集装箱发电机组箱体结构、表面处置和降噪设计

　　由于选取标准集装箱组成制造，具有模块化、集成化、占地面积小、土建施工量少、投资少、建设周期短、便于移动、运输方便，有效防雨防风沙、噪音低等优点，受到越来越多客户的青睐。在用电高峰期间，可以通过并网来实现当地大电的削峰，可以作为厂矿企业的备载电源，偏远无市电区域也可以作为常用电源。康明斯公司在本文具体引荐了集装箱式发电机组的研制开发步骤，对装备整体结构进行设计布置，对箱体内部的进排风及通气散热进行理论计算并核对，对柴发噪音及震动进行削减控制，最后通过试验对发电机组的规划进行了验证，论证了设计的合理性及可行性。

　　      集装箱式康明斯发电机组内部构造方案如图1、图2所示。主要由远置水箱、远置水箱、主轴流风机、发电机、发电机、操作系统机构、工作室通风轴流风机和消音器装置等组成。

　　（1）该款集装箱发电机组通过中间的隔断一分为二，左侧为发电机组冷却系统室，内置2组远置水箱和1组冷却用主轴流风机；右侧为发电机组工作室，内部装配有发电机组及其控制界面机构。发电机的中冷气、过热缸套水通过管路穿过隔断后分别连接到远置水箱相应的气管水管处。发电机组作业室内发电机、发电机的热辐射、发电机的散热风等通过顶置的2组轴流风机来排掉。发电机组运转时，工作室内部的空气受热后会集聚在箱体顶部附近，轴流风机位置处的排风可形成对流，有助于加快作业室内设备的通风换气。

　　（2）集装箱箱体为20尺货柜标准尺寸，宽度和百叶窗尺寸如图3所示，长度和高度参数如图4所示。

　　      构成上选用标准集装箱框架制造，底侧梁选取加厚矩形管，四个角立柱选型Q345D低合金钢板折弯，瓦楞板购买B480耐候钢板等，以提升箱体的整体机械强度，箱体前后均可开门，方便用户对发电机、发电机、控制装置及冷却系统的平常维保与检验，箱体底部设有机油、防锈水收集机构，通过管路直接引入到箱体外部，防止污染环境内部环境，控制器和输出开关柜在箱体同侧，方便用户日常操作。箱体符合国际集装箱安全公约的要点，能够办理箱证，整机成套好后可直接作为标准集装箱海运，大大节省运输成本。

　　     发电机组集装箱的钢构成应有很好的保护，除了使用的涂料达到高要点之外，最关键的是钢构成的表面解决（内外结构示例如图5、图6所示）。如果涂料机构没有很好的基本（表面解决），那么就会比预计的使用寿命要短，发电机组集装箱的一般油漆规划为10年的使用时限。可能会因表面处理不到位而减少涂装的使用寿命。实际经验表明，表面排查品质对涂层本身性能有着比其他因素更大的危害。一旦选取了合适的涂料装置，如果表面排查很差，涂层质量也会很差。只有良好的表面消除，涂覆的涂料才能发挥其效用。

　　      金属表面除锈策略：手工处理、机械处置、喷砂、喷丸排查、化学处置和火焰消除5种。

　　      手工排查详细用铲刀、钢丝刷、砂布和断钢锯条等工具南京康明斯发电机，靠手工敲、铲、刮、刷、砂的方案来达到解除铁锈，这是漆工传统的除锈措施，也是最简便的对策，没有任何环境及施工要素限制，但由于效率及效果太差，只能适合小范围的除锈解除。

　　      机械除锈法具体是利用一些电动、风动工具来达到消除铁锈的目的。常载电动工具如电动刷、电动砂轮；风动工具如风动刷。电动刷和风动刷是利用特制圆形钢丝刷的转动，靠冲击和摩擦把铁锈或氧化皮排除干净，特别对表面铁锈，效果较好十堰康明斯发电机，但对较深锈斑很难除去。电动砂轮实际是手提砂轮机，可以在手中随意移动，利用砂轮的高速旋转除去铁锈，效果较好，特别对较深的锈斑，其工作效率高，施工质量也较好，使用方便，是一种较理想的除锈工具。但在使用中须注意，不要把金属表皮打穿。

　　      金属表面喷砂除锈工艺是利用对空气的压力危害用途，把所需金属粒度的喷砂工艺磨料通过喷枪，对金属零件锈蚀的表面进行喷砂除锈排除。这种喷砂除锈工艺不仅去锈块，还能对金属表面起到涂装、喷涂的效果，经过喷砂除锈工艺解除过的金属表面可达到干净、有一定粗糙度的表面要点，从而提升覆盖层与零件的结合力。

