緊急建設用発電機の冷却: ラジエーターのサイズと選択

典型的なサイト障害を考えてみましょう。摂氏 25 度の標準定格で注文した 500 kVA スタンバイセットが、試運転から 3 週間後の 43 度の午後に高い冷却水温度でトリップしました。エンジンは健康です。ラジエーターに欠陥はなく、詰まりもせず、販売時のデータシートよりも小さすぎることもありません。それは、その場所に存在しない気候に合わせて指定されただけです。建設現場では、冷却障害は仕様上の障害であり、脱水ポンプ、ホイスト、現場照明がすべて同時に稼働する最初の暑い週に表面化します。

非常用建設用発電機が実際に行うべきこと

建設用緊急発電機は、ライフラインの故障から数秒以内に人命の安全、脱水、荷物の吊り下げを行うことができるサイズのスタンバイディーゼル発電セットであり、試験証明書に印刷されたレベルではなく、現場のいかなる周囲温度や粉塵レベルでもそれを実行する必要があります。

定義

建設用緊急発電機は、スタンバイ定格のディーゼル発電機で、送電網に障害が発生した場合に、現場の安全システム、ポンプ、ホイスト、照明に一時的な電力を供給するために設置されます。商用およびインフラストラクチャプロジェクトでは通常 100 kVA ～ 800 kVA です。

スタンバイデューティでは、主電源のデータシートには記載されていない次の 3 つの方法で冷却要件が変化します。

起動と負荷の受け入れ: レベル 1 の生命安全システムでは、約 10 秒以内に起動と定格負荷の受け入れが必要です。これは、コールドスタートから 1 分以内に全負荷の熱遮断が始まることを意味します。
長いアイドル期間: 数週間はゼロ負荷で、毎週のエクササイズのみを実行するため、ベルト、シール、冷却剤はイベント間で静的な状態になります。
現場の状況: 土工事の粉塵、音響キャノピールーバー、およびエンジンメーカーが公表する定格点を超える夏の気温。

実験室での 25 度の定格を満たすコアでも、建設現場では故障する可能性があります。数値、コア構造、設置の詳細によって、それが可能かどうかが決まります。

スタンバイセットがラジエーターに注ぐ熱量

500 kVA (400 kWe) のターボチャージャ付きディーゼルセットは、全負荷時におよそ 290 ～ 300 kW の熱を排出し、その約 60% はラジエーターが除去する必要があるジャケット水回路に到達します。

おおよその全負荷熱遮断、500 kVA ディーゼルセット

ジャケット水 180kW

チャージエア 60kW

潤滑油 35kW

放射線をブロックする 20kW

295kW 全負荷時に冷却剤と空気に排出される総熱量

20m3/秒 空気側温度が 12 K 上昇した場合に必要なファンの空気流量

0.74kW 出力 kWe 当たりの排熱量、計画値

このチャートは水冷オイルクーラーとのセットの計画ベースラインであり、エンジンメーカーの熱遮断曲線の代替ではありません。最初に曲線を読み取り、次にコアのサイズを決定します。

2 つの回路、2 つのルール: 給気クーラーが別個の回路に配置されている場合、ラジエーターはデュアル回路コアとなり、各回路には独自の圧力キャップ定格が必要です。両方を 1 つの回路に統合すると、全負荷時に冷却水温度が 8 ～ 12 K 上昇しますが、これは多くの場合、マージン全体になります。

周囲温度と埃が実際のラジエーターのサイズを決定します

ラジエーターの容量は周囲温度が上昇すると低下し、摂氏 25 度で選択されたコアは、その定格を超える度に使用可能な熱遮断率が約 1.5% ～ 2% 失われます。

現場の周囲温度が設計点 25 ℃を超えても、一般的なラジエーター容量は維持されます。
現場環境	保持容量	実用的なラジエター応答性
35℃	88～92%	コアサイズを 1 つ大きくする、またはフィンピッチを広くする
40℃	82～86%	特大コアと高エアフローファン
45℃	78～82%	特大コアとダクト排出
50℃	70～74%	リモートラジエーターまたは熱交換器

