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新聞主題 |
柴油發(fā)電機(jī)排煙管徑尺寸計(jì)算及安裝規(guī)范 |
摘要：柴油機(jī)排煙管是通用部件，很多柴油設(shè)備上都可以用到，作為排出廢氣煙塵的功用，但是現(xiàn)有的排煙管在工作時(shí)會(huì)達(dá)到450°-650°，發(fā)熱嚴(yán)重且熱量白白流失，而且排煙管會(huì)隨著柴油發(fā)電機(jī)組震動(dòng)，導(dǎo)致噪音大，還有雨水灌入排煙管內(nèi)等問題。因此，柴油發(fā)電機(jī)排出的氣體必須由一個(gè)正確設(shè)計(jì)的排放系統(tǒng)直接排出戶外，該系統(tǒng)應(yīng)不會(huì)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生過多的壓力。在戶內(nèi)或戶外，排煙管上應(yīng)裝上一個(gè)合適的排煙消音器，戶外的排煙系統(tǒng)的部件應(yīng)包上隔熱材料以減少熱的散發(fā)。管的外端應(yīng)切成和水平成60°角或者裝上防雨水或雪的排氣系統(tǒng)。
一、排煙管道設(shè)置規(guī)范
柴油發(fā)電機(jī)組的排煙管尺寸由產(chǎn)品決定，因?yàn)椴煌钠放疲瑱C(jī)組的排煙量不一樣。小則50mm，大則約400mm。首段排煙管的尺寸是根據(jù)機(jī)組排煙出口法蘭的尺寸 來決定的。并且排煙管路的彎頭也影響排煙管的尺寸。彎頭越多，排煙阻力越大，管徑就得增加。經(jīng)過3個(gè)90度彎頭的時(shí)候，管徑增加 25.4mm。排煙管的長度和方向改變次數(shù)一定要減小。
（1）柴油發(fā)電機(jī)的位置應(yīng)設(shè)在使排煙管盡可能短，曲彎和堵塞盡可能小的地方。通常，排煙管仲出建筑物外墻后繼續(xù)沿著外墻向上直到屋頂。在墻孔處有一個(gè)套子去吸震并在管子上有一個(gè)伸縮接頭來補(bǔ)償因熱脹冷縮而產(chǎn)生的長度差異。排煙管安裝如圖1和圖2所示，一般不贊成柴油發(fā)電機(jī)排煙管道同其他設(shè)備共用一個(gè)煙道，因?yàn)槠渲幸粋€(gè)會(huì)產(chǎn)生反壓，從而對(duì)另一個(gè)操作產(chǎn)生有害的影響。
（2）排煙可以直接進(jìn)入一個(gè)特殊的煙道，這煙道也可作為散熱器的出口，同時(shí)也產(chǎn)生了隔音效果。消音器可以裝在煙道內(nèi)或房間內(nèi)，它的尾管伸到外面。空氣導(dǎo)向葉片應(yīng)裝在煙道內(nèi)，以引導(dǎo)散熱器排出的空氣向上流動(dòng)，并減少散熱器風(fēng)扇的流動(dòng)阻力，或者隔音成曲線型以引導(dǎo)空氣向上流動(dòng)。對(duì)于在屋頂披房、戶外獨(dú)立蔽體或拖車上的柴油發(fā)電機(jī)，排氣管道的排煙和散熱器的排風(fēng)可以蔽體上一起流動(dòng)而無需一個(gè)煙道。有時(shí)為了達(dá)到這個(gè)目的，散熱器水平固定，由一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇來垂直地排放空氣。
（3）每臺(tái)柴油機(jī)的排煙管應(yīng)單獨(dú)引出室外，宜架空敷設(shè)，也可敷設(shè)在地溝中。排煙引管和消聲器應(yīng)單獨(dú)設(shè)置支撐，不得直接支撐在柴油機(jī)排煙總管或固定在柴油機(jī)其他部位上。排煙引管與排煙總管之間采用柔性連接。排煙管上的托架必須容許管子伸縮或是采用滾柱型托架，而短的柔性管或膨脹式波紋管應(yīng)介于兩個(gè)固定架之間的長管道，并組合為一體。
（4）排煙引管長度及與管徑的配套要求，應(yīng)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)確定。當(dāng)排煙管需穿過墻壁時(shí)，應(yīng)配置保護(hù)套。伸出室外沿墻垂直敷設(shè)，其管出口端應(yīng)加防雨帽或切成320~450的斜角。所有排煙管道的壁厚應(yīng)不小于3mm。
（5）排煙管的走向應(yīng)能防火，伸出室外部分宜設(shè)0.3%~0.5%的坡度。坡向室外，便于油煙凝結(jié)液及冷凝水排出室外。水平管較長時(shí)在低點(diǎn)安裝排污閥。
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)排煙管安裝實(shí)景圖 |
圖2 柴油發(fā)電機(jī)房排煙裝置設(shè)計(jì)圖 |
二、 排煙管安裝的注意事項(xiàng)
