從設計細節入手對柴油發電機組機械部分進行不斷優化

在供配電系統設計規范中將電力負荷分為一、三級。其中，一級負荷要求由兩個電源供電；一級負荷中特別重要的負荷除要求由兩個電源供電外，還要求增設應急電源，這是應急電源的強制性設置要求。另外，還有出于經濟性、政治性等因素的考慮而設置備用電源，用以防止因正常電源的斷電而引起的數據資料損失或造成政治形象等的不良影響?；谝陨锨闆r柴油發電機組作為應急備用電源的一種應用于許多工程中。以下簡單介紹幾點專業在設計柴油發電機時的相關內容。
1先進的機械設計
采用cad計算機輔助設計、cae計算機輔助工程、cam計算機輔助制造等先進手段對柴油發電機組進行機械設計，并結合先進的實驗手段對設計方案進行繽密的校核。從設計的細節入手實現了對柴油發電機組機械部分進行不斷的優化，使柴油發電機機組的穩定性等得到進一步提高。
2柴油發電機容量的選擇
一般在方案或初步設計階段，我們沒有辦法知道具體的負載情況，這時，柴油發電機組的容量按配電變壓器總容量的10％、 20％考慮，這在規范和專業的技術措施中都有說明。在施工圖設計階段，我們確定所需柴油發電機組的容量時，首先要確定柴發所帶的負載類型，柴油發電機使用的情況，即柴油發電機是作為純備用負荷使用，還是還需正常負荷在市電斷電時也使用柴油發電機作為正常負荷的供電電源。這里前一點所說的備用負荷是指柴油發電機使用項目中由于消防要求、供電保障性要求所必須要求設置備用電源的負荷。供電負荷的確定是考慮到供電的可靠性、經濟性等多種因素，在權衡利弊后得出的一個合理的方案。當一個項目的供電負荷確定后，才可以進一步確定柴發機組的容量。
3發電機組與供配電系統的設計
根據柴油發電機組的臺數，所帶負載的性質、功能及供電要求，采用柴油發電機組作為備用電源的供電系統有許多種。目前實際應用中常用的典型的供電系統有：發電機組直接為普通負載供電；多臺發電機組并聯為普通負載供電；單機組作為備用電源與市電分別給負載供電；多臺機組、多個轉換開關分別對負載供電；作為常用電源中的中、高壓簡單發電機使用的配電系統；多臺發電機與市電電源采用母聯或并聯向負載供電的中高壓系統；低壓發電機采用升壓變壓器后向低壓或中壓配電系統供電等。具體采用什么樣的供電方式應當根據當地電網的供電情況，結合負載使用的實際情況而定。其中單機組作為備用電源與市電分別給負載供電，多臺機組、多個轉換開關分別對負載供電更是許多工程中常用的低壓供電配電系統。當確定的柴油發電機組容量較大，一般不小于8 kw時，宜設置兩臺同容量的柴油發電機組，這兩臺機組可分別帶起部分負載，也可并機使用向所有負載供電。同時，設置兩臺柴油發電機組也可互為備用，當一臺出現故障或需定期維修時，可先用另一臺作為備用電源，向部分需要最優先或強制必須保障的負荷供電。一般柴油發電機組是不允許與市網并列運行的。主要是考慮如果柴發機組發生故障，將有可能波及到市網，從而擴大了故障影響面。所以，通常采用連鎖來使用柴發與市電，以防止二者并列運行。
柴油發電機組的啟動方式及要求也要根據所帶負載的性質及供電方案確定。機組的控制柜等一般由廠家成套提供。由于柴油發電機組的啟動一般采用電啟動，需要充電機、蓄電池等啟動設備所必須的市電電源，所以，柴油發電機房也是需要設置市電電源的。在使用柴油發電機組作為應急備用時，當正常電源即市電發生故障停電時，市電一柴發機組轉換控制系統發出信號啟動柴發機組；當市電恢復時，控制系統發出信號，柴油發電機組停機，恢復正常市電供電。無論轉換市電一柴發機組轉換控制系統核心采用plc控制還是采用集成控制單元控制，一般都要求具有過負荷和短路保護等保護功能。當柴油發電機組容量不足時，能夠卸掉次要負荷，當市電恢復正常時能夠恢復被卸掉的負荷。
4柴油發電機組機房的選址
一般柴油發電機房宜設置在用電負荷中心，這樣可以避免因線路過長而增加的電纜投資，以及為保證供電電壓質量而增加的投資。柴油發電機房位置的選擇還應考慮柴油發電機組運行過程中多方面因素：一方面是保證機組本身的運行環境，即機組運行中的通風、排風、排煙。這里我們僅考慮燃燒柴油作為燃料，因為就目前市場上大部分工程都是采用柴油作為燃料，燃料的供應及儲存也是機房設置需要考慮的因素。柴油發電機組在運行過程中，由于柴油的燃燒會產生大量的煙，同時柴發機組本身運行產生氣體和熱量，這些煙、氣和熱量不僅不利于柴發機組本身的運行，也給人活動的場所造成了環境污染。所以，柴發機房選擇位置時需考慮能很好的將這些煙、氣和熱量排送到遠離室內和人員進出口的位置，并同時能給機房引人新風，形成良好的散熱、通風環境。另一方面柴油發電機組運行時會振動并產生噪聲，這就要求機房在選址時考慮振動及噪聲對所在環境的影響，必要時應采取合理的減振及降噪的措施。綜合以上需要考慮的因素，一般條件允許時，可將柴發機房設于項目附近的室外，并背離出入口，人員密集的地方。當條件不允許時，現在許多項目也都設于地下層，通過有效的通風、排風、排煙以及減振、降噪等措施，也運行良好，并取得較好的經濟效益。
5柴油發電底座的優化設計
柴油發電機組底座是柴油發電機組的關鍵部件，它的設計水平和加工精度直接影響到機組的使用性能、振動、噪聲、可靠性和壽命。柴油發電機機組底座的加工水平只能確保機組靜止時的柴油機和柴油發電機的同軸度。然而機組運行過程中、吊裝過程中機組底座的變形對同軸度的影響就需要從底座設計的角度去校核。在確保機組底座材料質量的前提下，結合丈量的實驗數據，建立了機組底座的校核計算模型，采用限元計篡分析機組底座在各種狀態下關鍵部位的應力分布情況。在有限元仿真的基礎上，對底座結構進行相應的優化設計，每一次改進都使得底座能夠更加牢固可靠。針對底座優化設計的另一個方面就是機組減振系統的設計。機組的減振對降低機房內和機房外噪聲有車要影響：機組的減振性能直接關系到機組基礎的動載荷大小，同時關系到機組組件的振動強度。性能卓越的機組減振效果將有利于降噪和提高機組的使用壽命。


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