Вихлопна система генератора: труби, глушник і протитиск

Вихлопна лінія — одна з позицій, у яких під час монтажу генератора помиляються найчастіше. Помилки зазвичай не помітні в перший день. Агрегат працює, але на повному навантаженні втрачає потужність, температура вихлопних газів зростає, у приміщенні накопичуються сажа й запах. Через кілька місяців з’являються пошкодження турбокомпресора, ущільнень або підвісів труб. У цій статті ми розглядаємо складові вихлопної системи, підбір діаметра труби та моменти, на які слід зважати під час монтажу. Інші питання монтажу — вентиляцію, паливо й основу — описано в статті монтаж генератора.

Складові вихлопної системи

Типова вихлопна лінія генератора, починаючи від виходу двигуна, складається з таких елементів:

1. Гнучке з’єднання (компенсатор): сприймає вібрацію двигуна та теплове розширення труби. Встановлюється якомога ближче до виходу двигуна.
2. Глушник: знижує шум вихлопу. Може бути одно- або двоступеневим.
3. Труби та коліна: виводять гази назовні. Коліна з великим радіусом зменшують опір.
4. Підвіси та опори: несуть вагу лінії й залишають свободу руху в напрямку розширення.
5. Злив конденсату: у найнижчій точці лінії запобігає стіканню накопиченої води назад у двигун.
6. Завершення виходу: дощовий клапан, косий зріз або дощовий ковпак.

Протитиск — критерій проєктування лінії

Під час проходження вихлопних газів трубою через тертя та зміни напрямку виникає опір. Цей опір, виміряний на виході двигуна, називають протитиском (back pressure). Кожен виробник двигуна вказує в технічному паспорті максимально допустимий протитиск; значення зазвичай наводять у кілопаскалях (кПа) або міліметрах водяного стовпа (мм вод. ст.).

Загальний протитиск складається з трьох складових:

• Втрати в прямих трубах: зростають із довжиною труби і швидко зменшуються зі збільшенням діаметра.
• Втрати в колінах і з’єднаннях: кожне коліно додає опір, еквівалентний певній довжині труби. Різке коліно створює значно більший опір, ніж коліно з великим радіусом.
• Втрати в глушнику: каталожне значення виробника глушника; для глушників із високим ступенем шумозниження воно більше.

Якщо за підсумками розрахунку загальне значення перевищує межу двигуна, є три шляхи: збільшити діаметр труби, зменшити кількість колін або обрати глушник із меншими втратами. На практиці найефективнішим зазвичай є збільшення діаметра труби на один крок.

Діаметр труби та траса

Під час проєктування вихлопної лінії допомагають такі правила:

• Виводьте лінію назовні найкоротшою можливою трасою. Уникайте довгих горизонтальних ділянок.
• Вважайте діаметр виходу двигуна мінімальним діаметром; у жодній точці лінії діаметр не зменшують.
• Якщо довжина лінії перевищує кілька метрів або кількість колін зростає, розгляньте наступний більший діаметр.
• Обирайте коліна з великим радіусом; за можливості замість коліна 90° використовуйте два по 45°.
• Не об’єднуйте вихлоп кількох генераторів в одну лінію. У непрацюючий агрегат потраплятимуть гарячі гази та конденсат. Кожен агрегат слід виводити окремою лінією.

Вибір глушника

Глушники класифікують за рівнем шумозниження. Поширені позначення:

Тип глушника	Типова сфера застосування
Промисловий (industrial)	Промислові зони, будмайданчики, місця, де шум не є критичним
Житловий (residential)	Об’єкти поблизу житлових районів, комерційні будівлі
Критичний (critical / hospital)	Лікарні, готелі, встановлення всередині житлових будівель, місця із суворими обмеженнями щодо шуму

Зі збільшенням шумозниження глушник стає більшим, а втрати в ньому зростають. Тому цільовий рівень шуму слід оцінювати разом із розрахунком протитиску. Вихлопний глушник знижує лише шум вихлопу; для шуму двигуна й вентилятора потрібні звукоізоляція приміщення або кожух для генератора.

Тепло, ізоляція та безпека

Вихлопні гази дизельного двигуна, що працює на повному навантаженні, нагріваються до сотень градусів. Тому:

• Труби й глушник усередині приміщення слід покрити теплоізоляцією. Ізоляція знижує температуру в приміщенні та ризик опіків.
• У місцях проходу крізь стіни й дах слід залишити достатню відстань до горючих матеріалів і використовувати прохідну гільзу.
• Вага лінії має передаватися не на двигун, а на підвіси. Якщо навантаження припадає на вихід двигуна, можуть постраждати корпус турбокомпресора й колектор.
• Вихід вихлопу має бути віддалений від вікон, припливних отворів вентиляції та пішохідних зон. Гази не повинні засмоктуватися назад у повітрозабірник самого генератора.

Конденсат і дощова вода

Коли агрегат зупинено, водяна пара у вихлопній лінії конденсується. Крім того, крізь вертикальні виходи може потрапляти дощ. Потрапляння цієї води в двигун може спричинити серйозне пошкодження під час першого пуску. Заходи:

• Встановіть у найнижчій точці лінії зливний кран або конденсатовідвідник.
• На кінці вертикального виходу використовуйте дощовий клапан або дощовий ковпак.
• Надайте горизонтальним ділянкам невеликий ухил від двигуна назовні.

Вихлоп в агрегатах у кожусі та контейнерних агрегатах

В агрегатах у кожусі глушник розташований усередині кожуха або на ньому, а вихлопний патрубок підготовлено на заводі. Якщо агрегат працює на відкритому майданчику, додаткова система зазвичай не потрібна. Однак якщо агрегат встановлюють у ніші будівлі, світловому колодязі або закритому паркінгу, вихлопні гази може знадобитися вивести на безпечну висоту. У контейнерних генераторах великої потужності вихлопну систему й глушник розміщують на даху контейнера.

Контрольний перелік

• Чи взято з технічного паспорта двигуна витрату вихлопних газів і допустимий протитиск?
• Чи розраховано загальний протитиск з урахуванням довжини лінії, кількості колін і втрат у глушнику?
• Чи є на виході двигуна компенсатор, чи несуть вагу лінії підвіси?
• Чи ізольовано труби всередині приміщення, чи використано гільзи в місцях проходу?
• Чи є злив конденсату та дощовий клапан?
• Чи має кожен агрегат окрему вихлопну лінію?

Вихлопну лінію має проєктувати уповноважений інженер відповідно до чинного законодавства. Щоб отримати витрату вихлопних газів і межу протитиску для агрегату вашого проєкту, достатньо вказати модель у запиті комерційної пропозиції — ми надамо технічний паспорт.