浅谈柴油发电机组的安装

李华

（云南海每机电设备有限公司，云南 昆明 650000）

在工厂、采矿场、养殖场、冷库、施工建筑中，柴油发电机组作为一种方便独立的应急、备用电源，成为了电网系统以外最及时有效的电力供应，在办公楼、住宅等现代建筑中，柴油发电机组作为备用电源广泛使用。柴油发电机组的安装是一个重要的工程技术问题，正确科学的安装，能够保证柴油发电机组的正常使用，延长设备的使用寿命。柴油发电机组的安装，主要有以下几项内容。

1 排烟系统

燃烧的发动机通过排气管将废气排出，排气管连接消声器和减震波纹管，再用耐高温的不锈钢管或者镀锌管焊接烟囱伸到发电机房外面，烟囱在焊接的时候要用到法兰片和弯头，消声器、减震波纹管与排烟管连接的接口处用法兰片，一对法兰片中间加金属垫片密封，没有金属垫片可用石棉垫，螺丝扣紧，折弯的地方一般采用90°弯头焊接。

烟囱的出口处，如果是垂直迎向天空，要做一个蘑菇型的防雨帽；如果是水平伸到室外，有些项目烟管出口端头需要加装防火帽。水平排烟管应保持0.3%～0.5%的坡度，坡向排烟方向。当水平烟管较长时，有拐弯的地方应设计可打开清污的接头或旋窗，在最低点应装排污阀。

排烟管的外部可以用耐高温玻璃纤维包裹，这样有利于废气的高温随气体排到室外。排烟管的直径只能等于大于消声器的出口，如果弯头超过两个，必须扩大排烟管的直径，弯头过多排气阻力增大。如果柴油发动机在1500转带载发电的时候，出现排气管、消声器过热发红，应立即停机，排气阻力过大，加大排气管的直径，让排气变得通畅。

2 排风

散热器通过高速风扇吹出的热风需要排到发电机房室外，散热水箱要做一个导风罩，连接到机房墙壁的排风口或排风天井，排风导罩要用软性耐高温帆布制作，用角铁或扁铁压在墙上，将水箱散热器和排风口连接，为了美观，排风导罩外部用不锈钢铁皮外包。柴油发电机组的安放应留有散热水箱加水口和放水口的操作空间。

3 减震

（1）发电机组的槽钢底座，小型30kW的梁宽4cm，600kW大型发电机组的宽8cm，大型发电机组底座的梁宽一般在10cm以内。发电机组底座与地面之间要装减震装置，最简洁的是垫减震胶垫，减震胶垫厚≥2cm，长≥20cm，宽≥20cm。小型发电机组垫四片减震胶垫，400～800kW大型发电机组垫六片减震胶垫，800kW以上特大型发电机组垫八片以上减震胶垫。

（2）如果要达到专业的减震效果，就要装阻尼减震器，发电机组底座上开圆孔，将发电机组放在阻尼减震弹簧的上端，2t以下的发电机组底部用4个减震器，2t以上的发电机组用6个减震器，阻尼减震器的承载力要随着发电机组的重量增大。

ZD型阻尼弹簧减振(震)器（又称预应力弹簧减振器）载荷范围广、适应性强，对积极隔振、消极隔振和冲击隔振能同时产生明显效果，适用于-40～110℃的工作环境，单只减振器的荷载15～4800kg，各类荷载下所应对的固有频率在1.6～4.9Hz范围内，阻尼比0.065。ZD型系列减振器共有三种安装形式，减振器上下座面有防滑橡胶垫，对于干扰力较小的动力设备，可直接将ZD型减振器置放于设备的机座下，勿需固定；ZDⅠ型仅上座配有螺栓与设备固定；ZDⅡ上下座分别设有螺栓与地基螺栓孔，可上下固定。

如何选择ZD座式弹簧阻尼减震器：

①减振器承载应包括减振设备（设备整机+机座+设备附件）总重W（kg），选择支承点以偶数为佳，最低不少于4个，单只减振器承载静载荷P0=W/N(kg)；单只减振器承载动荷载P=P0+(1.5R(kg))/9.8；N为减振设备系统支承点数；R为设备扰力（N）。

在一般震动要求不精密又难于取得制备扰力时，可以近似采设备静载荷P0乘动荷系数p来代替：动载荷：P=pP0；动荷系数p一般情况下取p=1.1～1.4；根据设备总重W及设备干扰频率f的大小确定，W大f小时p值可取大些，W小f大时p值可取小些。例：对发电机机组，转速为1500转/分，减振设备静载荷大于400kg小于1000kg时，p值可取1.3。

