康明斯柴油發電機組排氣系統說明書

康明斯柴油發電機組排氣系統說明書

1 概述及原則

排氣系統的功能是將廢氣安全地排放到戶外，并使廢氣、灰塵、噪音等遠離建筑物和人群（見下圖）。對于康柴發電機組而言，為了輸出額定功率，必須仔細考慮排氣系統的氣流特征，本節為用戶提供了排氣系統的安裝準則。必須滿足如下基本要求：

典型排氣系統

l 按照康明斯推薦的方法檢查時，整個排氣系統的排氣背壓不應超過柴油機性能數據單上所規定的極限值；

l 排氣系統的零部件不應由于其自身的重量、慣性、零部件之間的相對運動以及由于熱膨脹而產生的尺寸變化對排氣歧管或增壓器施加過大的壓力；

l 排氣系統必須能防止來自地面飛濺泥水、雨水、沖洗時的水和其它水源進入柴油機或增壓器；

l 柴油機的排氣不允許對空濾器的功能、冷卻系統的效率和柴油機周圍的環境以及操作人員產生有害的影響。

為了操作人員的舒適性和環境的可接受性，在安裝中應特別強調噪音控制的重要性。在排氣系統中增加安裝排氣消聲器就是噪音控制的手段之一。雖然排氣消聲器會增加排氣系統的排氣背壓，但合理的選擇和安裝排氣消聲器，則能以最小的排氣背壓獲得所要求的降噪水平。

典型排氣管道

2 排氣消聲器的選型和原理

排氣消聲器的選擇受許多因素影響，例如：可利用空間的范圍、成本費用、要求降低噪音的程度、所允許的排氣背壓大小、可用性、外形尺寸、與其它零部件或人的接近性。

l 通常增大消聲器的尺寸將改善消聲效果；

l 柴油機性能數據單列有標準可接受的排氣管直徑，它可用來作為消聲器的進口直徑。從外表美觀和防腐蝕性而言，一般情況下使用的管材是表面鍍鋁的低碳鋼和不銹鋼。

l 康明斯公司可以為用戶提供不同種類的排氣消聲器，一般隨機提供了降低15～30dBA工業排氣消聲器；

l 通常圓形消聲器的兩端作為進氣口和排氣口；

l 為減少冷凝物腐蝕，排氣消聲器安裝時應盡可能靠近發動機，以便迅速加熱；

l 消聲器和排氣管應使用吊架（或支架）承重，嚴禁使用發動機排氣管彎頭承重，否則會損壞發動機排氣管，降低渦輪增壓器壽命。

3 排氣管路的布置

l 發電機組安裝時為吸收膨脹、機組位移和振動，175kW以上的發電機組排氣口至少610㎜以上的可自由伸縮的不銹鋼波紋管。150kW以下的發電機組排氣口也應該有454㎜以上的波紋管作為過渡連接；

l 波紋管嚴禁用來充當彎頭和補償管道安裝誤差；

l 排氣管推薦使用40號黑皮管；

l 排氣管彎頭不宜過多，盡可能選擇半徑大一些的彎頭；

l 水平鋪設的排煙管道宜設0.3～0.5%的坡度，坡向室外，并在管道最低點安裝排污閥；

l 在符合發動機排氣背壓限制前提下，建議整個排氣系統管道公稱直徑盡可能和發動機排氣口保持一致。禁止使用直徑小于排氣口的管道；排氣系統管徑變化越小，摩擦損失也越??；

l 建議對架空鋪設的排氣管、消音器實施絕熱隔離，且距地面2m以下隔熱層厚度不應小于60㎜；避免以外接觸著火或自動滅火設備的誤啟動，減輕冷凝腐蝕和對機組機房的熱輻射；

l 排氣管和易燃建筑物至少應間隔229㎜。必須穿越墻壁和天花板時，應排氣管應加裝阻燃絕熱套筒；

l 室溫下溫度每升高37.7℃，每英尺排氣管約膨脹1.14㎜/m×100℃；

l 建議使用不銹鋼波紋管吸收長直管的熱膨脹；

l 平置排氣管應有坡度，低端遠離發動機，伸向戶外部分，在直管正下方應預留冷凝水收集器；

l 如果排氣管必須向上彎曲時，在往上升的起始點位置設置排水栓；

l 建議排氣系統安裝于建筑物背風處，盡可能高一些，便于廢氣排放；

l 排氣系統的末端應遠離建筑物及空調進風口，避免染黑墻壁和窗戶，造成空調新風污染；

l 建議排氣管末端至少高于地面3m，離外墻或屋頂1 m，離建筑物入口3m，高出鄰近建筑物至少3m；

l 排氣系統的排氣口應加防護裝置以防止雨水進入排氣管內，垂直向上排氣口應加裝自動翻轉防雨帽；

l 發電機組一般不能同其他設備共用排氣系統。煙塵、腐蝕性冷凝液和高溫廢氣均能損壞通用設備。在多臺發電機組的安裝中，每臺柴油機的排氣同時進入一根公共的排氣管是需要特別注意的問題，如果一臺或多臺柴油機工作時，廢氣可能進入沒有工作的柴油機內。每臺柴油機的排氣管不允許安裝單向閥門。

4 排氣系統的彎曲力矩

附屬于柴油機的排氣系統零件只能支撐適當的管路負荷而不是整個排氣系統。柴油機增壓器裝有精密配合的軸承和葉輪，工作轉速很高，具有較大的泵氣量。在設計時沒有考慮用它來支承長的排氣管和消聲器。在增壓器排氣法蘭口測量，其承受的最大彎距是47.46N.m，而不能支撐過度的彎曲扭距和應力。

在目前的柴油機安裝中，多采用標準管徑和重量的排器管，一般要求在離增壓器1.22m長的管路內應設置一個支撐，在高沖擊負荷的情況下，支撐設計的距離還應縮短。在沒有輔助支撐的情況下，不允許將消聲器和排氣制動器直接安裝在柴油機上。

5 排氣背壓

l 大部分康明斯發動機容許最大排氣背壓：76㎜汞柱；但一些新研制的考慮環保要求的發動機排氣背壓限制為51㎜汞柱，如QV系列、KTA50G8/G9等等。

l 排氣背壓嚴禁超過樣本許可值。過高背壓會產生廢氣和灰塵，降低發動機的功率和使用壽命，并且在這種情況下，由于柴油機氣缸不能完全排除廢氣而使空燃比減小，燃油經濟性下降，排氣溫度增加。雖然增壓型柴油機因進氣管內存在正壓而所受到的排氣背壓影響較

l 在某一特定的柴油機安裝中，排氣背壓的大小取決于排氣管尺寸、彎頭和接頭的數量以及消聲器的選擇和安裝位置。急劇拐彎的彎頭通常對排氣背壓大小的影響最大。