経験則: 摂氏 25 度で選択されたコアは、全負荷に耐えるために摂氏 45 度で約 15% 多くのフェース面積を必要とし、50 度で約 25% 多くのフェース面積を必要とします。空気密度は 1,000 m ごとに約 10% 低下し、同じ炉心を通過する空気の質量流量もそれに伴って低下するため、高度がこの影響をさらに悪化させます。

ダストは 2 番目のセレクターです。土工、コンクリートのバッチ処理、および運搬道路では、フィンの隙間に外側から詰め込む微粒子が空気中に充填されます。1 インチあたり 8 個のフィン (ピッチ約 3 mm) のコアは、その使用に耐えます。 1 インチあたり 12 個の密度の高いコアは数週間以内に詰まり、フィンを折りたたむ高圧洗浄が必要になります。

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摂氏 45 度以上で何か月も稼働するサイトの場合、特大コアの方がダウンタイムよりもコストが安く、ファンとドライブはその後ではなくコアと一緒に指定する必要があります。

チューブアンドフィンまたはプレートアンドフィン: コアをサイトに一致させる

セットが清潔な工場室内に設置されていない限り、建設現場ではチューブアンドフィンコアを使用してください。これは、チューブアンドフィンコアは繰り返し洗浄して再コアすることができますが、ろう付けされたプレートアンドフィンコアはそれができないためです。

チューブアンドフィン

チューブを潰すことなく、3 ～ 5 bar の水または空気で洗浄可能
フィンピッチ 3 ～ 4 mm で粉塵の負荷に耐えます
修理可能: 個々のチューブを差し込むか交換できます。
同じ熱遮断率でも 10 ～ 15% 重く、大きくなります。

プレートアンドフィン、ろう付け

同じ用途で 25 ～ 35% コンパクト
単位面面積あたりの熱伝導率が高い
掃除が難しい。ろう付けされた継ぎ目は繰り返しの高圧洗浄に耐えられません
きれいな空気、固定設置、密閉された筐体に最適

建築用筐体は、ファンが取り付けられたダストトラップです。セットが音響キャノピー内で実行される場合は、ルーバーにメッシュスクリーンまたはプレクリーナーを追加し、カレンダーではなく実行時間によってフィンの清掃間隔を設定します。

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ラジエーターが機能するかどうかを決定する 5 つの取り付けの詳細

エアフロー、クリアランス、および熱気の再循環は、コアのサイズよりも建設現場の過熱の原因となり、これら 3 つはすべて購入時ではなく設置時に固定されます。

ルーバーのない領域: ルーバーにラジエーターの面領域の少なくとも 1.25 倍を与えます。それを下回ると、静圧が 100 Pa を超えて上昇し、ファンが移動する空気の量は曲線が約束する量よりも少なくなります。
クリアランス: コア面と壁の間に 1 つのファン直径を確保し、2 つのセット間でファン直径の半分を確保します。 1mの隙間を隔てて向かい合ったラジエーターがお互いの熱風を引き寄せます。
排出方向: 熱風を吸気側から筐体ラインの上に押し出します。 2 ～ 3 メートルの出口ダクトであれば、迷惑な旅行を 1 シーズン続けるよりもコストがかかりません。
ファン駆動: ベルトの張力を 250 時間後に確認し、500 時間後に再度確認します。ベルトが滑るとファン速度の 10 ～ 15% のコストがかかり、これはコアの 5 分の 1 が失われることに相当します。
冷却剤: システム圧力に合わせたキャップを付けて 50% グリコールを流します。グリコールは沸点を1バールで摂氏約108度まで上昇させます。これは、45度の午後までセットを維持できるマージンです。

試運転チェック: セットを 75% の負荷で 30 分間保持し、その後 100% にステップします。冷却液の温度はサーモスタットの設定値の約 8 K 以内で安定する必要があります。全負荷で10分間経過しても上昇を続ける場合、故障は炉心ではなく空気側にあります。

既存サイトのラジエーターの交換

建設現場でのラジエーター交換のほとんどは、部品番号ではなく寸法と接続レイアウトで照合されます。これは、現場の記録がプロジェクトの引き渡し後に残ることはほとんどないためです。

