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机房设计与设备安装

柴油发电机双层不锈钢烟囱的安装规范与标准

 

摘要：柴油发电机组的预制式双层不锈钢烟管以其耐腐的特性，先进的连接工艺，以及质量较轻，安装方便的多重优点，在高层建筑的发电机房中应用得越来越广泛。其安装的要求应遵循CJ/T 288-2017和CECS 415:2015两大标准，并严控支撑间距、管道坡度和卡箍气密连接这三个关键点。

 

一、烟囱预制化的优势

 

1、耐腐蚀

       预制式双层不锈钢排烟管主要应用于锅炉及发电机组排烟管道，发电机组及锅炉产生的废气为高温烟气，且废气中含有硫化物等酸性气体，对于排烟管的腐蚀性较大，根据实验室数据，碳钢在正常空气中每年腐蚀的速度大概在0.3-0.4mm每年，SUS304不锈钢的腐蚀速度∠0.01mm每年，按照现在通常的碳钢烟管的厚度2mm，在不到20年的时间就会有部分地方锈穿，焊缝尤其是薄弱点，在发电机组或锅炉排烟状态下，烟管腐蚀的速度还会增大；SUS304不锈钢的耐腐蚀效果大大优于碳钢。

2、轻量化

      柴油发电机的预制式双层不锈钢烟管通常为内壁1.0mm厚，外壁0.8mm厚，烟管重量仅为碳钢烟管½。按照600mm管径烟管计算，100米楼高，碳钢烟管相当于预制式不锈钢双层烟管要重446KG，计算方式如下：

3.14*0.6*（-½）*7.9*100=446 KG

      所以，柴油发电机的预制式双层不锈钢有效地减轻了建筑楼板的承重。

3、安装简易，节省空间

      柴油发电机的预制式双层不锈钢烟管采用的是双翻边结构连接，外用Ω卡箍密封固定，节省了传统法兰连接占据的可贵的建筑空间，尤其避免了由于碳钢满焊焊接接口腐蚀造成的漏烟漏气问题。

4、保温与安全性

      柴油发电机的预制式双层不锈钢烟管采用的是内外双层不锈钢板，保温层在出厂前已经预制在内外壁之间，减少了保温材料现场施工造成的粉尘污染及保护了现场的工人免受保温棉粉尘侵扰，最大的优点是最好的将保温棉固定在管道上而不会像碳钢烟管外保温容易破损而造成保温效果不佳。

 

二、主要安装标准与规范

 

      预制式双层不锈钢烟囱在柴油发电机上的安装，主要遵循中国的国家和行业技术标准。以下是关键标准、核心安装要求及操作要点。标准化烟囱效果如图1、图2所示。

1、《预制双层不锈钢烟道及烟囱》

（1）编号：CJ/T 288-2017

（2）性质与用途：国家建筑工业行业产品标准，规定产品结构、材料、性能及安装要求。

（3）时效性：现行有效(CJ/T 288-2008已废止)

2、《预制双层不锈钢烟道及烟囱技术规程》

（1）编号：CECS 415:2015

（2）性质与用途：中国工程建设标准化协会团体标准，专门针对设计、安装和验收的详细技术规程。

（3）时效性：现行有效

3、《工业金属管道工程施工及验收规范》

（1）编号：GB 50235(最新版)

（2）性质与用途：国家标准，对管道（包括烟囱）的安装、焊接、检验等通用施工要求做出规定。

（3）时效性：现行有效

4、《烟囱设计规范》

（1）编号：GB 50051(最新版)

（2）性质与用途：国家标准，是烟囱系统设计的根本依据，安装需满足其安全与性能要求。

（3）时效性：现行有效

注：对于有出口或高标准要求的项目，也可能参考如欧洲标准EN 15287-2等国际规范。

 

图1  柴油发电机房双层不锈钢烟管室外效果图1

图2  柴油发电机房双层不锈钢烟管室外效果图2

 

三、连接工艺与标准

 

      预制式双层不锈钢烟囱在柴油发电机上的应用，其关键的连接工艺主要围绕模块化卡箍连接展开，以保证系统的气密性、稳定性和安装效率。多机并联烟囱安装如图3（a）所示，单机烟囱安装如图3（b）所示.