1、煙管與施工現(xiàn)場發(fā)電機(jī)之間應(yīng)安裝軟連接，也就是波紋管（如圖3所示），以吸收管道的熱脹冷縮、發(fā)電機(jī)組的位移及振動(dòng)，減少煙管對(duì)發(fā)電機(jī)組及煙管之間的重壓；軟連接應(yīng)盡可能靠近發(fā)電機(jī)組排煙出口（增壓器或排氣歧管）。
2、建議施工現(xiàn)場發(fā)電機(jī)不與火爐、鍋爐或者其他設(shè)備共用排煙管道。運(yùn)行中設(shè)備排放的炭塵、冷凝物的堆積會(huì)對(duì)非運(yùn)行發(fā)電機(jī)組造成損害，被動(dòng)驅(qū)動(dòng)的增壓器因缺乏潤滑將導(dǎo)致軸承故障。
3、排煙管終端應(yīng)安裝防雨帽、遮蓋物及其他防雨設(shè)計(jì)以防止與雪進(jìn)入。接近發(fā)電機(jī)組的煙管部分應(yīng)安裝有冷凝水收集器及排水閥。
4、無支撐的消音器不能安裝在發(fā)電機(jī)組歧管或發(fā)電機(jī)組增壓器出口處。消聲器及減震吊架安裝如圖4所示。
5、排煙管的暴露部分不應(yīng)該接近木材或其它易燃性物質(zhì)。在建筑物內(nèi)的排氣管（包括安裝在屋內(nèi)的消音器），覆蓋合適的隔熱材料以防灼傷員工并可降低溫度。
6、發(fā)電機(jī)排煙方便的出口并非適合位置，設(shè)計(jì)師應(yīng)綜合考慮風(fēng)向、建筑物設(shè)計(jì)、布局、距離及排煙進(jìn)入重要的新風(fēng)入口（窗、門、進(jìn)風(fēng)口、發(fā)電機(jī)組燃燒新鮮空氣入口、發(fā)電機(jī)組冷 卻通風(fēng)入口等等），防止新鮮空氣遭受排煙的污染；還應(yīng)減少煙囪噪音對(duì)工人及鄰里影響以及排煙中含有的粉塵在相鄰建筑上的堆積。
7、盡可能縮短排煙系統(tǒng)長度，從而減少系統(tǒng)的阻力（背壓）；便利于煙氣排放；減少氣體冷凝機(jī)會(huì)，降低煙氣程度。
8、盡可能降低排煙系統(tǒng)的背壓值。過高的背壓值會(huì)負(fù)面影響燃燒效率，增加排氣溫度，從而導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)功率損失，縮短其工作壽命。因此，應(yīng)盡量縮短煙管長度，減少彎頭個(gè)數(shù)，減少消音阻力及增大煙管直徑。
9、 一般排煙管道系統(tǒng)是通過固定在天花板上的懸架固定的，如果現(xiàn)場不允許這種做法，則需從地面往上作支承（小功率發(fā)電機(jī)組可不作支撐）。
10、排氣管末端開口不應(yīng)垂直向上，以防雨、雪及異物入內(nèi)。若必須垂直向上安裝時(shí)，應(yīng)在管口加裝防雨帽。
11、發(fā)電機(jī)房內(nèi)安裝多臺(tái)發(fā)電機(jī)組時(shí)，排氣管道應(yīng)分別獨(dú)立設(shè)置，不應(yīng)該匯集經(jīng)一總管排出，否則會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)損壞。
12、消聲器之后排氣管的直徑不得小于消聲器的出口直徑，在排氣管需要較長或排氣管路的彎頭較多時(shí)，應(yīng)加大排氣管的口徑，以免引起發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣阻力過大而使發(fā)電機(jī)組功率下降及發(fā)動(dòng)機(jī)過熱而損壞。
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圖3 柴油發(fā)電機(jī)排煙管及波紋管安裝 |
圖4 柴油發(fā)電機(jī)消聲器及減震吊架安裝 |
三、 減低排放流動(dòng)阻力的方法
1、阻力的主要因素
通過管道讓排出的氣體自由地流動(dòng)可減少排氣的反壓力。過大的排氣反壓嚴(yán)重地影響柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率，造成高反壓的主要因素有：
（1）排煙管直徑太小；
（2）排煙管過長；
（3）排煙系統(tǒng)過多急彎；
（4）排煙消音器阻尼太高；
（5）某種臨界長度，直立壓力會(huì)導(dǎo)致高反壓。
如果管子超長，屈典較多，就需要增大管子口徑來避免過量的流動(dòng)阻塞產(chǎn)生的反壓。在安裝階段就應(yīng)計(jì)算反壓，確保它在柴油發(fā)電機(jī)的極限反壓之內(nèi)。
2、煙管長度和直徑的計(jì)算
從預(yù)定的安裝線路圖去測量排煙管的長度，如圖5所示。參考柴油發(fā)電機(jī)性能規(guī)格文件中排氣流量數(shù)據(jù)和反壓極限，排氣消音器的允許阻力及任何管子的變位，計(jì)算出管子的最小直徑，從而避免使整個(gè)系統(tǒng)的阻力超過建議的排煙反壓。在設(shè)計(jì)時(shí)要同時(shí)考慮到因使用一段時(shí)間之后產(chǎn)生的垢片和變質(zhì)造成的阻塞，排煙管變位的阻力很容易處理，可通過計(jì)算其直管的相應(yīng)長度并加進(jìn)管子的總長度得到解決。對(duì)一個(gè)90°的曲位，其相應(yīng)直管長度可按下列公式計(jì)算：
