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固定式柴油版靜音發(fā)電機組設(shè)計與安裝圖

發(fā)布時間:2023-10-12 點擊:143
柴油發(fā)電機靜音箱體外觀和結(jié)構(gòu)
柴油發(fā)電機組防音箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計,主要考慮能夠容納所有配套件(包括柴油機、發(fā)電機、啟動電池、斷路器、控制系統(tǒng)和消聲組件等)和降噪所需空間、足夠的進排風通道面積,滿足額定功率輸出,并安全、可靠運行,同時便于操作、檢修、裝卸、運輸、安裝、防塵、防雨雪和組裝等。力求用最小的體積,較低的制造和運輸成本達到各項技術(shù)指標和功能。
一、防音箱體外形的設(shè)計
防音箱體外形通常采用正長方體設(shè)計,該方案適用于室內(nèi)外使用環(huán)境,具有適應(yīng)性和機動性較強,制造工藝性也較好的特點。為了節(jié)省空間和縮短長度,有時也采用在兩下端切為斜角并作為進、排風口的方案,但其缺點是容易吸入或吹揚地面的塵土、安裝于機房內(nèi)時很難將熱風引排至室外。
1、防音箱體外形尺寸的設(shè)計
(1)長度≥柴油機+水箱+發(fā)電機組件總長度+降噪進風室長度+降噪排風室長度+吸音組件厚度。
(2)寬度≥柴油機+水箱+吸音組件厚度。
(3)高度≥柴油機+水箱+減震組件+排氣管組件+水箱注水口空間+吸音組件厚度。
(4)注意事項:
① 基于低噪聲柴油發(fā)電機組通常為細長形的結(jié)構(gòu)特點,在滿足使用條件的前提下,優(yōu)先控制防音箱體的長度,控制系統(tǒng)、開關(guān)、電池和接線等組件盡量利用其他空間設(shè)置。
② 對于個別過于細長機型,箱體可以適當加寬,使其搬移和運行更為平穩(wěn),同時外觀也較為協(xié)調(diào)美觀。
③ 在確定箱體的高度時,應(yīng)注意水箱注水操作和觀察水位的空間,必要時可以將注水口設(shè)置在機箱外頂部。
④ 個別機型的增壓器和排氣管等高發(fā)熱(最高溫度可達600℃)組件可能比較靠近邊緣,在確定箱體外形尺寸時,要充分考慮箱壁與其保持足夠的距離,避免發(fā)電機組長時間運行時產(chǎn)生高溫烤壞吸音材料或箱板。另外,發(fā)電機組在啟動和停機過程中部分組件擺幅較大,箱壁也應(yīng)與其保持足夠的距離,避免產(chǎn)生撞傷和敲擊異聲。
2、防音箱體操作門及檢修門的設(shè)計
(1)操作門設(shè)計
通常置于發(fā)電機端(進風側(cè))的端部或兩側(cè),處于運行環(huán)境溫度相對較低的區(qū)域。操作門上一般裝鋼化玻璃觀察窗口,便于隨時察看發(fā)電機組的各種參數(shù),同時兼有隔音作用。
(2)檢修門的設(shè)計
應(yīng)充分考慮滿足各種需要檢修或操作的方便及可能性。一般日常的保養(yǎng)、檢修項目,如更換三濾、頻率和電壓調(diào)整等,應(yīng)能方便操作;對于周期較長的保養(yǎng)、檢修項目,如更換電池和清理水箱等,也應(yīng)力求方便,必要時通過簡單拆卸個別板件就能進行相應(yīng)的操作。
3、防音箱體的防塵及防雨雪的設(shè)計
發(fā)電機組安裝在戶外使用時,箱體設(shè)計應(yīng)充分考慮防塵及防雨雪(即全天候)的需要。進、排風口一般采用百葉窗結(jié)構(gòu);對于環(huán)境粉塵污染較嚴重的區(qū)域,可以采用氣彈簧全密封窗或加百葉窗結(jié)構(gòu),運行時僅簡單打開密封窗即可,這時密封窗也兼有雨棚功能,但這種結(jié)構(gòu)很難適用全自動化發(fā)電機組;采用電動百葉窗結(jié)構(gòu),既可防雨雪,停機備用時也能有效的防塵,同時滿足自動化啟動并有利于防潮和提高低溫加熱啟動速度,但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本偏高。