②确定减振器型号：按单只减振器承载这P1≤P≤P3，选择减振器；应当首先选择P值与P2值较接近型号的减振器；；P1为减振器的最小荷载（kg），P2为减振器的最佳荷载（kg），P3为减振器的极限荷载（kg）。

③为满足减振效果，对高速转动种承受循环载荷减振器，需进行共振验算；其验算工具公式为：设备干扰频率f与减振器自振频率f0的频率比f/f0应大于2，即：f/f0≥2；设备干扰频率：f=n/60(Hz)；n为设备转速（转/分）

④选择减振器应注意设备动态情况下的总重量的变化，在设备动载时重心不稳定时，应选用6个或6个以上减振器来稳定设备。例：500kW发电机组重3.5t，长3.6m，用700～800kg级ZD-14型减震器6个。

ZTE型阻尼弹簧减振(震)器荷重挠度20～40mm，能有效消除机械结构振动。顶部和底部安止滑橡胶，安全性高、控制及调整水平容易，并采用侧向阻尼，提高了纵横向水平的刚度。

ZTE型阻尼弹簧减振器安装说明：减振器压缩量一般为10～25mm之间。上部配有螺栓与设备固定，下可与地基固定，高有高度调节螺栓，可调节设备水平。调整螺母，以顺时针方向向上，逆时针方向向下，调整减振器高度使设备水平。

（3）排烟管与墙壁的减震：排烟管中部要安装减震波纹管，减震波纹管一般安装在消声器的出口方，有些品牌机组的原配减震波纹管是在排气管和消声器中间，减震波纹管要垂直安装，减震波纹管水平安装就失去了减震作用。排烟管的重量不应受力于波纹管上，波纹管要保持自由伸缩状态。

4 进风

机房内柴油发电机组的正常运行的前提是适宜的机房温度，机房内的进风与排风起关键作用。（1）进风口净流通面积按大于1.5倍散热器迎风面积计算。（2）排风口净流通面积大于散热器迎风面积的1.5倍。（3）进风量包括发动机进风量、发动机和水箱散热的冷却空气量。（4）风道加设高流阻消声器时，需根据消声器产品要求，加大风道尺寸或安装加压风机。（5）闭式水冷却系统只需将自来水系统引进机房，开机前加满水箱即可。（6）如消声要求不高的场所，可不加进、排风消声器和二级排烟消声器。

5 降噪

降噪处理是选择性安装的项目。

（1）进风降噪。柴油机带载时，须有充足的含氧进气才能持续正常运转，通常进气口应设置在机组风扇排风口的正对面，进风通道做隔音墙体，通道设置消音片，进风优选采用强迫进风方法，新风通过消音风槽由鼓风机抽入机房内。

（2）排风降噪。柴油机选用水箱风扇体系进行冷却时，必须将水箱散热器的热量排出机房外，为防止噪音传出机房外，可以对排风通道设置排风消音风槽。在通道内设计一段距离进行缓冲，能降低声源从机房内向外辐射的强度。

（3）墙壁降噪。如果没有采用静音箱型发电机组，可以采用墙壁降噪，机房内顶部和四周墙上铺设吸声系数高的吸、隔声材料，主要用来消除室内混响，降低机房内声能密度及反射强度。最简单的施工方案是：发电机房的四面墙壁和顶板内层安消音棉，表面扣上消音板。

（4）机房出入门的消音：每个机房至少有一个以上出入门，从消音层面看，机房大门不应设置过多，设置放火隔音铁门，布局以金属为主，内部附设高强度隔音材料，外部为金属铁板，消音门与墙面及门框上下紧密配合。

（5）机房外柴油发电机组排风体系消音：柴油机排风经排气消音风槽进行消噪后排出机房外仍有较高的噪声，排风有必要通过机房外设置的消音风槽进行消音，将噪声降到最低限度，该消音风槽外部为砖墙布局，内部为吸音板。

（6）控制排烟噪声：排烟系统在原有一级消音器的基础上安装特制二级消音器，可以保证机组排烟噪声的有效控制。排烟管长度超过10m就要加大管径，以减少发电机组排气背压。

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以上的处理可以改善发电机组的噪声及背压，通过降噪处理，机房内发电机组的噪声在室外可以达到用户的要求。