L=2.5 x D
式中：L=相應(yīng)直管長度（以英尺計(jì)算）；
D=管子直徑（以英寸計(jì)算）；
● 下列公式被用來計(jì)算一個(gè)排氣系統(tǒng)的反壓力：
P=C?L?R?Q2 / D5
式中：P=水銀的反壓力（以英寸計(jì)算）
C=0.00059（燃?xì)饬髁繛?00?400cfin的柴油發(fā)電機(jī)）=0.00056（燃?xì)饬髁繛?00-700cfm的柴油發(fā)電機(jī)）=0.00049（燃?xì)饬髁繛?00-2000cfm的柴油發(fā)電機(jī)）=0.00044（烯氣流量為2000-5400cfm的柴油發(fā)電機(jī)）；
L=排煙管長度（單位：英尺），測量長度示意圖如圖6所示。
R=每立方英尺的排煙密度（單位：磅）
R=4.41 / 排氣溫度°F+460°
Q=每分鐘排煙量（單位：立方英尺）
D=排煙管內(nèi)徑（單位：英寸）
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圖5 柴油發(fā)電機(jī)排煙管長度測量 |
圖6 測量排煙管長度以確定柴油機(jī)排氣反壓 |
三、排煙管相關(guān)參數(shù)表
1、排煙管要求
（1） 排煙溫度外表溫度W45（TC時(shí)保溫層采用1層巖棉氈。排煙管外表面溫度N500°C時(shí)，保溫層采用二層。即接觸管壁的一層為硅酸鋁纖維氈，外包一層巖棉氈。硅酸鋁纖維氈厚度為表中所示，巖棉氈厚度為表中分母所示。
（2） 巖棉的物理性能：密度80-100kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)入=0.03-0.0407w/（m•k），硅酸鋁纖維的物理性能：密度150-250kg/m\導(dǎo)熱系數(shù)入=0.14-0.17w/（m•k)
表1 發(fā)電機(jī)組排煙技術(shù)參數(shù)表
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發(fā)電機(jī)組功率
KW
|
排煙溫度
℃
|
排煙量
m3/min
|
排煙管徑
mm
|
排煙管數(shù)量
|
消音器出口管徑
mm
|
排煙背壓
mm/H2o
|
|
60.8
|
568
|
16.4
|
77.6
|
1
|
77.6
|
612
|
|
68.7
|
576
|
17.3
|
||||
|
140.3
|
540
|
29.9
|
||||
|
105
|
573
|
29.7
|
79
|
1
|
79
|
1091
|
|
132
|
508
|
44.5
|
||||
|
190
|
528
|
44.5
|
||||
|
250
|
450
|
70.4
|
152.4
|
1
|
152.4
|
690
|
|
291
|
461
|
79.1
|
||||
|
329
|
474
|
86.6
|
||||
|
387.6
|
457
|
83
|
152.4
|
1
|
152.4
|
690
|
|
420.7
|
457
|
93.9
|
||||
|
607
|
430
|
!80
|
152.4
|
2
|
270
|
8!6
|
|
690
|
500
|
193
|
||||
|
711
|
438
|
183
|
152.4
|
2
|
254
|
949
|
|
807
|
465
|
200
|
816
|
|||
|
1013
|
465
|
245
|
250
|
2
|
304.8
|
949
|
|
1105
|
475
|
274
|
612
|
|||
|
1274
|
495
|
340
|
355.6
|
653
|
||
|
1159
|
469
|
353
|
949
|
|||
|
1276
|
439
|
343
|
949
|
|||
|
1490
|
493
|
387
|
673
|
注：假定排煙管采用工業(yè)用鋼或熟鐵制造，其反壓取決于管子內(nèi)表面的光滑程度，如粗糙則會(huì)增加反壓。參考柴油發(fā)電機(jī)性能文件以取排出氣體濕度及空氣流量。
表2 柴油機(jī)排煙管保溫層厚度
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項(xiàng)目
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排煙管外表溫度（t）
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||||||