箱體上邊緣加設(shè)雨檐,可以避免或使較少雨水掉落在箱體表面;各門邊加設(shè)橡膠密封墊,可以避免雨水滲入箱體內(nèi)和由于振動而產(chǎn)生噪聲;在箱體底部開設(shè)排水孔,可以防止雨水積聚。
4、防音箱體的制造工藝性設(shè)計
防音箱體的設(shè)計,應(yīng)充分考慮加工和裝配時具有良好的制造工藝性,以便提高生產(chǎn)效率和降低成本;箱體應(yīng)有足夠的剛性,以便在吊裝和運輸過程中安全、可靠和不容易變形。
二、底座結(jié)構(gòu)的設(shè)計
低噪聲柴油發(fā)電機組通常將油箱和機座設(shè)計為一個整體,使其只需簡單地加油、加水,立即可以投入運行,同時由于該結(jié)構(gòu)具有一定的彈性,對于降低發(fā)電機組運行時的振動,對基礎(chǔ)的傳遞也有很大的作用。
1、機座的結(jié)構(gòu)設(shè)計
首先應(yīng)滿足柴油機和發(fā)電機及附件的安裝及運行時所需的剛性、扭轉(zhuǎn)強度和動態(tài)承載的要求,然后考慮其油箱的容積、加工的工藝性、總裝和搬移或吊裝的方便性等。可以根據(jù)不同機型按常規(guī)標準型發(fā)電機組設(shè)計方法,確定其滿足剛性、扭轉(zhuǎn)強度和動態(tài)承載的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)。
2、底座油箱的設(shè)計
通常低噪聲柴油發(fā)電機組油箱的容積,按發(fā)電機組滿負載運行8h左右的油耗設(shè)計,對于需要較長時間連續(xù)運行的一體化基站小功率發(fā)電機組,油箱的容積可以達到運行15h以上,大容積油箱同時抬高了小型發(fā)電機組的高度,使其操作更為方便。同時,機座上應(yīng)設(shè)計用于安裝、搬移或吊裝的裝置。室外安裝因為非常簡易,落地至水平基礎(chǔ)即可。室內(nèi)基本安裝布置如圖1和圖2所示。
靜音箱式發(fā)電機組室內(nèi)側(cè)視安裝圖
靜音箱式發(fā)電機組室內(nèi)平面安裝圖
三、降噪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
降噪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是解決通風條件和降低噪聲之間的矛盾,在有限的空間條件下,最大限度地降低噪聲,同時不影響發(fā)電機組標定功率的持續(xù)輸出。低噪聲柴油發(fā)電機組按噪聲等級,通常分為標準防音型(76~85db/m)和超級防音型(60~75db/m)。噪聲主要來自柴油機高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機械噪聲、冷卻發(fā)電機組所需空氣進入和排出的風噪聲,以及由氣缸內(nèi)燃燒爆炸所產(chǎn)生的排氣噪聲等。降低系統(tǒng)的噪聲,主要是設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)和選擇合適的材料,通過隔聲、吸音和噪聲干擾等措施來實現(xiàn),整機外觀結(jié)構(gòu)如圖3所示。
1、進、排風口的設(shè)計
進、排風口及其通道是低噪聲柴油發(fā)電機組結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié),關(guān)系到噪聲能否得到有效的控制,同時發(fā)電機組又能在合理的水溫條件下安全正常運行。進風口通常置于發(fā)電機側(cè)的端部,必要時可以在其兩側(cè)補充;排風口一般置于柴油機側(cè)的前上部或兩側(cè)。
