機(jī)房設(shè)計(jì)與安裝

港口柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)制艙的設(shè)計(jì)要求

 

摘要：針對港口環(huán)境具有粉塵梁大、海水鹽霧腐蝕性強(qiáng)烈、空氣濕度高等特點(diǎn)，和柴發(fā)安裝的空間位置局限等特點(diǎn)，在實(shí)際使用中，不但要滿足其環(huán)境的影響還需滿足檢修的要求，特別是能更換較大部件的需求。因此，柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)制艙的設(shè)計(jì)原則是需要考慮安裝便利、結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、檢修維護(hù)便利，可實(shí)現(xiàn)在高鹽霧多濕潤的港口環(huán)境，保證發(fā)電機(jī)組防護(hù)空間內(nèi)氣流污染減少，為柴發(fā)的正常運(yùn)行提供有效保證，同時(shí)滿足對其預(yù)制艙體簡單部件的拆裝，降低整個(gè)發(fā)電機(jī)組的吊裝和安裝復(fù)雜程度，維護(hù)保養(yǎng)便利和降低其保養(yǎng)更換柴油發(fā)電機(jī)組配件費(fèi)用成本。

 

一、預(yù)制艙式電站的特點(diǎn)

 

      柴油發(fā)電機(jī)組的集裝箱外罩一般使用英語縮略詞“PH”來表示，也就是“Power House”的縮寫。中文可翻譯為“預(yù)制艙”或“預(yù)制艙”。預(yù)制艙式電站的優(yōu)勢具有減少土建施工量、建設(shè)周期短、可冬季施工、安裝方便、管理接口界面清晰、節(jié)約占地面積等優(yōu)點(diǎn)。

1、高度集成

      供電、靜音、防雨、配電、儲(chǔ)油、消防等多重功能。

2、成本縮減

       現(xiàn)場工程量劇減，大幅壓縮工程施工、協(xié)調(diào)、管理等實(shí)施成本。

3、壽命延長

      完善的防腐工藝，保證40年不銹蝕，使用壽命50年以上。

4、靈活配置

      靈活配置柴油發(fā)電機(jī)組及布置方式；可選擇外觀設(shè)計(jì)，環(huán)境友好且易于安裝。

5、節(jié)省占地

      符合使用標(biāo)準(zhǔn)的前提下降低40%占地面積。

6、快捷安裝

      工廠內(nèi)完成柴油發(fā)電機(jī)組安裝和初步調(diào)試，現(xiàn)場組裝與接線時(shí)間可壓縮到7天。

      集裝箱預(yù)制艙電站是集發(fā)電、輸電、配電功能于一體的設(shè)備，包括柴油發(fā)電機(jī)、電流電壓互感器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、避雷器、高低壓開關(guān)柜、保險(xiǎn)絲斷路器、智能中央控制設(shè)備和其他設(shè)備集成。整個(gè)預(yù)制艙艙體外部鋼板雙層設(shè)計(jì)，防火絕緣，密封性能好，施工建設(shè)周期短，質(zhì)量穩(wěn)定，直接裝配完成運(yùn)貨到現(xiàn)場。

 

圖1 組裝式港口柴油發(fā)電機(jī)組預(yù)制艙體結(jié)構(gòu)

 

二、預(yù)制艙設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

 

1、發(fā)電站內(nèi)的主體設(shè)備設(shè)計(jì)使用壽命要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)年限，關(guān)鍵艙體須高烈度防震，耐火防腐，可有效抵御地面沉陷，最短設(shè)計(jì)使用壽命不少于25年；

2、整個(gè)發(fā)電站體，艙體以及所有功能分區(qū)均做到外觀優(yōu)美，發(fā)電站內(nèi)設(shè)備布局科學(xué)合理，緊湊有致，為后續(xù)擴(kuò)建銜接創(chuàng)造了有利條件；

3、發(fā)電站的平面設(shè)計(jì)總圖要對包括地質(zhì)條件以及場地條件等在內(nèi)的環(huán)境條件加以充分利用，建筑和設(shè)備布局要完全融入周邊環(huán)境，不得破壞區(qū)域景觀的整體性；

