|
新聞主題 |
柴油發(fā)電機日用儲油箱的輸油管道安裝要求 |
摘要：本文根據康明斯公司實(shí)際項目設計、工程建設及運行維護的相關(guān)經(jīng)驗，闡述發(fā)電機房燃油供給系統的主體架構、自控邏輯以及供電配置等主要組成內容，并結合當前行業(yè)現狀，從源頭設計、工程建設以及運行維護等多角度綜合思考，設計建設了一個(gè)安全、穩定以及高效的發(fā)電機房發(fā)電機組燃油供給系統，為后續發(fā)電機房的運行維護打下了堅實(shí)基礎，可確保及時(shí)有效地供給燃油，保障關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)電機組供油不間斷，發(fā)電機房設備供電不間斷。
一、燃油供給系統組成與安裝要求
目前，發(fā)電機房的供電基本架構一般由高壓市電加柴油發(fā)電機組作為后備電源保障。柴油發(fā)電機是發(fā)電機房供電的最后一道保障，燃油供給系統是保障柴發(fā)機組及時(shí)穩定運行的關(guān)鍵環(huán)節。一個(gè)穩定、可靠的燃油供給系統，能在長(cháng)時(shí)間停電情況下為發(fā)電機組提供及時(shí)有效的燃油，確保機房設備供電不間斷。
燃油供給系統的主要設備包括儲油罐、供油泵、回油泵、各種閥門(mén)、燃油過(guò)濾器、日用油箱、PLC控制柜、電源柜、傳感器以及磁翻板液位計等。燃油供給系統主要由主體架構、自動(dòng)控制以及供配電3大部分組成。主體架構為燃油系統的主要軀干，通過(guò)管道對儲油罐、日用油箱以及發(fā)電機組進(jìn)行合理連接，并在管道上加裝油泵和閥門(mén)等各種控制裝置，形成一個(gè)穩定、高效且安全的供油系統。自動(dòng)控制系統是整個(gè)燃油供給系統的大腦中樞，包括各種傳感器和信號監測，通過(guò)PLC利用既定的自動(dòng)控制邏輯監測并控制整個(gè)燃油供給過(guò)程。供配電是系統中控制裝置和PLC等用電設備的能量來(lái)源。其中，小于200KW柴油發(fā)電機組可以選配原廠(chǎng)提供的機底油箱，容量為滿(mǎn)載8小時(shí)；此時(shí)不需附加額外的燃油管路、溝道及輸送泵，就能與機組很好的配合使用?？梢酝ㄟ^(guò)手泵或電動(dòng)裝置、人工、電動(dòng)的或自動(dòng)的向機底油箱補油。若選購原廠(chǎng)配套的自動(dòng)補油系統（附帶高低油位報警），可令系統更為完善。
1、儲油箱的安裝要求
（1）柴油發(fā)電機組油箱一般放置于鄰近的儲油間里。油箱內最理想的燃油高度應保持和燃油輸送泵入口等同高度，但最高油面不能比發(fā)電機組底座高出2.55mm米。油箱有相應質(zhì)量證明及檢測試驗報告。油箱安裝完畢后進(jìn)行管路安裝施工，油管按設計安裝在浮動(dòng)地臺上，輸油管道安裝完成后用壓縮空氣進(jìn)行試壓。
（2）燃油箱是用鋼板沖壓焊接而成，其內表面一般鍍有防護層（不允許用鍍鋅鋼板），以防油箱壁面受腐蝕。由于柴油很難在常溫下蒸發(fā)，因此，柴油箱不裝置蒸氣閥，但柴油箱蓋必須加裝一個(gè)與大氣相通的壓力平衡孔，并在蓋內側加裝空氣濾清氈墊，以濾除空氣中的灰塵帶入柴油中。
（3）應在油箱沉淀池下部裝有放油塞，以便排出臟物。為了便于從柴油箱中放出水分，有的油箱在放油塞上裝有一個(gè)活門(mén)。
（4）大于400KW柴油發(fā)電機組通常日用油箱的容量為1000L，油箱中須裝置低油位開(kāi)關(guān)設置30%、50%、100%、110%四階段之油位預告信號。 其常規設計如圖1、圖2所示。
|
圖1 1000L柴油發(fā)電機日用油箱平面圖 |
圖2 1000L柴油發(fā)電機日用油箱側視圖 |
2、燃油系統的安裝要求
