Електростанції FG WILSON
Вихлоп двигуна
Вихлоп двигуна повинен бути спрямований назовні через правильно спроектовану систему випуску, яка не створює надмірного зворотного тиску для двигуна. У лінію випуску має бути включений відповідний глушник. Елементи системи випуску, які розташовані всередині генераторної, повинні бути ізольовані для зменшення випромінювання тепла. Відкритий кінець труби повинен бути обладнаний козирком для захисту від попадання дощу або снігу в систему випуску (або зріз під кутом 60а до горизонталі). Якщо в будівлі є система виявлення диму, вихлопна труба повинна розташовуватися так, щоб не викликати спрацьовування системи.
Вихлопна труба
Для забезпечення економічності установки та ефективності роботи розташування двигуна має бути таким, щоб вихлопна труба мала якнайменше вигинів і звужень. Зазвичай вихлопна труба виводиться назовні стіни будівлі та піднімається до даху. В отворі у стіні має бути передбачений рукав для поглинання вібрацій, а також компенсатор теплового розширення. (Рисунок 6.1.)
Не рекомендується об’єднувати випуск двигуна з димоходом печей чи іншого обладнання, оскільки створюється небезпека появи зворотного тиску, у якому порушується функціонування інших пристроїв. Подібне використання димоходу для кількох пристроїв допустиме лише, якщо немає погіршення характеристик двигуна або інше обладнання допускає використання загального димоходу.
Вихлоп може бути направлений у спеціальну шахту, яка також служить випуском повітря, що проходить через радіатор і може мати звукоізоляцію. Повітря, що пройшло радіатор, подається нижче вихлопу так, щоб повітря, що сходить, змішувалося з відпрацьованими газами. Див. рисунки 6.2 та 6.3. Глушник може розташовуватись усередині шахти або в приміщенні з виведеним назовні через шахту подовжувачем вихлопної труби. У шахті повинні бути встановлені лопатки для напряму повітряного потоку вгору та зниження обмеження потоку вентилятора радіатора. Також може використовуватися вигнутий контур із звукопоглинаючим покриттям для спрямування потоку вгору. Для генераторного агрегату, встановленого в прибудові на даху, окремому кожусі або на трейлері, вихлоп і випуск радіатора можуть бути об’єднані над кожухом без шахти. Іноді для цього радіатор встановлюють горизонтально, а вентилятор приводиться в дію електродвигуном для отримання вертикального потоку повітря.
Рисунок 6.1. Типове встановлення системи випуску
Рисунок 6.2. Горизонтально встановлений глушник. Вихлопна труба та потік повітря радіатора проходять в одній шахті
Рисунок 6.3. Повітря радіатора проходить через шахту зі звукоізоляцією. У цій же шахті встановлено глушник
Гнучка секція вихлопної труби
Гнучка секція між патрубком та трубопроводом системи випуску повинна використовуватися для запобігання передачі вібрації від двигуна до трубопроводу та будівлі, а також для ізоляції двигуна та трубопроводу від дії сил, що виникають внаслідок теплового розширення, переміщення або дії ваги самого трубопроводу. Конструкція гнучкої секції повинна допускати постійне усунення ± 13 мм (0.5 дюйма) будь-якого кінця у будь-якому напрямку без пошкоджень. Секція повинна мати не тільки гнучкість для компенсації номінальної величини постійного зміщення між трубопроводом і патрубком, але і легко пружинити при ритмічних коливаннях генераторного агрегату на амортизаторах внаслідок зміни навантаження. Гнучкий з’єднувач має бути замовлений разом із генераторним агрегатом.
Ізоляція вихлопної труби
Відкриті частини системи випуску не повинні знаходитись поблизу дерева або інших горючих матеріалів. Трубопровід випуску всередині приміщення та глушник, якщо він також встановлений усередині приміщення, повинен мати кожух із відповідного ізоляційного матеріалу для захисту персоналу та зменшення температури приміщення. Достатній шар відповідного ізоляційного матеріалу, обернений навколо глушника та трубопроводу, і закріплений кожухом з нержавіючої сталі або алюмінію, може значно зменшити випромінювання тепла у приміщення від системи випуску.
