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柴油发电机组设计安装规范 |
摘要：根据国家对柴油发电机组的规定和以往的做法经验，康明斯公司在此文章中的安装建议适用于标准型号柴油发电机组的典型安装工艺，同时简要介绍柴油发电机安装与配置的目的、规范和重要性。只要有可能，这些建议还涉及了用户对柴油发电机组设计的选项或修改。然而，由于任何安装中都存在许多变化因素，不可能对柴油发电机组现场的每种情况都提供了特定的建议。因此，如果有任何问题无法从本文中找到解答，请与您的安装承包商或离您最近的康明斯发电机组授权分销商联系以获得帮助。
一、柴发机组基本配置要求
柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能，根据其用途的不同，可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组；按转速不同，可分为低速发电机组和高速发电机组。一般而言柴油发电机组包括柴油机、水箱、发电机、电源开关、控制系统、安装底盘、油箱等，以康明斯发电机组为例，其外形如图1所示；若采用多机并联模式，其系统框图如图2所示。下列简要叙述了柴油发电机组的基本配置要求。
1、控制和调节装置的放置位置
（1）所有供操作用的控制器须集中装在随时可供使用、伸手可及的合理位置。
（2）调节用的装置必须分开放置，以防止未经许可，擅自调正。
2、柴油发电机状态指示
柴油发电机须具备以下最低限度的状态指示：
（1）油压；
（2）水温；
（3）柴油发电机温度(风冷机)；
（4）运行时数；
（5）转速表；
（6）电池充电器电流表。
3、柴油发电机保护
（1）柴油发电机须配备最低限度的保护和控制装置，以便发生下列情况时尽早发出警告信号和/或停机。
① 润滑油压过低；
② 柴油发电机冷却剂温度过高；
③ 柴油发电机超速。
（2）上述柴油发电机保护须分为两阶段；在初阶段发出光和音响警告信号；当柴油发电机处于预定的危险阶段时必须停机。
（3）所有光和音响的警告信号和解除信号开关必须接至控制屏上。
（4）发电机组必须配有钥匙操作的保护装置越位开关。当此开关合上后不管发电机组发生任何故障，都必须持续运转，直至柴油发电机不能再运转为止。此钥匙必须由业主指定工程师保管。
4、速度控制和速度调节
（1）速度控制
① 须配备电子速度传感速控器；
② 速控器须传感柴油发电机的实际转速；
③ 速度控制须满足国标规定。
（2）速度调节
① 速度须预先调整好，以保证在满载时的额定频率；
② 在各种负载情况下，须有手动调节速度的装置可在±5%的范围内进行调速。
5、电压调整和调节
（1）电压调整
柴油发电机组应配备一套自动电压调整系统，以使发电机的端电压由空载到满载稳定状态下保持于+2.5%额定值以内。
（2）工作性能
发电机电压调整系统的工作性能须满足相关标准规范的规定。电压调节提供一套输出电压调节装置，以便于将输出电压调节至设计参数范围内之任何水平上。
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图1 康明斯柴油发电机组外形示意图 |
图2 柴油发电机组多机并联控制系统框图 |
二、柴发应用和影响因素
1、名词解释
必须认真计划并正确安装供电系统，以便实现正常运行。这包括两个基本要素。
（1）应用（适用于柴油发电机组安装）
应用是指整个供电系统的设计，通常包括配电设备、转换开关、通风设备、固定衬垫、冷却、排气和燃料系统。每个部件都必须正确设计，整个系统才能按预期正常运行。应用和设计是技术职能，通常需指定工程师或其他经过培训的专业人士来完成操作。指定工程师或其他经过培训的专业人士负责整个供电系统的设计以及选择所需的材料和产品。
（2）安装
安装是指供电系统的实际设置和组装。安装人员根据系统设计计划中指定的内容设置并连接系统的各个组件。 系统的复杂性通常要求具备特殊技能的合格电工、管道工和钣金工等来完成各个阶段的安装。这对于保证所有组件均使用标准方法和操作进行组装很有必要。
2、设备安装考虑因素
柴油发电机组的安装必须经过设计，以便柴油发电机组可以在预期负荷条件下正常运行。这些说明仅可用作一般指南。在放置或安装任何组件时，请遵循顾问工程师的说明。整个安装过程必须符合所有的地方和省建筑规程、消防法规和其他适用法规的要求。安装前要考虑的要求如下∶
（1）水平固定表面· 足够的冷却空气；
（2）足够的新鲜进气；
（3）柴油发电机组的排气；
（4）不可燃的固定表面；
（5）废气排放· 电气连接；
（6）可操作和可维修性；
（6）噪音级别；
（7）隔振措施。
根据所在的位置和预期用途，请确保已遵循并符合有关空气质量排放的国际、国家或当地法律和法规的要求。在完成建造计划前，请务必咨询当地污染控制或空气质量部门。