（1）燃油系統由鋼制室內油箱、油泵及閥門(mén)、電磁閥、管路以及日用油罐遺漏過(guò)濾器、油位表、存油量計、存油管密封帽、阻火器、通風(fēng)貌、滴盤(pán)、排渣管、溢流管等構成，同時(shí)應設防靜電接地裝置。燃油系統通常需要
（2）日用油箱向柴油發(fā)電機供油的管口距油箱底的距離至少應有100mm左右，以免沉淀污物和冷凝水被吸入柴油發(fā)電機。安裝位置應避開(kāi)熱源和振動(dòng)，一般布局位置如圖3所示。因為振動(dòng)會(huì )導致沉淀物泛起；而加熱則引起功率下降，若燃油溫度升溫至65℃，會(huì )產(chǎn)生汽化而使柴油發(fā)電機無(wú)法正常工作。
（3）燃油系統不允許有細微的滲漏，包括運轉中和停機時(shí)的滲漏。若出現滲漏，都會(huì )導致空氣逸入燃油系統，會(huì )產(chǎn)生柴油發(fā)電機運行不穩定和影響輸出功率。因此，保證嚴密無(wú)滲漏是燃油全系統安裝的關(guān)鍵。軟管安裝要采用優(yōu)質(zhì)環(huán)箍，不要用鐵絲捆扎，以免松脫或切破油管。
（4）整個(gè)施工完成，在發(fā)電機組準備進(jìn)行調試前對燃油系統充注燃油。
3、輸油管道的安裝要求
輸油管應為無(wú)縫鋼管。供油管采用DN65無(wú)縫鋼管、回油管采用DN50無(wú)縫鋼管。進(jìn)油管和回油管必須盡可能分開(kāi)，以防止熱燃油回流。燃油吸入管應在油箱最低液面下鋪設。在發(fā)動(dòng)機供油泵上須裝拉線(xiàn)“關(guān)閉”閥門(mén)，以便在發(fā)生事故時(shí)在機房外可以手動(dòng)關(guān)閉發(fā)電機組。在主輸油管道上須提供一雙筒式油過(guò)濾器閥門(mén)，以便于清理油過(guò)濾器時(shí)不會(huì )影響系統正常工作。日用油箱與輸油管道的連接如圖4所示。
（1）油管直徑： 50mm;長(cháng)度 : 120m / 396ft
（2）在40L/min or 0.67 L/s的流量時(shí)，阻力為0.5ft，公式為H2O/100ft = 3.96 x 0.5 = 1.98ft H2O or 610 mm H2O
（3）假設預留30%余量， 即油泵的最低要求壓力：610 x 1.3 = 793 mm H2O
|
圖3 柴油發(fā)電機組日用油箱位置布局圖 |
圖4 柴油發(fā)電機組與日用油箱管道連接圖 |
二、燃油供給系統架構
國內發(fā)電機房一般采用地埋式儲油罐。國標《發(fā)電機房設計規范》中，直埋地下的臥式柴油儲罐需滿(mǎn)足建筑物和園區道路間的最小防火間距，柴油發(fā)電機的燃油存儲量需滿(mǎn)足相應等級發(fā)電機房的用油量，國標A級發(fā)電機房需滿(mǎn)足12h的后備用油量1。良好的設計方案是保證后備燃油存儲長(cháng)期穩定可靠的關(guān)鍵源頭。結合發(fā)電機房的實(shí)際設計與建設，從主體架構、自控邏輯、監控以及供電配置等方面，對發(fā)電機房的燃油供給系統進(jìn)行設計分析。通過(guò)實(shí)踐研究，需將2N雙備份設計理念貫穿全系統每個(gè)設備節點(diǎn)。從儲油罐、管道、日用油箱、供回油泵、PLC控制柜、地埋儲油罐日常加油口以及日用油箱應急加油口，到PLC控制柜、油泵及電動(dòng)閥等用電設備，均要以雙備份思路進(jìn)行規劃建設。
1、主體架構
燃油供給系統的主體架構包括儲油罐、日用油箱、管道、供回油泵以及閥門(mén)等常見(jiàn)設備。燃油系統主體架構在設計圖紙定稿后一錘定音，建設完成后的改造難度和成本巨大。因此，主體架構應以安全、穩定、可靠以及高效等為基礎，在規劃設計時(shí)重點(diǎn)考慮后續運行維護的便利性和經(jīng)濟性目。
主體架構2N雙備份是對管道的合理設計。主要思路為兩個(gè)相同容積的罐體，分別為發(fā)電機房一半數量柴油發(fā)電機所對應的日用油箱供油，從儲油罐到每個(gè)日用油箱，設置兩路供油管道，在兩個(gè)儲油罐間設置兩路旁通管道形成互為備份，使供油管道和儲油罐達到2N設計效果。主體架構設計框架如圖5所示。