　　      化学解除法实际是酸洗除锈法，利用酸性溶液与金属氧化物（铁锈）发生化学反应，生成盐类，而脱离金属表面。主用的酸性溶液有：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸。使用中将酸性溶液涂于金属铁锈部位让其慢慢与铁锈产生化学反应而去掉。铁锈去除后应用清水冲洗，并用弱碱溶液进行中和反应，再用清水冲洗后揩干、烘干，以防很快生锈。对酸洗过的金属表面需要经粗糙解除或磷化排查，主要是增加金属表面与底漆的附着力。

　　      发电机组集装箱外壳制作一般采取喷砂解除和化学处置的手段，底座等钢构造件和厚板可以采用喷砂清除，房体上的薄板件则需要选取酸性磷化排除的工艺。

　　      在预判表面处理的程度时，康明斯要引用到很多的标准。在实际工作中经常会遇到的表面消除标准主要有：

　　      常用的是GB 8923-88和SSPC。GB 8923-88是我国的国家标准，ISO 8501则是现在普遍选择的国际标准，SIS 055900是世界上最早的影响也最大的标准。SSPC/NACE是美国操作的主要标准。中国的国家标准GB 8923等效选取于ISO 8501-1：1988。

　　      ISO 8501-1：1988将未涂装过的钢材表面原始程度按氧化皮覆盖程度和锈蚀程度分为4个等级江苏康明斯发电机，分别以A、B、C、D表示，并有相应的照片对照。

　　● 氧化皮已由于锈蚀而剥落或者可以刮除，但在正常视力观察下仅见到少量点蚀的钢材表面；

　　      钢材表面除锈后的品质等级分St2，St3，Sal，Sa2，Sa2.5等5个除锈等级：

　　      发电机组集装箱装备要点的钢组成冲砂等级一定要达到Sa2.5。

　　      粗糙度的测量工具主要是指针式测量仪和压膜式测定仪。指针式测量仪对于现场检验非常方便，使用也很简易。压膜式检测仪检查的转速较慢，不实用打砂现场的随时测定，但是测得的结果可以保留存档。除此之外，还可以直接对照标准样板进行目视检查。当用测定仪器对打砂粗糙度进行测定时，应在板面上均匀地选购测定位置，对不同部位的粗糙度进行检查，并针对不同的结果将打砂装置作出适当的调节。

　　      要达到Sa2.5级打砂标准，打砂密度一般要达到95％以上。打砂密度的一般检修对策为目视法，可通过带有刻度的放大镜进行观察。

　　      集装箱式康明斯发电机组采取远置散热器，冷却系统与发电机组不在同一个室内，箱体内部通过隔断隔成冷却机构室与发电机组作业室。在工作室内，不需要考虑冷却装置的冷却风量，选取远置散热器后能明显减轻发电机组作业室内的进排风量，作业室内没有发电机机带的风扇，取而代之的是设置轴流风机强制通气散热，引导工作室内空气流动的方向。通常情况下，轴流风机设计在发电机自由端顶部位置处，内部空气流动遵循轴向通风原则，在发电机空气滤清器进风口处附近设置单独的辅助进风百叶，保证箱体外部的冷空气进入箱体后能够直接被吸到空滤器中，预防箱体内部温升对进气温度的影响。

　　      发电机组工作室内的热源具体主要是发电机和发电机两大部件作业时对外的表面热辐射。计算通风量时还需要考虑柴油发电机的燃烧做功需要的空气量。根据公式：

　　?T——发电机组作业室内允许的温升，℃，发电机组上电气装备的元器件最高耐温为65℃，集装箱式康明斯发电机组的设计环境温度为50℃，则箱体内部的最大温升?T=65-50=15℃，为保留规划余量，最大温升?T取13℃。

　　      查阅柴油发电机及发电机的性能参数单，额定工况下柴油发电机表面热辐射量为117kW，发电机为51kW，则H?+H2=127+51=168kW。额定工况下发电机空滤器的进气流量Q?=5695kg/h=73m3/min

　　      发电机组作业室内设置两组通气散热用轴流风机，强制换气，进而保证工作室内温度不至于较高。轴流风机直接从发电机组接线铜排上取电。

　　      综上所述轴流风机的选定满足理论计算布置要求。

　　      发电机组冷却机构室内的远置散热器装配处为防雨百叶窗+不锈钢防虫网结构，主轴流风机运转时水箱室内部形成局部负压，外部的冷空气通过百叶窗经过散热器管带后进入箱体内部，在曲轴流风机的功用力下从箱顶排出。进风和排风机构分别如图7、图8所示。

　　（1）曲轴流风机参数：37kW/50Hz/AC380V，额定风量100000m3/h，静压185Pa。从发电机组接线）防雨百叶窗+不锈钢防虫网的风阻为100Pa。

