油污和杂质,整个系统清洁的时间间隔不得少于30 天或250 小时。
□ 所选用的热水循环泵应与冷却塔相配套,其额定流量应与冷却的能力接近,而额定水压应能满足到达冷却塔布水器之处喷头的公称压力。如布水器与发动机出水泵之间的高度差在2.5m~3.5m 之间(具体参照不同发动机技术说明),可不装循环泵,直接将发动机的热交换器出口与冷却塔进口连接。
8、发电机组的电气连接
完成机械连接后,即可以按照机组提供的图纸进行下列的电气连接,发电机组的电气连接包括负载连接、电气控制线路及蓄电池的连接。
只有具有合格资格的电工才可以进行线路连接,且在操作之前应对安装进行考证和认可。所有的连接、电缆规格的选用、电缆布置方法都必须符合电气规范要求。
(1)、负载的连接(交流线路)
发电机组无论三角、星状连接负载,两者相序必须保持一致。
A、负载平衡
当负载连接到发电机组时,要平衡其负载,以使流过每个接线端的电流大约相同。如果同时连接单相与三相负载时,这点特别要注意,只要各相电流大约相同(约值的10%内),且线电流不超过发电机铭牌上的额定电流就能同时使用任何单相与三相组合负载,在使用期间,通过观察控制板上的安培表读数以检查流过每个接线端上的电流。
B、接地
接地是指将发电机的金属部件或发电机电路与大地连接,设计与安装接地系统,受到许多因素影响,如复合型变压器对接地故障保护的要求以及实际发电机的位置。在安装接地系统时,须遵循有关电气工程师的建议。一般按照内燃发电机组的设计规程,发电机组采用三相四线、中性点直接接地的TN-S 系统,整个系统的中性线N与保护线PE是分开的,与逐级漏电保护相配合,起到了保障用电安全的作用,但该系统必须注意几个问题:
□ 保护零线绝对不允许断开
□ 同一用电系统中的电器设备绝对不允许部分接地部分接零
□ 保护接零PE 线的材料及连接要求:保护零线的截面应不小于工作零线的截面,并使用黄/绿双色线。与电气设备连接的保护零线应为截面不少于2.5mm2 的绝缘多股铜线。保护零线与电气设备连接应采用铜鼻子等可靠连接,不得采用铰接;电气设备接线柱应镀锌或涂防腐油脂,保护零线在配电箱中应通过端子板连接,在其他地方不得有接头出现。
□ 接地电阻要求:
>100KVA 低压发电机组 R<4 欧
<100KVA 低压发电机组 R<10 欧
电气设备保护接地 R<4 欧
零线重复接地 R<4 欧
接地短路电流Id>4000A R<2000/Id
接地短路电流Id<500A 10 欧>R<120/Id
(2)、电气控制线路的连接(直流线路)
必须在一个与交流电源电缆隔离的管道中布放控制线路,交流电可能在直流线路中感应错误的信号,从而导致停车或不稳定控制,对控制产生干扰。必须按照图纸进行连接。
C、蓄电池连接
□ 应该最后连接蓄电池以免在安装过程中意外起动系统。同时注意蓄电池的负极(一)放在最后一道连接工序以减少电弧的危险。
□ 起动系统需要24 伏特的电池电流,一般安装时串联二个12 伏特蓄电池,连接时需注意正负极。如果蓄电池被置于离发电机组较远位置,应增加起动电缆尺寸。
□ 不可让工具和金属物体或放置或跌落于电池顶盖部,尽量使用把手绝缘工具;不经常使用(如作为应急备用使用)会造成蓄电池放电以至无法起动发电机组。我司提供的全自动发电机组都备有市电浮充电器用于解决电池自放电问题,断开电池连接时,在断开充电端子前必须先去除电池浮充电器的市电电源;在电池装入机组使用时,应在最后连接接地端子;在拆除电池时,应首先断开接地端子。