三、柴发安装的注意事项
柴油发电机组经过精心的设计，在正确安装、维护和运行的情况下，可提供安全、高效的服务。但是，整个系统的总体安全性和可靠性取决于柴油发电机组制造商控制能力之外的诸多因素。为避免安全隐患，请确保所有连接到柴油发电机组的机械和电气连接与手册中的规定完全一致。发电机外部的所有系统（燃油、排气、电气等）必须遵循全部适用的规程。在认定安装已全部完成且可以使用前，应确保已完成所有需要进行的检查和测试，并且满足所有规程的要求。
| 警告：坠落危险坠落可能会导致严重的事故。确保按照当地准则和法规使用适合高空作业的适当装备。 |
1、备用加热装置
康明斯公司要求备用柴油发电机组（生命安全系统）配备柴油机水套冷却液加温器，以确保10秒启动。对于将时间和负载接受减至最少的常载和持续应用，也建议配备水套冷却液加温器。
康明斯公司提供的水套冷却液加温器能够在低至4°C（40°F）的环境温度下满足上述要求。尽管配备了柴油机水套冷却液加温器后，大多数Cummins柴油发电机组能够在低至-32°C（-25°F）的温度下起动，但在环境温度低于4°C（40°F）时，柴油机的预热时间可能超过10秒，然后才能加载负荷。在配备图形显示屏的柴油发电机组上，会显示LowCoolant Temperature（冷却液温度过低）的消息并亮起警告LED灯，以满足当前的要求。当柴油机水套冷却液温度降到低于21°C（70°F）时，柴油机冷传感逻辑系统将会发出警告。在环境温度降至4°C（40°F）以下的应用中，或在存在大量冷气流的情况下，水套冷却液加温器可能无法提供必要的加温。在这些情况下，尽管柴油发电机组能够起动，但其无法在10秒钟内加载负荷。出现此类情况时，请检查冷却液加温器是否运行正常。如果冷却液加温器运行正常，则在加载负荷前，可能需要采取其他预防措施，将柴油机预热。
2、产品改进
从康明斯公司购买的机构认证产品仅遵循公司产品技术规格表中所述的具体要求。后期的改进必须满足普遍认可的工程实践和/或当地、国家规程和标准。产品改进必须上报具有批准改进权限的当地部门。
3、功率降低因素
柴油机功率和由此产生的电气输出随着环境温度和海拔高度的提高而降低。有关在特定地点适用的降额因素，请与您的康明斯授权经销商联系获取相应资料。
四、安装施工一般要求
柴油发电机组及其辅助设备安装机房内，机房门应加锁，未经安装及有关人员允许，非安装人员不得入内。柴油发电机组及其辅助设备安装在室外，根据现场情况采取必要的保护措施，控制设备的箱、柜应加锁。施工各工种之间要相互配合，保护设备不受碰撞损伤。
1、防雷
独立的应急发电机房应按三类防雷建筑物设置防雷措施，如柴油发电机组机房附设在其他建筑物和地下层内，防雷类别施工标准应与建筑物防雷级别相同。
2、防静电
当应急柴油发电机组的燃油输送管线由建筑物外输送到日用油箱时，燃油管道要做防静电接地施工。中性点接地：应急柴油发电机组的中性点接地型式根据工程设计施工。
3、接地
柴油发电机组机房的下列位置在应急柴油发电机组施工时，必须做等中位联结：应急柴油发电机组的底座；日用油箱支架；金属管，如水管、采暖管、通风管等；钢结构建筑的钢柱：钢门窗框、百叶窗、有色金属窗框架等；在墙上固定消声材料的金属固定框架；配电系统PE（或PEN）线。发电机组的外壳、电气控制箱（屏、台）体、电缆桥架、敷线钢管、固定电气支架等金属部件在施工时，应与PE（PEN）可靠连接。
4、消防
柴油发电机组机房应设有火灾自动报警系统和自动灭火系统，并配置有消防器材。柴油发电机组的贮油间或日用油箱间需与柴油发电机房隔开。
5、噪声的控制
柴油发电机组应有良好的减振性能和隔振基础。进排风系统应有消声装置。机房的管道应采用减振支架。机房的四周墙壁与屋顶等防护结构，应按照建筑隔声标准施工。
6、设备材料要求
柴油发电机组应有出厂合格证、生产许可证和试验记录（实行生产许可证的产品，必须在技术文件中加以说明，产品上应有认证标识，许可证编号应出现在技术文件中或铭牌上）。
7、作业条件
土建工程基本施工完毕，门窗封闭好。柴油发电机组的基础、地脚螺栓孔、沟道、电缆管线的位置应符合设计要求。
总结：
安装一部柴油发电机组主要考虑的因素有地板的负重、通道及维修保养的位置、震动、通风、排烟管的连接及隔热、降噪、燃油箱的大小及位置。除了设备本身的安装，还应重视发电机房的布置。比如机房必须有足够空间以使空气自由循环，对于确保发电机组的正常使用性能、减少功率损耗及保证使用寿命都是十分重要的。此外，机房内部不应放置其它易燃易爆物品，和容易被卷入发电机组防护网罩甚至直接被吸入机体内部，以及可能影响发电机组的正常使用的任何物体。
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