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柴油发电机排烟管道及阻燃防火阀安装
发布时间:2023-08-05 11:10:45  ▏阅读:

 

机房设计与设备安装

柴油发电机排烟管道及阻燃防火阀安装

 

摘要:柴油燃烧后产生尾气,含有炭黑、二氧化硫和氮氧化物等多种有害物质,如果直接排放至大气中,将给大气造成污染。因此,发电机组的尾气需进行处理后才能排放。处理设备的增加,会增加烟气排放的背压,而根据发电机组特性,必须尽可能降低排烟系统的背压值,过高的背压会影响柴油的燃烧效率,增加排气温度,从而导致发动机功率损失,缩短柴油发电机组工作寿命。

 

一、排烟系统设计及考虑因素

 

1、排气背压计算方法

      根据在排烟系统设计中,应尽量缩短烟管长度,减少弯头个数,减少消声器阻力及尾气处理设备的阻力,排烟系统的阻力不能大于发电机组允许的背压值,计算排烟系统阻力,可用以下公式:

 

P(Kpa)=[(L×δ×Q2×3.6×166)/D5 ]+P'

其中,P——排气背压Kpa

L——排烟管道的总等效长度m

δ——气体密度Kg/m⁵

Q——废气流量m⁵/min

P′——消声器等设备的阻力

从以上方程式可以看出,背压与烟管的长度,气体密度以及废气流量的平方值成正比,而与烟管管径的五次方成反比,在烟管长度等因素一定的情况,适当扩大烟管管径,将降低排烟系统的整体背压。

2、设计与安装考虑因素

      在设计排烟系统和安装时,需注意以下几点:

(1)要尽量使用烟管路最短且弯头最少,当必须采用弯头时,则尽量选用大半径的弯头,以减少阻力;

(2)尽量将废气引至高空或不会对其他人及单位构成影响的地方。

(3)考虑烟管的热膨冷缩,一般烟管为钢制烟管,钢管的热膨胀度为1.13mm/m·100℃,即如果一条长50米的烟管,温度由30℃升至450℃时,会升长237mm,因此在考虑直线段烟管较长时,应选取相应的补偿器。

(4)对机房内和人易接触的地方,应用隔热材料(厚50mm)包裹烟管。在包扎排烟软管或补偿器时,则必须保证隔热材料不能妨碍其自由膨缩。

(5)所有排烟管在焊接好后,必须将管内焊渣处理于净后才可放回安装及使用。

 

二、烟管的布置

 

      烟管的布置尽量离开易燃易爆的物质,离开有特殊要求和温度限制的地方。烟管布置尽量直,减小弯头,以降低背压。

1、烟管的安装及隔振措施

      当排烟管从侧面穿墙的伸出方式,安装如图1所示;当排烟管从楼顶向上伸出的方式,安装如图2所示。

(1)烟管安装应横平竖直,所有烟管路应有良好的支撑和固定。

(2)为保证烟管的自由膨缩,应采用滑动支架或导向支架。

(3)烟管与发电机组之间应安装软连接(废气弹弓喉),以吸收管道的热胀冷缩、发电机组的位移及隔振。

(4)在安装软连接时,应使其尽量靠发电机组的排烟口 (增压器),一次消声器尽量靠近发电机组,在支撑消声器时,应采用隔振措施,选用减振吊架,排烟终端应安装防雨帽,以防雨雪等进入。

(5)在竖直段烟管底端,应安装有冷凝水收集器及排水阀。在烟管过墙时,应设置套管,并作好防水处理。

 

柴油发电机排气管安装(穿过外墙).png

图1  柴油发电机排气管安装(穿过外墙)

柴油发电机排气管安装(穿过外楼顶).png

图2  柴油发电机排气管安装(穿过外楼顶)

 

2、烟色的处理

      对于烟气处理,在环保法规中,暂只对烟色进行处理,在环保法规执行严格的地方或执行国际质量体系IS014000的企业,将会要求对烟气的二氧化硫和氮氧化物的含量进行控制,需达到一定的标准后排放。在本节中,根据(GB16297-1996)和(DB44-27-2001)的要求,只对柴油机烟色进行处理。