4、完全與所在地地質(zhì)，水文以及氣象條件相對應(yīng)，能抵御各種極端氣候帶來的自然災(zāi)害。如果發(fā)電站址所在地為高寒地帶，預(yù)制艙須具備良好的抗凍抗嚴(yán)寒天氣能力，降低艙體內(nèi)部和外部的熱力傳導(dǎo)。如果發(fā)電站址選擇在沿海，為了應(yīng)對高發(fā)的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害，預(yù)制艙要提高抗強(qiáng)風(fēng)能力；

5、預(yù)制艙設(shè)計(jì)要高度符合工廠化生產(chǎn)制造模式，包括電纜溝，防火墻以及圍墻等在內(nèi)的配套設(shè)施的生產(chǎn)制造要按照裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；

6、設(shè)計(jì)安裝向一體化模式靠攏，達(dá)到高度集成標(biāo)準(zhǔn)，為現(xiàn)場作業(yè)提供方便快捷，綠色環(huán)保，優(yōu)質(zhì)高效且安全穩(wěn)定的環(huán)境條件；

7、預(yù)制艙內(nèi)部設(shè)計(jì)要引入智能環(huán)境控制技術(shù)，把節(jié)能降耗理念體現(xiàn)到極致；

8、預(yù)制艙功能設(shè)計(jì)要確保保溫隔熱，內(nèi)部的安全防護(hù)，照明，通風(fēng)以及消防設(shè)計(jì)一應(yīng)俱全且完全達(dá)標(biāo)；

9、艙體的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要提前為后續(xù)的改擴(kuò)建以及日常維護(hù)保養(yǎng)創(chuàng)造有利條件，運(yùn)維管理實(shí)現(xiàn)高度智能化；

10、艙內(nèi)設(shè)備要與四新技術(shù)高度融合，生產(chǎn)技術(shù)和工藝制造要實(shí)現(xiàn)體系化，要完全符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，把工程造價(jià)控制在最低限度，機(jī)械設(shè)備保證經(jīng)濟(jì)適用。

 

三、預(yù)制艙電站設(shè)計(jì)方案

 

1、底架的設(shè)計(jì)

      因?yàn)轭A(yù)制艙安裝在RTG的鞍梁上，鞍梁距離地面有一定的高度，在設(shè)計(jì)機(jī)座時(shí)，發(fā)電機(jī)組安裝的機(jī)座必須具有足夠的剛度。

      機(jī)座一般分為帶油箱底座和框架底座兩種。帶油箱底座的一般作為輔助油箱使用，要求滿足4-8h使用的油量。框架底座滿足安裝發(fā)電機(jī)組及其附件的安裝剛度要求，還需增加底板集油槽，電纜過線孔等，個(gè)別常用框架底架還需在適當(dāng)位置增開進(jìn)風(fēng)口，以滿足箱體上的進(jìn)風(fēng)不足的問題；機(jī)架除了具有較高的剛度外，還需要配置集油槽，油槽下部預(yù)留接口，通過管路和其他排污管路集中排放到距離地面的排污槽內(nèi)，以方便機(jī)油集中排放。

      房體布置在懸空的橫梁上，必須防止油水和廢液漏出，發(fā)電機(jī)組下裝一個(gè)能容納機(jī)油和冷卻水的油水盤，油水盤的最低點(diǎn)裝有排放閥，管路或電纜不通過油水盤，動(dòng)力裝置下面有4根排放管引至離地1.4m處，這4根管分別為柴油機(jī)油底殼廢油排放管、柴油機(jī)水箱廢水排放管、主油箱排放管、機(jī)架底部油水盤的廢油水排放管，所有排放閥采用耐油閥。

2、進(jìn)風(fēng)的設(shè)計(jì)

      按照進(jìn)風(fēng)方式的不同，預(yù)制艙的結(jié)構(gòu)通常有兩種方式：

（1）頂部進(jìn)風(fēng)方式：

       頂部加裝防雨進(jìn)風(fēng)箱如圖2所示，是目前預(yù)制艙上常采用的一種進(jìn)風(fēng)方式，發(fā)電機(jī)組工作時(shí)，空氣從進(jìn)風(fēng)罩的下方側(cè)面進(jìn)入，對使用在環(huán)境特別惡劣的場合時(shí)有很好的防護(hù)作用。在罩體進(jìn)風(fēng)口的內(nèi)部敷設(shè)了防塵網(wǎng)，起到過濾風(fēng)沙和防蟲的作用。

