Выхлоп и вентиляция ДГУ в помещении: расчёт и требования

Что помещение обязано дать дизельной электростанции

Открытая рама приезжает без кожуха, наружного глушителя и жалюзи: всё это закрывает здание. ГК ТСС требует оборудовать помещение приточно-вытяжной вентиляцией с включением при запуске ДГУ, системой автоматического пожаротушения и бетонным основанием под крепление. Нарушение этих требований может повлечь снятие с гарантии.

Cummins T-030 ставит вентиляции три задачи: воздух на горение, отвод тепла от установки и оборудования, удаление вредных выделений. Выбор между рамой, кожухом и блок-контейнером разобран в статье про исполнения ДГУ.

Сколько воздуха нужно на охлаждение и горение?

П. 7.4.1 СП 60.13330.2020 не допускает определять количество воздуха по кратности воздухообмена, кроме случаев, обоснованных нормативными документами. Расход считают по избыткам явного тепла (п. 7.4.3), а тепловыделения берут по паспорту на технологическое оборудование (п. 7.4.5).

Готовую формулу для машинного зала даёт руководство Cummins T-030, а не российский СП:

V = Q / (cp x dT x d).

Здесь V - минимальный расход принудительной вентиляции, м3/мин; Q - суммарное тепло в помещение, МДж/мин; cp = 1,01 x 10-3 МДж/(кг·°C); dT - допустимый перегрев помещения, °C; d = 1,20 кг/м3.

Порядок по T-030:

1. Взять тепло от установки в помещение из листа технических данных. В примере руководства это 5,9 МДж/мин.
2. Добавить тепло от глушителя и труб по таблице 26: труба 127 мм - 481 кДж/мин на метр, глушитель - 1584 кДж/мин. Для изолированного тракта - 30 % этих значений.
3. Добавить тепло от РУ, насосов, освещения и солнечной радиации.
4. Задать dT: допустимая температура помещения минус максимальная наружная у воздухозабора. В примере 40 - 32,2 = 7,8 °C.
5. Взять расход на горение из того же листа данных: 34,7 м3/мин.
6. Поднять результат на 3 % на каждые 305 м высоты над уровнем моря.
7. Сравнить итог с паспортным расходом вентилятора радиатора.

Сумма тепла в примере 8,92 МДж/мин, около 149 кВт. Подстановка даёт 944 м3/мин, вместе с воздухом на горение - 979 м3/мин, около 58 700 м3/ч.

Какой площади делать приточный и вытяжной проёмы?

Площадь живого сечения считают по формуле A = V / S: V - расход, S - скорость воздуха в проёме. T-030 рекомендует держать скорость 2,5-3,6 м/с, иначе в помещение затягивает дождь и снег. П. 7.5.2 СП 60.13330.2020 ограничивает скорость в живом сечении воздухозаборного отверстия 2,5 м/с и требует ставить жалюзийные решётки под углом 20° вниз. До 4 м/с скорость поднимают при акустическом обосновании по СП 51.13330.

При 979 м3/мин и скорости 2,5 м/с (150 м/мин) нужно около 6,5 м2 живого сечения. Габарит проёма выйдет больше: эффективную площадь жалюзи и сеток даёт их изготовитель.

Приток ставят внизу, вытяжку выше и на другой стене: поток идёт через всю установку от генератора к радиатору. Воздух берут с улицы и выбрасывают на улицу. У моделей с радиатором на раме проём делают напротив радиатора. РЭ стационарных электроагрегатов ЯМЗ требует направляющий кожух между проёмом и радиатором против возврата горячего воздуха на вход радиатора. ГК ТСС задаёт канал отвода воздуха от радиатора наружу: короткий, прямой, площадью в 1,5 раза больше площади радиатора.

Перепад давления: чем платит радиатор в помещении

Cummins требует, чтобы сумма сопротивлений притока и вытяжки была меньше паспортного предела по листу данных установки. В примере T-030 этот предел 0,50 дюйма вод. ст. (124,5 Па).

Цена превышения: при сопротивлении тракта 0,25 дюйма вод. ст. (6,4 мм) система, рассчитанная на 50 °C, фактически держит 47 °C. Дальше падение расхода воздуха, перегрев и останов по защите.

Вентиляция создаёт небольшое разрежение, поэтому котлы в генераторной не рекомендуют: возможно опрокидывание тяги. Вентиляцию проектируют на работу при закрытых дверях. При любом давлении дверь обязана открываться изнутри.

ГК ТСС задаёт ориентир по тепловому режиму: рост температуры в помещении до 10-15 °C и не выше 40 °C. Стационарная установка исполнений У и УХЛ по таблице 7 ГОСТ 33115-2014 рассчитана на воздух в помещении от 8 до 50 °C.

Выхлоп наружу: диаметр, компенсатор, уклон и конденсат

Отработавшие газы содержат окись углерода - газ без цвета и запаха. ГК ТСС предупреждает: вдыхание вызывает отравление, потерю сознания и смерть. Выпуск газов в помещение недопустим. РЭ двигателей ЯМЗ-536 требует в помещении пуска приточно-вытяжную вентиляцию и автономный газоотвод, принудительно уводящий газы от глушителя наружу. Тракт заканчивается вне здания, где газы уходят в сторону от зданий и воздухозаборов. Газы не должны попадать в другие помещения через окна, двери и вентиляцию. П. 7.11.2 ГОСТ 33115-2014 запрещает пропуск отработавших газов через уплотнения разъёмных соединений.