6 尾气净化

柴油发电机尾气处理如下。

（1）采用旋流板水洗喷淋法（湿式黑烟净化技术）。旋流板废气净化塔，尾气经进气管进入塔内由下向上高速运动，与自上向下喷出的洗涤液相接触，塔内设置多层旋流板，增加气液接触面积和接触时间，使尾气与水在塔内和板面上充分接触。尾气中的碳黑尘粒在与喷淋水接触过程中，被水吸附捕集；尾气中NOx、SO2等气态污染物通过在喷淋水中加入一定比例的NaOH使喷淋水呈碱性，在喷淋过程中，水与尾气接触时，发生化学反应，使NOx、SO2等气态污染物得到中和达到良好的处理净化。废水在循环池中经加药处理后循环使用，沉渣定期清捞。

水喷淋属于第一代黑烟净化技术，其再生过程存在水污染，箱体易生锈腐蚀，水污染会造成工业污水的再处理等二次成本。大部分曾经安装了喷淋塔的企业积极改造升级为干式净化。

（2）陶瓷黑烟净化器和金属黑烟净化器（干式黑烟净化技术）。陶瓷黑烟净化器属于第二代黑烟净化技术，针对大型的固定柴油发电机组备用电源，陶瓷黑烟净化器在匹配上只用通过大幅增加滤心体积来满足大排量发动机的需求，造成净化器体积过大，陶瓷滤芯的内部结构及材料性质决定了陶瓷黑烟净化器的开机背压高，再生方式复杂，长期而言不好维护，内部容易塌方、寿命短。

金属黑烟净化器和陶瓷黑烟净化器的对比。第一，过滤载体材质、规格和处理量，每升过滤面积，每升重量的区别。金属黑烟净化器：金属黑烟净化器的滤芯由合金金属丝特制而成，耐高温、抗腐蚀、不生锈。每单元处理能力4～5L，排气通过的横截面积1.3m2，重量8.5kg。陶瓷黑烟净化器：堇青石陶瓷滤芯，市面上常用规格：直径×高度=286mm×310mm一个标准载体体积是19.9dm3，20L/单元，按照与发动机排气量×低配比1:2.5计算，有效处理能力8L。横截面积0.064m2，重量40kg。第二，对开机背压的影响。金属黑烟净化器：开机背压＜0.5kPa。陶瓷黑烟净化器：按照发动机排气量的1:2.5配比陶瓷体积，开机背压＞2kPa。第三，滤芯附着PM碳颗粒物后的清理方式：金属黑烟净化器：可直接自来水冲洗滤芯单元；若以一台排量为40L发动机来计算，8个单元堵塞后，采用水洗再生时间8×5min=40min，0.66h，零耗电。陶瓷黑烟净化器：每个286mm×310mm标准单元需要一个5kW保温炉高温灼烧6～7h后，拆装加上冷却，共计9～10h/单元，再用压缩空气反吹孔隙，把积灰清理。若按照一台40L发动机来计算，5个单元堵塞后，采用电加热恢复再生时间5×9h=45h，按照每天工作8h计，需要2人工作6天完成清碳工作，耗电45×5=165度。第四，安装位置。金属黑烟净化器：与一级消声器吊装在同一水平面上，或可替代一级消音器。陶瓷黑烟净化器：体积大、重量重，一般40L以下体积和重量较小，满足吊装。再大的需远离发动机排气端，一般在地面安装。

7 油箱的摆放和安装

发电机房里面要单独隔一个储油间，储油间用来放独立油箱，消防设计的要求，油箱的容量不低于8h不超过10h的燃油，简单的配比如下：100kW的发电机组配100L的油箱，200kW的配200L的油箱，500kW的发电机组配500L的油箱，以此类推。

8 油管

油管有进油管和回油管，油箱底部的出油口与发动机进油口接头相连，油箱顶部的回油口与发动机的回油管出口相连。

油管消防要求用金属管，比较方便的是用铜管，易折弯，油管与发动机和油箱的接头部分可以用高压油管套接，用一至二个管卡拧紧。

有些地方消防也允许用塑料油管，软塑料油管的优点是弯曲方便，有透明的塑料管、不透明的高压塑胶油管，还有内带细钢丝的高压塑胶管，这些有弹性的软管，都可以做油管。从油箱到发动机进出油口的中间部分油管，可以用方管或者圆金属管套起来，如果油管铺在地面上，将油管穿进方管里面，用膨胀螺丝将方管固定，这样就踩踏不到油管，方管拐角的时候用90°弯头，或者方管的单头切边扣在一起形成闭合90°拐角闭环，也可以用圆管，用U型卡固定圆管。

