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机房设计与设备安装 |
柴油发电机烟管的保温材料工艺和布置要求 |
在大型的公共建筑中，为了满足消防、应急照明、工艺生产的要求，保障人民生命财产的安全，均设有应急的柴油发电机组。高温烟管是发电机烟管的重要组成部分，但它的安装过程却往往被人忽视。错误的安装会造成支架的变形，发电机效率下降、引发安全事故等不良后果。因此，笔者结合以往柴油发电机组排烟管安装类似工程实例经验，对发电机烟管的布置、敷设、保温层材料规定以及安装要点作简单的介绍。
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6缸柴油发电机组机房安装示意图 |
一、排烟管的布置
1、必须通过波纹管与发电机组排烟出口相连接以吸收热膨胀、位移和振动。
2、消声器置于机房内时，根据其尺寸、重量可采用从地面支撑的办法。
3、在烟管改变方向的部分，建议安装膨胀节，以抵消柴油发电机组运行时管道的热膨胀。
4、90度弯头的内弯半径应为管径的3倍。
5、第一级消音器尽可能靠近发电机组。
6、当管路较长时，建议在末端安装一后级消声器。
7、排烟终端出口不能直对易燃物质或建筑物。
8、发电机组排烟出口不得承受重压，所有钢性管路应借助建筑物或钢结构得以支撑固定。
二、排烟管的安装
1、为防止冷凝物倒流入发电机组，平置的排烟管应有坡度，低端远离发动机;在消声器及其它任何有冷凝水滴流的管路部分，如烟管垂直转向处，应设置排水口。
2、当烟管穿过易燃屋顶、墙壁或分隔物时，应加以隔热套筒及壁外套板。
3、在条件允许下的情况下，尽可能将绝大部分烟管布置在机房外以减少辐射热;室内的烟管应全部加装隔热护套。如果受安装条件限制，须将消声器及其余的管路皆置于室内时，应用50毫米厚的高密度隔热材料外加铝质护套将整个管路包扎隔热。
4、管路支撑固定时应允许热膨胀的发生;
5、烟管的终端应能避免雨水的滴落。可将烟管水平面伸出，出口修料或安装防雨帽。
三、排烟管的架设和保温层材质
1、排烟管敷设方式
排烟管敷设方式常用的有二种：
①水平架空敷设，优点是转弯少、阻力小，缺点是增加室内散热量使机房温度升高；
②地沟内敷设，优点是室内散热量小，缺点是排烟管转弯多，阻力相对较大。
高层建筇中常用的是水平架窄敷设。排烟管应单独引出，尽量减少弯头。
2、排烟管保温层
（1）排烟管温度
排烟温度在350～550℃，为防止烫伤和减少辐射热，排烟管宜进行保温处理。一般机房内不用吊顶，就是吊顶50～60度也是没有关系，因为昂顶的材料是小燃烧或对燃烧体。应注意的是要与吊顶内的其它管线有一定的距离为好。很多就是在柴油发电机房外墙处直接做个井排到屋外不锈钢管。穿房间的那一段做隔热，用什么材料无所谓，牢固就好。保温一定要做，注意管井设置排水，用普通焊管即可，外包一定厚度隔热棉，穿过房间的那一段要看那个房间是十什么用的，如果是配电房那要小心了，最好避开，如果是其他房间顶上通过，可直接包棉，外包锡箔纸。
（2）保温材料对比
柴油发电机满载时，烟气的温度高达550℃左右，国内的许多工程常采用玻璃棉管壳作为烟管的保温材料，但查阅各厂家的产品说明书并得到欧文斯科宁、CSR等世界著名品牌厂家的技术工程师的确认，这类保温材料的允许工作温度均小于480℃。以下是三种烟管常用保温材料的性能对比：
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保温材料名称
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传热系数（w/mk）
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容量（kg/㎡）
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最高工作温度℃
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价格
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玻璃棉管壳
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0.082（300℃工况）
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60
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450
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适中
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岩棉壳管
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0.189（600℃工况）
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100
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650
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较低
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水合硅酸钙管壳
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0.055（700℃工况）
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170
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650
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较低
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由上表可知，对于水喷淋处理前的烟管，由于没有采取降温措施，玻璃棉无法满足使用要求，在高温下将很快脆化，变为粉末，破坏保温效果。而岩棉和水合硅酸钙两者均可在高达650℃的高温环境下正常使用，但水合硅酸钙管壳在高温下传热系数低，保温效果好，价格也比较便宜。因此，参照康明斯柴油发电机烟管的设计，推荐使用水合硅酸钙管壳作为烟管的保温材料
（3）保温施工要点
在保温层安装过程中，在烟管的轴向上每间隔2m左右应设置5～10mm的伸缩预留缝，并用石棉绳填充，用于消除轴向膨胀，避免烟管升温膨胀破坏保温层。在烟管的外壁绑扎一层细铁丝网，使水合硅酸钙保温半圆管壳间形成3～5mm的缝隙，用石棉绳填充，用于消除径向膨胀，避免烟管升温膨胀破坏保温层。
三、烟管安装注意事项
1、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，不得直接支撑在柴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滚柱型托架，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。
2、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320~450的斜角。所有排烟管道的壁厚应不小于3mm。
3、排烟管的走向应能防火，伸出室外部分宜设0.3%~0.5%的坡度。坡向室外，便于油烟凝结液及冷凝水排出室外。水平管较长时在最低点安装排污阀。
4、机房内的排烟管采用架空敷设时，室内部分应设隔热保护层且距地面2米以下部分隔热层厚度不应小于60毫米;当排烟管道架空敷设在燃油管下方或地沟敷设需穿越燃油管时，还应考虑安全措施。
5、排烟管较长时，应采用自然补偿段，若无条件，应装设补偿器。
6、排烟引管不宜拐弯过多，拐弯弯度应大于900，一般拐弯不应超过三次，否则会导致柴油发动机排烟不畅，影响柴油发电机组的功率输出。
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