Высоту и диаметр устья выброса определяют расчётом рассеивания в технологической части проекта (п. 5.4 Методов, приказ Минприроды России от 06.06.2017 N 273). Выброс из системы вентиляции производственного помещения по п. 7.6.4 СП 60.13330.2020 относят от воздухозаборов не менее чем на 10 м по горизонтали или на 6 м по вертикали. Приточные устройства размещают дальше 8 м от оголовков дымовых труб. Слив конденсата из тракта входит в регламент обслуживания.

Какое противодавление допускает выпускной тракт?

Паспортное значение берут из документации на двигатель. Для стационарных электроагрегатов АД150С и АД200С ЯМЗ допускает сопротивление выхлопу не более 500 мм вод. ст. (4905 Па). Cummins рекомендует оценить противодавление до компоновки тракта и замерить его под полной нагрузкой до ввода в работу. Превышение даёт рост расхода топлива, высокую температуру газов, чёрный дым и отказы.

Считают поэлементно. Пример из T-030: гибкая вставка 125 мм длиной 610 мм, глушитель critical grade с входом 150 мм, около 6 м трубы 150 мм и один отвод. Расход газов 76,9 м3/мин, допустимое противодавление 1040 мм вод. ст.

Сумма потерь: вставка 1,4 + отвод 1,4 + труба 2,8 + глушитель 21,5 = 27,1 дюйма вод. ст. против допустимых 41. Компоновка проходит, и глушитель дал 21,5 из 27,1 - больше всей трубы с отводами.

Стальная труба удлиняется примерно на 1,14 мм на метр на каждые 100 °C превышения температуры газов над окружающей. Отсюда компенсаторы на длинных прямых участках и на каждом повороте.

Проход через конструкции и пожарные требования

В жилых и общественных зданиях противопожарные требования к размещению генераторных приравнены к требованиям для котельных на том же топливе (п. 5.1.5 СП 4.13130.2013). Технические помещения там категорируют по взрывопожарной и пожарной опасности по СП 12.13130 (п. 5.1.2). Состав сигнализации и пожаротушения определяет проект: в перечне СП 486.1311500.2020 названы только передвижные электростанции на автомашинах и прицепах. П. 6.2 СП 7.13130.2013 требует отдельных систем вентиляции для групп помещений в разных пожарных отсеках.

Проход газохода через горючие конструкции закрывают теплоизоляционной муфтой: внутренний диаметр на 25 мм больше наружного диаметра трубы, зазор заполняют теплоизоляцией (ТСС). Минимальное расстояние от трубы до горючих материалов - 300 мм. Cummins держит трубы дальше 230 мм от горючих конструкций и советует прокладывать их не ниже 2,3 м от пола.

Правила противопожарного режима (постановление Правительства РФ N 1479, редакция от 03.02.2025) запрещают хранить в вентиляционных камерах материалы и оборудование и оставлять двери камер открытыми (п. 41). Очистку воздуховодов от горючих отложений проводят не реже раза в год с актом (п. 43).

Работы по газоходу, вентиляции и электрике выполняет аттестованный персонал, работа под напряжением запрещена. Обслуживание ДГУ ведёт персонал с группой по электробезопасности (п. 112 ПТЭЭП).

Частые ошибки при монтаже вентиляции и выхлопа ДГУ

1. Расчёт по кратности воздухообмена вместо избытков тепла. П. 7.4.1 СП 60.13330.2020 этого не допускает.
2. Проём подобран по габариту решётки. В расчёт идёт эффективное живое сечение от изготовителя.
3. Приток и вытяжка на одной стене: воздух идёт коротким путём, дальний конец установки перегревается.
4. Воздухозабор рядом с выбросом выхлопа. Газы и сажу тянет обратно в помещение.
5. Общий газоход на две ДГУ. ТСС требует отдельный тракт и выход для каждой установки.
6. Вес глушителя висит на патрубке двигателя. Страдают коллектор и турбокомпрессор.
7. Горизонтальный участок без уклона и без дренажа. Конденсат идёт обратно к двигателю.
8. Изоляция на компенсаторе, коллекторе или турбокомпрессоре. Это прямо запрещено руководством.

Карта приёмки помещения перед монтажом ДГУ

1. Лист технических данных: тепло в помещение, воздух на горение, расход вентилятора радиатора, предельное сопротивление тракта, допустимое противодавление выпуска.
2. Расчёт воздухообмена по избыткам тепла с dT под местную максимальную наружную температуру.
3. Площади притока и вытяжки по эффективному живому сечению, скорость в проёме в норме.
4. Замер сопротивления притока и вытяжки до пуска, сумма ниже паспортного предела.
5. Газоход: компенсатор, уклон, дренаж, опоры, изоляция, муфты в местах прохода.
6. Выброс наружу: устье по расчёту рассеивания, направление от воздухозаборов.
7. Категория помещения, пожарная сигнализация и пожаротушение по проекту.
8. Прогон под нагрузкой до стабилизации температуры, замер перегрева у входа воздухоочистителя.
9. Акт ввода, эксплуатационная документация, персонал с группой по электробезопасности (пп. 26 и 112 ПТЭЭП).

Вентиляцию и газоход монтируем своими бригадами при монтаже ДГУ, пример - блок-контейнер на объекте.