（2）側(cè)門上開進(jìn)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)方式：

      在側(cè)門上設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)口，如圖3所示，內(nèi)部敷設(shè)了不銹防蟲網(wǎng)，加裝了防水罩，由于機(jī)房的寬度設(shè)計(jì)一般要求較為緊湊，因此房體側(cè)門進(jìn)風(fēng)方式會(huì)限制發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)量；作為主要發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組，一般較少采用此類進(jìn)風(fēng)方式，目前，預(yù)制艙常用第一種進(jìn)風(fēng)方式，即頂部進(jìn)風(fēng)，可以不受預(yù)制艙尺寸的限制。

 

圖2 柴油發(fā)電機(jī)預(yù)制艙結(jié)構(gòu)圖

圖3 柴油發(fā)電機(jī)預(yù)制艙進(jìn)風(fēng)口的設(shè)計(jì)圖

 

3、出風(fēng)口設(shè)計(jì)

      預(yù)制艙出風(fēng)口因靠近輪胎吊的主梁，在直排風(fēng)的情況下，會(huì)造成部分空氣回流，影響柴油發(fā)電機(jī)組的性能，通常采用的方式是增加導(dǎo)風(fēng)罩，使熱風(fēng)向上排出，這樣既不影響排風(fēng)，也能順利地將熱風(fēng)向上導(dǎo)出，需要注意的是應(yīng)在導(dǎo)風(fēng)罩下部增加排水孔，防止積水。還有一種排風(fēng)方式是在發(fā)電機(jī)組房體端部兩側(cè)內(nèi)預(yù)留空間，增加人字形導(dǎo)風(fēng)槽，使熱風(fēng)向兩側(cè)排出。在排風(fēng)口處加裝百葉窗，防止雨水進(jìn)入預(yù)制艙內(nèi)，如圖4所示。

4、檢修平臺(tái)設(shè)計(jì)

（1）平臺(tái)、走道和梯子的布置便于維修人員攜帶工具和其他柴油發(fā)電機(jī)組安全抵達(dá)需要進(jìn)行檢查、維修和更換零部件的地方，其布置應(yīng)有足夠的操作空間。

（2）柴油發(fā)電機(jī)組的控制屏及主開關(guān)一般設(shè)計(jì)在發(fā)電機(jī)組的尾部（發(fā)電機(jī)后端），操作人員站立處設(shè)置固定平臺(tái)，下敷設(shè)格柵板，此平臺(tái)和爬梯相連通，機(jī)箱端部設(shè)置有透視窗，可以觀察控制儀表，方便操作人員觀察及操作。

（3）機(jī)房安裝在距離地面幾米的鞍梁上，輪胎吊需每天工作時(shí)使用，維護(hù)頻率較高，平時(shí)要從機(jī)房的周圍對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢查，所以需要在房體兩側(cè)增加平臺(tái)，方便觀察、操作和維護(hù)發(fā)電機(jī)組，機(jī)房兩側(cè)的平臺(tái)需要增加?xùn)鸥穹雷o(hù)裝置，并增加防護(hù)欄桿，兩側(cè)平臺(tái)也稱檢修平臺(tái)。內(nèi)部靠近吊車一側(cè)的平臺(tái)，因內(nèi)部工作空間（吊具工作區(qū)域內(nèi)）限制，需要在輪胎吊工作時(shí)收起，為了確保操作安全，一般會(huì)在內(nèi)側(cè)平臺(tái)加裝限位開關(guān)，確保平臺(tái)收起后才能啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

（4）輪胎吊外側(cè)平臺(tái)和兩端的過道一般可以采用固定式，固定過道和平臺(tái)多采用格柵板鋪地，保證安全的同時(shí)，還可以方便觀察機(jī)房下部情況，格柵板采用可拆方式固定。平臺(tái)寬度一般保證以一人通過為宜，保證＞550mm的凈空間。也有部分碼頭，要求外側(cè)的平臺(tái)也同時(shí)收起，做成活動(dòng)式平臺(tái)。平臺(tái)欄桿一般采用三檔式，依據(jù)欄桿標(biāo)準(zhǔn)的要求制作如圖5所示。