Мінімізація обмеження потоку вихлопних газів
Вільне проходження вихлопних газів через трубу є основою мінімізації зворотного тиску випуску. Надмірний зворотний тиск вихлопу істотно впливає на потужність двигуна, його довговічність та споживання палива. Опір випуску відпрацьованих газів із циліндра викликає неповне згоряння палива та підвищення робочої температури. Основними конструктивними факторами, які можуть викликати зворотний тиск, є:
- Занадто малий діаметр вихлопної труби
- Довжина вихлопної труби занадто велика
- Занадто велика кількість вигинів під гострим кутом у системі випуску
- Опір глушника занадто великий
- При деяких критичних значеннях довжини стоячі хвилі можуть викликати високий зворотний тиск
Надмірного опору системи випуску можна уникнути шляхом вибору правильної конструкції. Для впевненості у відсутності проблем, пов’язаних із надмірним опором, домовтеся з дистриб’ютором фірми F.G Wilson про перевірку Вашої конструкції.
Вплив діаметра труби, довжини та опору вигинів можна обчислити для гарантії того, що у Вашій системі відсутній надмірний зворотний тиск. Чим довша труба і чим більше вигинів вона має, тим більший діаметр труби потрібний. Величина зворотного тиску повинна обчислюватися на стадії установки для гарантії того, що вона перебуватиме в рекомендованих для двигуна межах.
Виміряйте довжину вихлопної труби, виходячи із Вашої схеми встановлення (Рисунок 6.4.) Значення витрати вихлопних газів та значення меж зворотного тиску візьміть із таблиць технічних характеристик генераторного агрегату. Підставляючи значення опору глушника та кількість вигинів, обчисліть мінімальний діаметр труби. Це значення не повинно перевищувати рекомендовані межі зворотного тиску на вихлопі. Необхідно враховувати також погіршення характеристик та наростання нагару, що може збільшити опір.
Опір вигинів є найбільш зручною величиною при обчисленні довжини прямої еквівалентної ділянки труби для кожного коліна і підсумовування її із загальною довжиною труби. Для вигинів та гнучких секцій еквівалентна довжина прямої ділянки труби обчислюється так:
- Вигин 45 °: Довжина (фути) = 0.75 × Діаметр (дюйми)
- Вигин 90°: Довжина (фути) = 1.33 × Діаметр (дюйми)
- Гнучкі секції: Довжина (фути) = 0.167 × Діаметр (дюйми)
Для обчислення величини зворотного тиску системи випуску використовується така формула:
Р = CLRQ2 ÷ D5
де:
Р = величина ртутного стовпа зворотного у дюймах
| С = | 0,00059 при витраті повітря від 100 до 400 куб. футів/хв для згоряння палива |
| 0,00056 при витраті повітря від 400 до 700 куб. футів/хв для згоряння палива | |
| 0.00049 при витраті повітря від 700 до 2000 куб. футів/хв для згоряння палива | |
| 0.00044 при витраті повітря від 2000 до 5400 куб. футів/хв для згоряння палива |
L = довжина вихлопної труби у футах
R = густина вихлопу в фунтах/куб.фут, R = 41,1 ÷ (Темп.вихлопа áF + 460 áF)
Q = витрата вихлопних газів у футах/хв*
D = внутрішній діаметр вихлопної труби в дюймах
* Береться з таблиці технічних характеристик двигуна
Дана формула справедлива у припущенні, що вихлопна труба виготовлена із сортової сталі або ковкого чавуну. Величина зворотного тиску залежить від чистоти поверхні труби і зростає зі збільшенням її шорсткості. Значення константи 41.1 ґрунтується на масі повітря, необхідного для згоряння палива при номінальному навантаженні в умовах, обумовлених стандартом SAE. Про значення температури відпрацьованих газів та витрати повітря дивіться таблицю технічних характеристик двигуна. Таблиці переведення до інших одиниць виміру наводяться в Глосарії.