圖5中管道標識及作用如下：
（1）1號為主加油管，主要用于日常加油車(chē)給地下儲油罐加油。
（2）2號為主回油管，日用油箱加油超過(guò)臨界值時(shí)，燃油從5號溢流管溢出匯流至主回油管。日常檢修、應急情況時(shí)，通過(guò)8號快速回油管緊急回油匯流到主回油管直至地下儲油罐。
（3）3號為供油管，連至各個(gè)日用油箱加油主管道，與4號供油管互為備用。
（4）4號為供油管，連至各個(gè)日用油箱加油主管道，與3號供油管互為備用。
（5）5號為溢流管，當日用油箱加油超過(guò)臨界值時(shí)，通過(guò)溢流管溢出匯流至2號主回油管。
（6）6號為柴發(fā)回油管，柴發(fā)啟動(dòng)發(fā)電時(shí)燃油循環(huán)回流至日用油箱。
（7）7號為連至柴發(fā)加油管，柴發(fā)啟動(dòng)發(fā)電，日用油箱提供燃油管道。
（8）8號為快速回油管，當故障、檢修以及火災等緊急情況時(shí)，通過(guò)回油泵快速把燃油抽回匯流到2號主回油管，直至地下儲油罐。
（9）9號為應急加油管，當地下儲油罐或儲油罐至日用油箱間的管道，全部故障或控制系統故障無(wú)法供油時(shí)，通過(guò)應急加油管道燃油直接加到日用油箱。
（10）10號為旁通管，使供油管道和儲油罐形成互為備份，其中一個(gè)油罐故障時(shí)，通過(guò)切換閥門(mén)另一個(gè)油罐承擔起故障側柴發(fā)的燃油供給，避免供油中斷。
2、儲油罐及相關(guān)器件
儲油罐罐體的建設一般根據國標《小型立、臥式油罐圖集》要求，結合工程實(shí)際需求進(jìn)行深化設計。地埋臥式儲油罐進(jìn)出管道及相關(guān)器件設計詳圖如圖2所示。
圖6中管道及相關(guān)器件標識及作用如下：
（1）1號為日?？焖偌佑涂?，設置兩個(gè)不同口徑的常用加油口，便于日常不同容量燃油運輸車(chē)的加油工作。主加油管在儲油罐底部加一個(gè)彎頭，防止后期加油時(shí)沖擊底部沉淀物污染油品，從而損傷堵塞管道、閥門(mén)等器件。
（2）2號為油水分離器。油水分離器就是將油和水分離開(kāi)來(lái)的儀器，原理主要是根據水和燃油的密度差，利用重力沉降原理去除雜質(zhì)和水份的分離器，可根據發(fā)電機組流量選型。
（3）3號為油表，計量加油量，便于運維工作。
（4）4號為阻火通氣罩，防止外部火焰竄入罐體內或阻止火焰罐體內蔓延。
（5）5號為快速吸油口，快速及時(shí)地把地下儲油罐內的燃油吸出，便于罐體的維護和維修，同時(shí)底部設計止回閥，防止吸出燃油回流。
（6）6號為液位計，實(shí)時(shí)計量地下儲油罐內燃油量。液位計采用的方式如下：
① 目試液位計：標準配置，便于值班人員日常巡檢。
② 四段式浮球液位計：用于給日用油箱的加油控制，準確性好，經(jīng)濟適用。
③ 磁翻版式液位計：用于油路的監控功能，性?xún)r(jià)比高。
（7）7號為球閥，用于管道開(kāi)通、切斷。
（8）8號為止回閥，單向開(kāi)通，防止燃油通過(guò)供油管倒流至儲油罐。
（9）9號為油泵(潛油泵)，需燃油補給時(shí)，啟動(dòng)油泵為燃油供給提供動(dòng)力。
（10）10號為活動(dòng)蓋板，便于工作人員進(jìn)出和日常保護操作井。
|
圖5 柴油發(fā)電機燃油供給系統主體架構框圖 |
圖6 柴油發(fā)電機地埋式儲油罐供油管道設計詳圖 |
3、日用油箱及相關(guān)器件
日用油箱是連接儲油罐和發(fā)電機組的關(guān)鍵儲油容器，對燃油的平穩供給起關(guān)鍵作用，關(guān)系到燃油供給、日常維護以及應急搶修等。結合工程經(jīng)驗，日用油箱結構如圖7所示，其管道閥門(mén)設計如圖8所示。