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排煙管外徑（Dw）
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300℃
|
350℃
|
400℃
|
450℃
|
500℃
|
530℃
|
600℃
|
|
57
|
60
|
60
|
60
|
80
|
40/60
|
40/60
|
60/80
|
|
73
|
60
|
60
|
60
|
80
|
40/60
|
40/60
|
60/80
|
|
89
|
60
|
60
|
60
|
80
|
40/60
|
40/60
|
60/80
|
|
108
|
60
|
60
|
60
|
80
|
40/60
|
40/60
|
60/80
|
|
133
|
60
|
60
|
60
|
80
|
40/60
|
40/60
|
60/80
|
|
159
|
60
|
60
|
60
|
80
|
40/60
|
40/60
|
60/80
|
|
219
|
60
|
60
|
80
|
80
|
40/60
|
40/80
|
60/100
|
|
273
|
60
|
60
|
80
|
80
|
40/60
|
40/80
|
60/100
|
|
325
|
60
|
60
|
80
|
100
|
40/60
|
40/80
|
60/100
|
|
377
|
60
|
60
|
80
|
100
|
40/60
|
40/80
|
60/100
|
|
426
|
60
|
60
|
80
|
100
|
40/60
|
40/80
|
60/100
|
|
529
|
60
|
60
|
80
|
100
|
40/60
|
40/80
|
40/100
|
注：表2系按排煙管加保溫層后外表面溫度≤60°C，工作環(huán)境溫度20℃而制成。
2、消音器分類
（1）低級(jí)或工業(yè)用級(jí)消音器，可衰減10~15分貝。適用于工業(yè)環(huán)境，其反向噪音程度相對(duì)較高。
（2）中級(jí)或居住環(huán)境級(jí)消音器，可衰減15~25分貝。把排氣噪音降低到可接受程度。
（3）高級(jí)或臨界級(jí)消音器，可衰減30-40分貝。提供最大程度的消音，如醫(yī)院、學(xué)校、酒店等地方，消音器應(yīng)裝在靠近柴油發(fā)電機(jī)的地方，可提供最佳整體消音效果，排氣管子從消音器通往戶外，或者它可以安裝在戶外的干墻上或屋頂上。
表3 柴油發(fā)電機(jī)消聲器常規(guī)型號(hào)及參數(shù)
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型號(hào)
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外徑（mm）
|
長度（mm）
|
法蘭內(nèi)徑（mm）
|
法蘭外徑（mm）
|
氣流速度
|
|
D1
|
Φ200
|
1260
|
50
|
100
|
11.6
|
|
D2
|
Φ250
|
1260
|
80
|
130
|
14.3
|
|
D3
|
Φ400
|
1260
|
100
|
150
|
15.5
|
|
D4
|
Φ450
|
1260
|
150
|
200
|
17.4
|
|
D5
|
Φ600
|
1260
|
200
|
250
|
19.6
|
|
D6
|
Φ800
|
1260
|
200
|
250
|
19.8
|
|
D7
|
Φ900
|
1260
|
250
|
300
|
19.3
|
|
D8
|
Φ1000
|
1260
|
250
|
300
|
19.2
|
總結(jié)：
發(fā)電機(jī)房內(nèi)的排煙管采用架空敷設(shè)時(shí)，室內(nèi)部分應(yīng)設(shè)隔熱保護(hù)層且距地面2米以下部分隔熱層厚度不應(yīng)小于60毫米;當(dāng)排煙管道架空敷設(shè)在燃油管下方或地溝敷設(shè)需穿越燃油管時(shí)，還應(yīng)考慮安全措施。排煙管較長時(shí)，應(yīng)采用自然補(bǔ)償段，若無條件，應(yīng)裝設(shè)補(bǔ)償器。此外，排煙引管不宜拐彎過多，拐彎彎度應(yīng)大于900，一般拐彎不應(yīng)超過三次，否則會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排煙不暢，影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組的功率輸出。因此，在安裝柴發(fā)機(jī)房的排煙系統(tǒng)時(shí)，請盡量參考上述文中的要求進(jìn)行。
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