1、连接方法

（1）连接方式：模块化卡箍/法兰连接。使用TFD法兰、Ω/U型卡箍等组件，通过螺栓紧固实现管段间的快速连接，无需现场焊接。

（2）内筒密封工艺：

① 密封面处理：确保内筒法兰密封面无油污、灰尘。

② 密封材料：在密封面涂抹耐高温密封胶（烟气工作温度低于250℃时使用）或使用耐高温密封垫，然后对接法兰。

③ 卡箍紧固：将卡箍（如V型半环箍）卡在对接好的法兰上，用专用螺钉紧固。

（3）外筒连接工艺：使用环形罩（环套）罩在连接处，其向内翻边卡入两段外筒端部的槽内，用螺钉紧固。垂直安装时需在环形罩上方的凹槽内填充密封胶，以达到防雨密封效果。

（4）特殊节点处理：

① 支架连接：支架与内筒法兰之间应垫入陶瓷纤维等非金属绝缘衬垫，防止电化学腐蚀。

② 补偿器设置：在两个固定支架之间，必须设置不锈钢波纹管膨胀节或非金属补偿器，以吸收热胀冷缩产生的位移。

（5）安装辅助工艺：

① 支撑固定：垂直管道需安装承托支架，间隔通常为6-8米。

② 坡度要求：水平管道应保持不小于0.3%（约3‰）的向上坡度，以利冷凝水排向发动机端。

2、技术要点

      为了确保连接的可靠性和系统的安全，在工艺执行中还需特别注意以下几点：

（1）安装前准备：核对产品合格证，检查管段、支架、卡箍等配件是否齐全。根据设计图纸在现场放线，定位支架和补偿器位置。

（2）材料匹配：卡箍、环形罩等连接件，其材质必须与筒体材质相匹配（如均为SUS304或SUS316），以防止因材料不同产生电位差，造成电化学腐蚀。

（3）紧固操作：紧固卡箍螺栓时，应使用扭矩扳手按对角线顺序均匀施力，确保密封面压力均匀，避免泄漏。

（4）支架安装：严格按照间距要求安装承托支架和固定支架，确保牢固可靠。

（5）管段组装：从发电机端开始，逐段组装。注意清洁法兰密封面，正确放置密封垫，用扭矩扳手按对角线顺序均匀紧固卡箍螺栓。

（6）防雨帽安装：其作用是防止雨水、杂物进入烟囱，并保证烟气顺畅排出。防雨帽的直径或边长，应大于排烟口外径，以确保有效遮挡雨水。通常设计为伞状，并保持15°-30°的倾斜角度，以利于雨水滑落。其外形如图4所示。

（7）检查与验收：安装后检查整体坡度、支架紧固度、补偿器状态。最终进行气密性试验（如漏光或漏风试验），确保系统无泄漏。

3、选择合适的连接方案

      在柴油发电机项目中，选择连接方案时需要考虑以下因素：

（1）空间限制：在安装空间狭小或复杂的区域（如高层建筑竖井），模块化卡箍连接因其无需焊接、装配灵活的优势最为适用。

（2）系统要求：对于需要频繁拆卸维护的备用发电机排烟系统，或对安装速度有严格要求的工程，卡箍连接方案能显著提高工作效率。

（3）成本与效率：虽然预制烟囱初始成本较高，但其快速安装能大幅节省人工和时间成本，从全生命周期来看性价比更优。

 

图3  柴油发电机组双层不锈钢烟管安装图

图4  柴油发电机组不锈钢烟管的防雨帽示意图

 

总结：

总而言之，预制式双层不锈钢烟囱通过标准化的模块设计和精密的卡箍连接工艺，实现了柴油发电机排烟系统高效、可靠且维护简便的安装目标。关键在于严格遵循产品手册和行业规范进行施工。

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