儲油罐出來(lái)的2根雙路供油管分別通過(guò)日用油箱上端、管道上加裝球閥和電動(dòng)閥組合裝置進(jìn)行控制，供油管末端加裝過(guò)濾分流器。在日用油箱靠近頂部的位置，設置溢流裝置通過(guò)溢流管與底部的快速回油管合并，在回油管上設計球閥和電動(dòng)閥的組合裝置，同時(shí)設置過(guò)濾器、小型回油泵、止回閥以及球閥，以便實(shí)現快速控制。在日用油箱的上下位置設置柴發(fā)回油管和至柴發(fā)得供油管，在管道上配置相應閥門(mén)用以開(kāi)關(guān)控制。在日用油箱頂端設置應急快速加油管道，管道上加裝波紋管、閥門(mén)、油表、過(guò)濾器以及相應的加油接口，以滿(mǎn)足應急加油。同側的每個(gè)日用油箱的應急加油管并接到主應急加油管道上。每個(gè)日用油箱上需設置液位控制裝置，同時(shí)還需設置阻火通氣罩。
|
圖7 日用儲油箱結構基本示意圖 |
圖8 柴油發(fā)電機日用油箱供油管道設計詳圖 |
三、燃油自控系統
柴油發(fā)電機供回油自動(dòng)控制系統，簡(jiǎn)稱(chēng)燃油自控系統(PLC)，主要集中監測、控制與管理柴油發(fā)電機的燃油供給和回卸等狀態(tài)。它的監控對象主要包括地埋儲油罐、日用油箱、供油泵、回油泵、管路閥門(mén)、液位以及溫度等。通過(guò)控制器和傳感器等元器件，將設備的狀態(tài)接入發(fā)電機房動(dòng)環(huán)監控系統，進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、控制及運維管理。燃油自控系統拓補圖如圖9所示。
供油控制系統配置主備兩臺PLC柜，并互為熱備用。正常情況下，主備PLC各自獨立控制對應地下儲油罐的供油泵，根據控制邏輯給日用油箱供油。當其中一臺PLC故障時(shí)，另一臺承擔全部日用油箱的供油控制，實(shí)現供油控制系統的雙保障。燃油自控系統的邏輯控制主要包括以下幾個(gè)部分。
1、儲油罐的控制
每個(gè)儲油罐均應設置液位監控設施。它的液位傳感器具備遠傳和本地顯示功能，將探測到的液位信號及時(shí)有效地接入控制系統?？刂葡到y根據儲油罐中的液位傳感器信號，設置高高液位、高液位、低液位以及低低液位4種柴油容量狀態(tài)。以總容量為50m³的儲油罐為例，設置液位告警控制邏輯。
當儲油罐內柴油量達到高液位，設定油量達到45m³時(shí)監控中心出現油滿(mǎn)溢出風(fēng)險告警，同時(shí)現場(chǎng)設置聲光報警。當儲油罐內柴油量達到高液位，設定油量達到40m³時(shí)(預留回油空間)柴油控制系統和現場(chǎng)聲光提醒油罐已滿(mǎn)，停止向儲油罐補充柴油。當儲油罐內柴油量達到低液位，設定油量距離油罐底部500mm(可調整)時(shí)，柴油控制系統和現場(chǎng)聲光提醒油量過(guò)少，向儲油罐補充柴油，同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉該油罐的所有供油泵。當儲油罐內柴油量達到低低液位，設定油量距離油罐底部300mm(可調整)時(shí)，監控中心缺油告警和現場(chǎng)聲光報警，儲油罐已無(wú)柴油。
2、日用油箱的控制
每個(gè)日用油箱均應設置液位監控設施。它的液位傳感器應具備遠傳和本地顯示功能，將探測到的液位信號及時(shí)有效地接入自動(dòng)控制系統?？刂葡到y根據日用油箱中的液位傳感器信號，設置高高液位、高液位、低液位以及低低液位4個(gè)柴油容量狀態(tài)。以總容量為1m³的日用油箱為例，設置液位告警控制邏輯。
當油量達到高高液位，設定到90%油箱容積時(shí)監控中心油滿(mǎn)溢出告警和現場(chǎng)聲光報警，回油泵打開(kāi)，日用油箱柴油回卸到儲油罐。當油量達到高液位，設定到80%油箱容積時(shí)關(guān)閉日用油箱對應的供油電磁閥。當油量達到低液位，設定到50%油箱容積時(shí)開(kāi)啟日用油箱對應的供油電磁閥，及時(shí)補油。當油量達到低低液位，設定到20%油箱容積時(shí)監控中心缺油告警和現場(chǎng)聲光報警，提醒油量過(guò)低，立即補油。