(1)水淋式黑烟处理装置

      在对烟色的处理上,一般地采用标准的冲击式水浴除尘系统,也称作尾气喷淋塔(如图3所示)。主要是通过烟气高速撞击水面,污染物由于动能作用被水面吸附,从而达到清洗烟气和降低温度的效果。

(2)干式尾气处理装置(颗粒捕集器

       目前最常见的水喷淋系统已经无法满足国家环保部门的要求,日益规范的环保标准也提高了国民对环境的保护意识。水喷淋处理的效率低于30%,无法全效解决柴油发动机尾气中排放的颗粒物以及CO、HC和氮氧化物等大气污染物,同时早期水喷淋采用碳钢板焊制,尾气与喷淋水形成弱酸腐蚀箱体,造成二次污染。因此,康明斯公司提供了一种干式柴油发动机尾气黑烟处理设备(如图4所示),能有效净化柴油机尾气中的颗粒物,减弱排放的尾气出现黑烟状态。

      其原理是尾气中的碳颗粒物被过滤单元吸附捕捉,同时可根据尾气中碳颗粒含量的不同选择安装的过滤单元的数量以达到最佳的处理效果,当过滤单元上吸附了过多的碳颗粒后可能造成堵塞,存在很大的安全隐患;设置一个旁通管,若压力值超过了安全值,中央处理器向压力电磁阀发送触发信号,压力电磁阀使旁通管转换为通透状态,尾气可通过旁通管,避免了由于过滤单元的堵塞导致捕集箱体内的压力进一步上升。

 

柴油机双喷淋尾气处理箱示意图.png

图3  柴油机双喷淋尾气处理箱(水淋式)

柴油发电机尾气黑烟处理器.png

图4  柴油发电机尾气黑烟处理器(干式)

 

3、专业烟井

      烟气除了采用钢制烟管引至天面外(如图5所示),也可以采用预制专业烟井的作法(如图6所示)。一般混凝土的耐温为50℃左右,因此不能作为专业烟管的材料。专业烟井一般采用耐火砖材料,且井壁分内中外三层,内层为耐火砖砌的工作层,外层为普通砖砌的装饰层,中间为2~5mm厚的空气层,作为保温阻尼层。

 

发电机房钢制烟囱施工图.png

图5  发电机房钢制烟囱施工图

柴油发电机房专业烟井设计图.png

图6  柴油发电机房专业烟井设计图

 

 

三、阻燃防火阀的安装

 

      排烟管道防火阀是建筑物消防设施中必不可少的一部分,其主要作用是在火灾情况下,打开防火阀阻止火灾蔓延,同时保证排烟系统正常工作,排出烟雾,提高疏散通道的通行能力。

1、防火阀选用

      防火阀外观结构如图7所示,选用排烟管道防火阀时需要注意以下几个方面:

(1)要选择符合国家标准的排烟管道防火阀,保证其质量和性能;

(2)根据发电机房消防设计要求,正确的选择防火阀的型号和数量;

(3)对于气密性要求高的场合,要选择配有电动防火阀。

2、防火阀的安装方式

      防火阀安装图纸如图8所示。

(1)选择合适的安装位置:

      排烟管道防火阀首先要安装在发电机房的消防通道上,并根据设计要求设置合适的数量和位置。同时,为了方便定期维护和检查,防火阀的安装位置应该考虑到易于接近和操作。

(2)安装支架:

      将排烟管道防火阀安装在支架上,并根据规范要求做好支架固定和防火阀固定。

(3)连接管道:

      安装排烟管道防火阀之前,需要先确定好各种管道的接口方向和间距,并按照指定的连接方式正确地连接到管道上。

(4)密封措施:

      安装完成后,需要对防火阀进行密封处理,以确保其气密性。特别是在配有电动机的时候,需要对电动机和电缆的密封措施做好。

(5)防火阀的保护:

      为保护排烟管道防火阀,应采用防护套或其他适当措施,以避免被机械损坏或者被其他原因影响正常使用。

 

发电机房排烟管道防火阀.png

图7  发电机房排烟管道防火阀

发电机房排烟防火阀安装.png

图8  发电机房排烟防火阀安装

 


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