 

5、檢修門設(shè)計(jì)

      因發(fā)電機(jī)組固定在鞍梁上，預(yù)制艙門的設(shè)計(jì)原則應(yīng)遵循：如遇發(fā)電機(jī)組損壞，在不將預(yù)制艙吊下的前提下可將發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器等分別從側(cè)向取出進(jìn)行各部件的修理。實(shí)際應(yīng)用中，將門的立柱做成可拆卸式，門的鉸鏈做成可拆式鉸鏈，以方便發(fā)電機(jī)組大修和維護(hù)。還有部分項(xiàng)目采用消防用卷簾門的設(shè)計(jì)，方便開關(guān)的同時(shí)，也滿足了方便檢修的需求。

      預(yù)制艙頂?shù)脑O(shè)計(jì)應(yīng)滿足排水的坡度；房頂及預(yù)制艙的四壁均不能漏水。在降噪處理方面，因?yàn)檩喬サ醯氖褂檬窃趹敉?，用戶對噪聲的要求不高，滿足85dB（A）即可，通常采用的降噪方式是在預(yù)制艙的內(nèi)壁敷設(shè)阻燃的吸音材料，排氣系統(tǒng)增加一些工業(yè)型消聲器，可以達(dá)到有效的消音處理，使發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲不超過國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。

 

圖4  柴油發(fā)電機(jī)預(yù)制艙排風(fēng)口的設(shè)計(jì)圖

圖5 柴油發(fā)電機(jī)預(yù)制艙檢修平臺(tái)

 

總結(jié)：

      隨著國家綜合實(shí)力不斷上升，國家舉辦世界性活動(dòng)不斷增多、進(jìn)一步提高救災(zāi)搶災(zāi)能力、針對大型荒野作業(yè)及大型項(xiàng)目前期基礎(chǔ)建設(shè)，和平時(shí)期國防建設(shè)等等作業(yè)活動(dòng)提供應(yīng)急電源及供電保障。原有設(shè)計(jì)變電站均為固定建造變電站，不可以移動(dòng)，即便北京奧運(yùn)會(huì)期間應(yīng)急保障電源也是建立的臨時(shí)保障電站，奧運(yùn)會(huì)結(jié)束后全部吊裝移除或用在了別的項(xiàng)目，或保存起來作為電網(wǎng)備用原件，其資源浪費(fèi)非常之大。

      為了能夠建立更加完善、便捷、節(jié)能的電力保障體系，特研發(fā)可以移動(dòng)便捷發(fā)電、送電系統(tǒng)。預(yù)制艙式發(fā)電站在項(xiàng)目建設(shè)中起到舉足輕重的作用，是項(xiàng)目研發(fā)與使用非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。預(yù)制艙式發(fā)電站可以隨時(shí)開往需要地點(diǎn)，非常短時(shí)間即可達(dá)到使用狀態(tài)，且活動(dòng)結(jié)束后可在非常短的時(shí)間進(jìn)行分離，開往另外一處需要使用的地址，或進(jìn)入倉庫等待使用命令，大大的節(jié)省了安裝和拆除時(shí)間與成本，大大的降低了柴油發(fā)電機(jī)組使用損耗，避免了資源浪費(fèi)，使得柴油發(fā)電機(jī)組隨時(shí)可以具備接受命令條件。大大減少了應(yīng)急反映時(shí)間。預(yù)制艙一直放在車體上，隨時(shí)可以出發(fā)駛向需要的地址。在今后國家發(fā)展中：為大型重要活動(dòng)備用保障電源、抗災(zāi)搶災(zāi)、重要項(xiàng)目前期項(xiàng)目施工過程中均會(huì)發(fā)揮非常重要的作用,戰(zhàn)略意重大。未來在全國各省市、地區(qū)及全世界范圍內(nèi)需求量及經(jīng)濟(jì)價(jià)值也非常的巨大。

 

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