浅谈康明斯柴油发电机排烟管和消声器安装设计

康明斯柴油发电机组在运行时，柴油机的排出废气温度高达500～550℃，有的排烟管接在废气涡轮增压器上。增压器内部的轴承和风叶加工精度很高。安装排烟系统时，应注意排烟系统急剧的温度变化，减小高温、振动和强烈的排烟噪声问题。

 

1．排烟系统的设计

 

      排烟管一般安装有消声器减小噪声，它可以装在室内或室外。装在室内的发电机组必须用不泄漏的排烟管把废气排出户外，排烟系统的部件应包上隔热材料以减少热量的散发，排烟管安装必须符合相关的规范、标准及其他要求。户内的管的外端应切成和水平成60°角，或者装上防雨水帽的排烟系统，如果建筑物装有烟雾探测系统，排烟出口应安不在会启动烟雾热能警器的地方，确保热的排烟消声器及排烟管远离易燃物质，确保柴油机排放不成为公害。

      在设计排烟系统时，阻力不得超过允许范围，因为过度的阻力将会大大减低柴油机的效率和耐久性，并严重增加燃料消耗。为减少阻力，排烟管应设计得越短越直越好，如必要弯曲，曲径必须至少是管内径的1.5倍。超过3m的设计须得厂家同意。其他的排放系统设计标准如下所述：

（1）在发动机排烟出口与排烟管连接处加上排烟软管。它的作用是减少发动机所产生的震动传达到排烟及建筑物，允许排烟和因受热而膨胀及安装时的少许角度偏差。如图1所示。

（2）确保在安装消声器和管子时，不要因拉紧而造成断裂或泄漏。

（3）安装在室内的排放系统的部件应安装隔热套管以减少散热、降低噪声。消声器和排烟管无论装在室内或室外，均应远离可燃性物质。

（4）任何较长的水平或垂直的排烟管应倾斜向下安装，并装设排水阀（应在最低点），以防止水流倒流进入发动机和消声器。

（5）当管子穿墙而过时，应有安装吸振套管，使易燃物质远离这些发热管道，并应留有膨胀用的伸缩接缝，让管子受热膨胀后纵向延伸或收缩（如图1所示）。

（6）排烟管的伸出室外的一端，如果切口是水平的，应切成60°，如垂直则装上防雨帽以防止雨雪进入排烟系统。排烟管应是独立的，不得与其他发电机组的排烟管共用。

（7）排烟管、消声器均要可靠固定，不允许在发电机组运行时有摇晃、振动现象。机房内裸露的排烟管，消声器应以耐热材料包裹，如同蒸气管道一样。以减少机房内的辐射热。

（8）用波纹管来纠正管道之间的对中偏差是不允许的。波纹管内若有导流内管，那么内管与法兰焊牢的一端应装在气流入口一端。排烟消声器通常都标有气流方向，应按气流方向安装，不允许倒向安装。

 

图1 柴油发电机标准排烟系统安装

 

 

2．排烟管的安装

 

发动机的位置应设在使排烟管尽可能短、曲弯和堵塞都尽可能小的地方，通常排烟管伸出建筑物外墙后会继续沿着外墙向上直到屋顶，在墙孔有一个套子去吸振，并在管子上有一个伸缩接头来补偿因冷缩热胀而产生的长度差异。

排烟管的暴露部分不应接触木材或其他易燃性物质，在建筑物内的排烟管（包括安装在屋内的消声器）应覆盖合适的隔热材料以降低温度，预防灼伤操作者。

（1）排烟管外表面温度≤450℃时保温层采用1层岩棉毡，排烟管外表面温度≥500℃时，保温层采用2层，即接触管壁的1层为硅酸铝纤维毡，外包1层岩棉毡。

（2）岩棉的物理性能：密度80~100kg/m3，导热系数入=0.03~0.0407W/（mxK）。硅酸铝纤维的物理性能：密度150~250kg/m3，导热系数入=0.14~0.174W/(mxK)。

（3） 每台柴油机的排烟管应单独引出室外，宜架空敷设，也可敷设在地沟中，排烟引管和消声器应单独设置支撑，不得直接支撑在栗油机排烟总管或固定在柴油机其他部位上。排烟引管与排烟总管之间应采用柔性连接。排烟管上的托架必须容许管子伸缩或是采用液柱型托架，而短的柔性管或膨胀式波纹管应介于两个固定架之间的长管道，并组合为一体。

（4） 排烟引管长度及与管径的配套要求，应根据厂家提供的数据确定，当排烟管需穿过墙壁时，应配置保护套.伸出室外沿墙垂直敷设，其管出口端应加防雨帽或切成30°~45“的斜角。所有排烟管道的壁厚应不小于3。

（5）排烟管较长时，需增加波纹管等柔性连接，以吸收直管热膨胀，通常每10m增加一个柔性连接。

 

3．减低排烟流动的阻力

 

让排烟通过管道自由地流动可减少排烟阻力，过大的排烟阻力会严重地影响发动机的输出马力，造成高阻力的主要因素有：

① 排烟管直径太小；

② 排烟管过长；

③ 排烟系统过多急弯；

④ 排烟消声器阻力太高；

⑤ 处于某种临界长度，压力波会导致高阻力。

假定排烟管采用工业用钢或铸铁制造，其阻力取决于管子内部表面的光滑程度，如粗糙则会增加阻力，请参考柴油机技术文件以选取排烟温度及空气流量。

 

4．排烟消声器

 

消声器按照消声的程度分为以下等级：

① 低级或工业用级-适用于工业环境，其反响噪声程度相对地高；

② 中级或居住环境级--把排烟噪声降低到可接受程度；

③ 高级或严格级-提供最大程度的消声，如医院、学校、酒店等地方。

消声器应装在靠近发电机组的地方，这样可提供最佳的消声效果，使排烟管从消声器通往户外，或可以安装在户外的墙或屋顶上。也可采用如图2、图3所示的安装方式。

 

图2 消声器安装在室内，排气管与散热器共用烟道

图3 消声器安装在排烟道内，烟道内使用隔声材料