コアのエンベロープ、接続ボアと位置、ファンの直径とシュラウドの深さ、およびベースフレーム上の取り付け設置面積の 4 つの測定値によって一致が決まります。

相互参照チェックリスト

コアの幅、高さ、厚さ（ミリメートル単位）、タンクで測定
入口と出口の穴とそれらの間の中心距離を加えたもの
ファン径、羽根枚数、回転方向
タンクの向きとフィラーネックの位置
取付穴中心とアイソレータの種類
圧力キャップ定格とサーモスタットの設定値

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コアはバーストで全負荷を認識し、イベント間で回復する必要があるため、スタンバイセットは連続デューティではなくスタンバイデューティで指定する必要があります。 Jiangsu Weichuang Radiator Manufacturing Co., Ltd. は、この範囲のセットの交換用コアを製造しており、仕様に関する会話は通常、上記の 4 つの測定値から始まります。カタログコアがフレームに適合しない場合、カスタムビルドコア測定されたエンベロープに合わせてサイズを調整すると、通常、ベースフレーム、ホース、ファンシュラウドを変更するよりもコストが低くなります。

スタンバイセットを冷却状態に保つメンテナンス間隔

スタンバイラジエーターは、磨耗により故障するずっと前に放置により故障します。以下の 4 つのタスクにより、サイトの停止のほとんどが防止されます。

建設現場の予備発電機ラジエーターの検査間隔。
タスク	間隔	失敗とはどのようなものか
フィンの洗浄と矯正	粉塵の多いサービスで 250 時間または毎月	同じ負荷で冷却水温度が 5 K 上昇
グリコール濃度とpH	500時間	中心部にスケールがあり、沸点が低い
圧力キャップとホースクランプ	12ヶ月	目に見える漏れはなく、クーラントが失われています
ベルトの張力とファンベアリング	250時間、その後500時間	ファンの騒音、ベルトの光沢、温度上昇の遅さ

スタンバイセットでの最も安価な診断は温度ログです。週に 1 回の測定値、同じ負荷、同じ時間帯です。 1 か月にわたる 5 K の漂流は、水側ではなく空気側を指します。

負荷がかかって温度が上昇した場合は、空気、冷却水、コアの順に原因を調べてください。この内訳は、発電機の過熱の原因と修正同じシーケンスに従います。

FAQ: 緊急工事用発電機の冷却

結論: ラジエーターのサイズは、まず設置場所の周囲環境、次にコア構造、そして三番目に設置場所の空気の流れを考慮して決定します。エンジンの定格だけでは、スタンバイセットが冷却状態を維持できるかどうかを決定することはできません。

非常用建設用発電機はどのくらいの速さで全負荷に耐えなければなりませんか?

レベル 1 の生命安全システムでは、設備の故障から約 10 秒以内にセットが起動して定格負荷を受け入れる必要があるため、冷却システムは、最初の回転の前に冷たい冷却剤と固定ファンを使用して、コールドスタートから 1 分以内に全負荷の熱遮断を処理する必要があります。

標準ラジエーターは摂氏 45 度の現場周囲環境に対応できますか?

定格出力ではありません。摂氏 25 度で選択されたコアは、45 度での容量の約 78 ～ 82% しか保持しないため、全負荷では、面面積が約 15% 増加し、再循環を避けるために高気流ファンとダクト排出が必要になります。

なぜ午後だけセットがオーバーヒートするのですか?

3 つの影響が重なって発生します。ピーク時の周囲環境が能力を低下させ、風上の空気が朝の空気よりも高温になり、その日の輸送交通によって緩んだ塵がすでにフィンに詰まっています。ファンが自身の排出物をコアを通して引き戻す場合、吸入空気は周囲温度より 8 ～ 10 K 高い可能性があります。

部品番号のない交換用ラジエーターを注文するにはどうすればよいですか?

コアエンベロープ、中心距離を含む入口および出口ボア、シュラウドの深さを含むファン直径、およびベースフレーム上の取り付け穴の中心を測定します。これら 4 つの測定値に圧力キャップ定格とサーモスタットの設定値を加えれば、コアの適合または構築には十分です。

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