(1)進風口的有效通風面積應(yīng)大于水箱的面積,確保不低于標準裸機運行所需的通風冷卻條件,保證發(fā)電機組在額定輸出功率和正常的水溫下運行,同時應(yīng)將風速控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi):標準防音型風速為8m/s;超級防音型風速為6m/s。風速增大,將會產(chǎn)生二次噪聲。風速等于柴油機自帶風扇標稱的風量與進風口有效通風面積的比值。
(2)如果進、排風口采用百葉窗結(jié)構(gòu),應(yīng)特別注意百葉的結(jié)構(gòu)形狀和擺角,最大限度地利用有限的窗口面積提高通風條件和降低風阻。
(3)通常進排風通道采用擋板或隔板結(jié)構(gòu),使空氣的流動改變方向和延長與吸音材料的接觸距離,從而提高降噪效果。對于超級防音型發(fā)電機組,必要時可設(shè)計成多級或細長的專用通道,以使噪聲得到更有效的控制。擋板或機箱壁與水箱應(yīng)有足夠的距離,減少風阻和空氣倒流,使排風更為順暢。進排風通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計有較強的技巧性,在有限的空間選擇合理的位置和形狀可以得到最佳的效果。
2、隔聲的設(shè)計
噪聲主要是通過空氣傳遞的,所以隔聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)力求最大限度地密閉,使各種噪聲大部分控制在防音箱體內(nèi)。
(1)盡量將吸音材料貼附在防音箱體面板上,減少噪聲的穿透傳播;
(2)在門窗的邊緣縫隙加墊、橡膠封條,以減少噪聲的泄漏傳播。
(3)在進排風通道設(shè)置合適的擋風板,避免噪聲直接傳播到機箱外,同時加長吸音通道的路徑,可以更有效地控制噪聲。
3、吸聲設(shè)計
(1)在防音箱體內(nèi)及進排風通道鋪設(shè)吸音材料,能夠吸收大量的噪聲,減弱噪聲的傳播;
(2)進、排風通道越長,降噪效果越好,但會增加風阻,減弱通風條件,設(shè)計時應(yīng)取得其平衡,最好能再通過試驗獲取最佳組合結(jié)構(gòu)和參數(shù);
(3)吸音材料一般采用玻璃纖維棉表面加沖孔板,也可用發(fā)泡海綿等材料,前者吸音和耐高溫效果較好,后者制造工藝性較強;
(4)超靜音型發(fā)電機組可以通過加厚吸音材料和延長進排風通道來實現(xiàn),但機箱的體積也會隨之增大。
4、排氣系統(tǒng)降噪的設(shè)計
排氣噪聲由于其頻段較寬,通常需要采用阻抗復(fù)合型消聲器(如圖4所示)對高頻和低頻噪聲進行控制。工業(yè)型消聲器主要利用吸音材料減弱高頻段的噪聲;住宅型消聲器主要是利用氣體的干擾、壓縮和擴張降低中低頻段的噪聲。消聲器及其排氣管和彎頭都會對柴油機的排氣產(chǎn)生阻力,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須將背壓控制在許可的范圍內(nèi),特別是排煙管道需要加長時,更要進行嚴格的校核,避免輸出功率下降,甚至發(fā)電機組無法正常運行。
(1)消聲器的設(shè)計
目前,用在柴油發(fā)電機組排氣系統(tǒng)的主要是直管式消聲器。其消聲性能主要與通道的形式、長度及吸聲材料的性能有關(guān)。
直管式消聲器是阻性消聲器中最簡單的一種。直管式消聲器消聲量計算公式為
δl=φ(a0)l×p/s
式中, δl——消聲量:
φ(a0) ——與材料吸聲系數(shù)a0有關(guān)的消聲系數(shù)(粗略計算時可取φ(a0)值為1);
l——消聲器的有效長度;
p——消聲器通道截面周長;
s——消聲器通道截面積。
由上式可知,阻性直管式消聲器的消聲量除與吸聲材料性能有關(guān)外,還與消聲器的有效長度l及通道截面周長p成正比,而與消聲器通道截面積s成反比。因此,增加有效長度l和通道周長與截面積之比p/s即可提高消聲量。當通道截面積因流量、流速要求而確定時,選擇合理的通道截面形狀,也可提高消聲效果。
抗性消聲器的消聲性能主要與抗性膨脹室的膨脹

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