3、油泵與電磁閥的控制
如圖10所示。每個(gè)儲油罐配置供油泵，與日用油箱上的供油電磁閥進(jìn)行連鎖設置。供油回路中任意一組日用油箱的電磁閥開(kāi)啟且確認閥門(mén)狀態(tài)后，由自動(dòng)控制系統發(fā)出指令，開(kāi)啟對應儲油罐的供油泵。當檢測到對應日用油箱的電磁閥都關(guān)閉時(shí)，對應供油泵停止運行。每個(gè)供油泵需具備現場(chǎng)和遠程開(kāi)啟功能，它的故障與狀態(tài)信號應實(shí)時(shí)納入監控系統。日用油箱下方設計柴油泄漏探測裝置，通過(guò)自控系統納入動(dòng)環(huán)監控。地埋儲油罐內，柴油設置含水量探測裝置，罐外設置泄漏探測裝置，通過(guò)自控系統納入動(dòng)環(huán)監控，實(shí)時(shí)預警監測油品。
4、消防聯(lián)動(dòng)控制
控制系統設計遠程或手動(dòng)關(guān)閉，日用油箱至柴發(fā)側供油管上的緊急切斷閥，緊急切斷供油泵。每個(gè)日用油箱上設置一套回油閥和小型緊急回油泵，回油電磁閥與回油泵消防聯(lián)動(dòng)。當日用油箱間發(fā)生火災報警時(shí)，消防系統將系統信號發(fā)送給油路控制系統，由油路控制系統實(shí)施控制，打開(kāi)該日用油箱和相鄰的房間，并開(kāi)啟回油電磁閥和小型緊急回油泵，快速回油直至地下儲油罐。日用油箱氣體滅火時(shí)由消防系統聯(lián)動(dòng)，關(guān)閉排風(fēng)管道上的電動(dòng)密閉閥。滅火結束后，手動(dòng)開(kāi)啟電動(dòng)密閉閥，且開(kāi)啟連鎖相應的排風(fēng)機。在發(fā)日用油箱間設置事故防爆排風(fēng)機，風(fēng)機與室內的油氣濃度探測裝置連鎖，風(fēng)機的室內外均設置手動(dòng)開(kāi)關(guān)。
|
圖9 柴油發(fā)電機燃油自控系統拓補圖 |
圖10 柴油發(fā)電機燃油系統自身控制功能框圖 |
總結：
供油系統的電源配置由兩路不間斷的電源供電，常見(jiàn)的為2N架構的UPS電源。末端通過(guò)ATS切換裝置給油泵、電動(dòng)閥以及自動(dòng)控制柜等供油系統的各個(gè)用電部件供電，使得全油路系統配電為主備雙路保障，避免了供電故障風(fēng)險，提高了供電安全等級。供油系統供電的安全性和可持續性，是柴油發(fā)電機組持續獲得燃油的基本保障。發(fā)電機房建設過(guò)程中，燃油供給系統一般歸屬土建工程范疇，且涉及較多的隱蔽工程，罐體、油箱以及管道內都有燃油。運行使用后如果發(fā)現系統性問(wèn)題隱患，改造難度大，涉及安全性要求高，需投入大量的人力物力，且往往無(wú)法到達預期效果。因此，燃油供給系統的建設應貫穿工程的全過(guò)程，在設計和建設時(shí)期應重點(diǎn)考量系統后期運行維護的穩定性、便利性、實(shí)用性以及安全性，確保發(fā)電機組能得到源源不斷的燃油供應。
----------------
以上信息來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)新聞，特此聲明！
若有違反相關(guān)法律或者侵犯版權，請通知我們！
溫馨提示：未經(jīng)我方許可，請勿隨意轉載信息！
如果希望了解更多有關(guān)柴油發(fā)電機組技術(shù)數據與產(chǎn)品資料，請電話(huà)聯(lián)系銷(xiāo)售宣傳部門(mén)或訪(fǎng)問(wèn)我們官網(wǎng)：http://www.aticodonostia.com