　　（4）主轴流风机静压均大于冷却系统室的进排风的风阻并且有一定的余量，风机可以正常克服进排风阻力，保证水箱室内的通气量，满足发电机组散热机构冷却要点。

　　      此种构造冷却系统，箱体外部的冷空气直接进入散热器表面，预防了发电机和发电机热辐射带来箱体内部温升的影响，冷却效率大大提升，能够适应发热环境。

　　      康明斯发电机组的噪音主要有排气噪音、进气噪音、排气噪声、机械噪声和燃烧噪音等。

　　（1）排气噪音是发电机组噪声中能量最大，成分最多的部分。为解决排烟噪音对发电机组的危害，发电机组购买高效能住宅式消声器，消音器后的排气尾管设置为竖直朝天，将排气噪声对发电机组的影响降低到最低。

　　（2）隔声消除应从吸声材料和外部隔绝两方面入手。进气噪声、机械噪音和燃烧噪声属于发电机组箱体内部的噪声，需要选定合适的材料和结构来降低此部分噪音。箱体内部在选取隔音材料时，应能满足有利于减小声波频谱中峰值。

　　（3）频段的噪音，因为声能量详细集中在几个峰值频率，噪声峰值减轻了，总的噪声辐射就可明显降低。

　　      查阅柴油发电机的性能数据单，康明斯柴油发电机的噪音频谱主要集中在500-4000Hz范围内，为此选型的隔声材料该当在此频段有偏高的隔声系数，综合以上因素，箱体内部的降噪材料选购为体积密度为36kg/m3的无碱超细玻璃棉，其降噪系数如表1所示。

　　（5）发电机组作业室的进气处吸声构成具体由防水百页窗+吸声百叶组成，两者之间加装304不锈钢防虫网，防止发电机组运转时吸入箱体内部小虫子和杂物，吸声百页操作冲孔板折弯成型，中间填充操作无纺布包裹的超细玻璃棉。其构成如图10所示。

　　      集装箱式柴油发电机组内部主要的振动源是柴油发电机和发电机，为避免将两者的震动传递到集装箱发电机组外部，在柴油发电机、发电机和发电机组公共底座连接处装配橡胶减振器，在发电机组公共底座与箱体的花纹地板之间安装橡胶减震板，双重减震，另外箱体内部的排烟管路、远置散热器的中冷管路及水管等中间操作膨胀节弹性相连，高效减少箱体内部的振动向箱体外部传递。

　　      集装箱式柴油发电机构成套好后，根据产品开发要点，对方舱电站进行热平衡及噪声测试试验。

　　（1）试验状态，发电机组满负荷运行，所有门体关闭，风机调到自动状态，环境温度34℃，持续运转2h，发电机组水温稳定在88℃。

　　（2）分别测量方舱电站周围1m处和7m处噪声。发电机组工作室1m处噪音平均85dB（A）左右，7m处噪音75dB（A）左右。

　　      发电机组冷却装置室周围噪声过高，具体原由是曲轴流风机噪声在102dB（A）左右，进风组成是防雨百叶窗+不锈钢防虫网，发电机组冷却系统室的进排风未经过消声吸声解决，主轴流风机的噪声传递到箱体外部。

　　      受发电机组冷却系统室内部尺寸限制，进排风处不佳做消声降噪解除，改善布置是在箱体外部的进排风处加装可拆卸式消声吸声百叶。隔音百页在运输过程中需要拆除下来，发电机组运输到达用户现场时再装配上。

　　发电机组冷却系统室1m处噪音平均85dB（A）左右，7m处噪音75dB（A）左右。达到预期的效果，满足设计要点。 

　　的运用范围广泛，通信行业、金融部门、医院学校以及大型参数中心等都离不开集装箱式柴油发电机组标准集装箱式康明斯发电机组可以在不占用建筑面积的前提下置于户外，又能防雨防晒，能快速实现供电的机动性，可靠安全的供应应急电源。对比于普通的开式发电机组而言其具有低噪音、方便制造、运输、维护、维护等目的。集装箱式康明斯发电机组已在市场上经过小批量验证，市场反馈良好。冷却装置运转可靠，发电机组维保维护方便，能够在发烫环境下连续作业，运输方便，可办理箱证作为20尺标准货柜发运。目前市场上对于大容量低噪音型发电机组需求量越来越多，尤其是东南亚、中东、北非及南美地区等，该款集装箱式柴油发电机组是市场上为数不多的能将1000KVA（PRP容量）发电机组集成在20尺集装箱内的产品，有很强的市场竞争力，具有良好的经济与社会效益。 ----------------

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