9 电瓶

电瓶需要定制一个电瓶架，根据电瓶的高长宽用角铁、扁铁定制，有的在发电机槽钢底座上焊电瓶架，一般在启动马达的旁边做一个独立的电瓶架，用扁铁扣住电瓶，将电瓶上锁，可以防盗。电瓶正极与马达正极相连，正负极不能接反了，否则马达一通电就烧掉。电瓶的正负极连接部分接触面要充分，接触点要上牢固，否则通电启动马达时接触点会高温甚至起火花。

1 0 自启动控制信号线

自启动控制箱里面要接一火一零的两根信号线，一般的线标是市L或ACL（市电火线）和ACN（市电零线），有的是三火一零四根信号线，线标一般是ACU、ACV、ACW，ACN（市电零线），信号线选用1.5m2以上的铜线，两芯电缆最佳，信号线接在市电常通的配电柜里。市电停电的时候，信号线同步没电，自动控制模块发出指令，启动马达通电，伸齿带动发动机，启动发电机组；市电来电的时候信号线同步通电，自动控制模块得到来电指示，执行停机程序。

1 1 电缆

发电机的电球上有一个断路开关，三火UVW一零N，输出电缆接在断路器的输出端，信号线和电缆放桥架里走线。负载设备和发电机的三相要用相序表测相序。电缆输入端接在双电源切换开关的备用电源输入端，双电源切换开关的常用输入端接市电，双电源切换开关的输出端分配到各项负载。

柴油发电机组的使用电缆与发电机的电流大小相匹配。柴油发电机使用的电缆能够承载发电机的最大电流就是安全的。柴油发电机的电流与发电机功率的关系：1kW×1.8（常数）=1.8A，比如400kW柴油发电机的电流是：400kW×1.8=720A。根据电缆承载电流的能力，一般10m2以下的载流量5A，100m2以上载流量2A，25m2电缆4A，35m2电缆3A，70～95m22.5A，得出400kW发电机720A需要3×185+1×95m2的电缆双拼。实际使用时还要结合电缆的长度、电缆厂家的标准等。

现在很多项目用铜排代替电缆。

1 2 接地线

（1）工作接地，工作接地是将中性点接地，其目的是：

①降低触电电压。发电机组中性点不接地的系统，一相接地时，人体触及另外两相之一时，触电电压为相电压的1.7倍以上；而对于中性点接地的系统，触电电压就降到接近或等于相电压。

②迅速切断故障设备。中性点不接地的系统，一相接地时，由于导线和地面存在电容和绝缘电阻，可以构成电流通路，接地电流很小，不足以使保护装置动作而切断电源，不能确保人身安全；而对于中性点接地系统，当一相接地后接地电流较大，保护装置会迅速动作，断开故障点。

③降低电气设备对地的绝缘水平。在中性点不接地的系统中，一相接地时，会使另两相的对地电压升高到线电压；对于中性点接地的系统，一相接地时，另两相的对地电压只接近于相电压，故可降低电气设备和输电线路的绝缘水平。

（2）保护接地。发电机组保护接地常用于中性点不接地的低压系统中，它的作用是：当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏使外壳带电时，若未接地，人体触及外壳，相当于单相触电，可能发生触电的危险。而如果采用了保护接地，人体触及外壳时，由于人体的电阻与接地电阻并联，人体电阻远大于接地电阻，通过人体的电流就很小，就不会发生触电的危险。

（3）保护接零。保护接零常用于中性点接地的低压系统中，它的作用是：当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏而与外壳相接时，采用保护接零形成单相短路，电流可以迅速将这一相中的熔丝熔断，外壳便不再带电。即使在熔丝熔断前人体触及外壳，人体电阻远大于线路电阻，通过人体的电流也很微小，不会发生触电危险。

正确安装柴油发电机组接地线的方法是怎样的？第一，接地线接线点一般在柴油发电机组的底盘末端，在安装接地线时，必须接到合适的地线位置。第二，发电机接地中线的连接通常由用户最终决定，当发电机组作为唯一电源时，中线必须直接连到工厂接地线上。第三，较为复杂的安装，应选择接地中点以确保柴油发电机组正确的运行或保护设备，将接地循环电流降到最小，及时发现接地故障。第四，接地线必须考虑用户和当地相关管理部门的建议来设计。第五，保证设备接线持续得到有效的维护，关于接线系统的维护应严格按照说明书操作。

1 3 结语

柴油发电机组的安装和使用，关系到消防验收、电网系统的验收，业主方、电力施工方、消防施工方、土建施工方都很重视，正确合理的安装发电机组，才能保障交付后发电机组的长期正常使用。