ICS27.120.99 NB F63 备案号：44910-2014 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 42029.5 2014 往复式内燃燃气电站设计规范 第5部分：冷却系统 Code for design of reciprocating internal combustion gas engine power station Part 5: Cooling system 2014-03-18发布 2014-08-01实施 国家能源局 发布 NB/T42029.5—2014 目 次 前言· 范围 2术语和定义· 3冷却系统构成及选择 4冷却元件. 5冷却系统要求 6冷却介质 7余热利用 附录A（资料性附录） 常用防冻液及其配比方法 NB/T42029.5—2014 前言 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草， NB/T42029《往复式内燃燃气电站设计规范》分为七个部分： 第1部分：总体设计； 一第2部分：基础建设； 第3部分：燃气发电机组； 一第4部分：燃气供给系统； 一第5部分：冷却系统； 第6部分：输、配电系统； 一第7部分：管控系统。 本部分为NB/T42029的第5部分。 本部分由中国电器工业协会提出。 本部分由全国往复式内燃燃气发电设备标准化技术委员会（SAC/TC372）归口。 本部分起草单位：中国石油集团济柴动力总厂、山西汾西重工有限责任公司、郑州金阳电气有限公 司、淄博淄柴新能源有限公司、中油济柴动力装备研究院。 本部分主要起草人：桑德全、白莹、朱海丽、孙洁、王安忠、李树生、王令金、杨赛青、俞晓艳、 张世娟、张卫华、刘庆岩、周效龙、陈俊民、刘根成、陈作俊、杨春娟、陈茂松。 II NB/T42029.5-2014 往复式内燃燃气电站设计规范 第5部分：冷却系统 1范围 本部分规定了往复式内燃燃气电站冷却系统的类型、构成、冷却元件、冷却系统要求、冷却介质和 余热利用等。 本部分适用于陆用交流往复式内燃燃气电站（以下简称电站）工程设计。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本部分。 2.1 燃气发动机gasengine 一种基本燃用气体燃料工作的发动机。 2.2 半开式冷却系统semi-openloopcoolingsystem 燃气发电机组（简称机组）冷却水不直接与空气接触，热量通过热交换装置传导到另一循环系统， 冷却水与空气直接接触进行散热的冷却系统。该系统由内、外两个循环系统组成。机组冷却系统与热交 换装置组成封闭的内循环系统，热交换装置与冷却塔组成外循环系统，如图1所示。 低温膨胀水箱 调温阀 低温水泵 低温热交换装置 高 温热交换装置 燃气发电机组 高温冷却塔 循环水泵 循环水泵 低温冷却塔 高温膨胀水箱 高温内循环 低温内循环 高温外循环 低温外循环 图1双温循环半开式冷却系统参考示意图 2.3 闭式冷却系统closedloopcoolingsystem 机组冷却水不直接与空气接触，与散热装置（一般由风扇、散热器、膨胀水箱组成）组成封闭的循 环空间，通过风扇将热量由散热器散发到空气中，实现散热的冷却系统，如图2所示。 1 NB/T 42029.5 2014 调温间 燃气发电机组 高 温 散 散 高温水泵 热 热 器 器 高温循环 低温循环 图2双温循环闭式冷却系统参考图 3冷却系统构成及选择 3.1系统构成 3.1.1电站一般采用半开式或闭式冷却系统，以半开式冷却系统为例，主要由机组、热交换装置、循环 水泵、冷却塔及连接管路和阀门构成，有条件的宜设置电动阀门及自动控制系统，实现根据发动机工作 水温的要求自动调整冷却循环水路及水流量。 3.1.2典型冷却系统如图3所示。图3中三台同型号机组分别与高、低温热交换器形成内循环冷却系 统，高、低温热交换器分别与高、低温冷却塔组成外循环冷却系统。 区 低温热交换 区 装置 燃气发电机组 区 区 低温冷却塔 高温热交换 装置 区 区 循环水泵 低温热交换 区 装置 区 燃气发电机组 区 高温热交换 装置 高温冷却塔 X 低温热交换 装置 燃气发电机组 区 区 循环水泵 高温热交换 区 装置 图3 典型冷却系统 3.1.3电站外循环冷却系统也可采用一套大容量冷却装置，先冷却低温换热器，再冷却高温换热器。 3.1.4电站辅助设备需冷却的系统，如燃气前处理设备（增压风机、冷干机等），宜单独配置独立的冷 却系统，也可参照电站相关辅助设备制造商的技术要求，与机组共用一套冷却系统，冷却系统应增加相 应的容量。 3.2系统选择 3.2.1移动式燃气电站或在沙漠等干旱缺水地区使用的电站宜选择闭式冷却系统。 3.2.2固定式电站宜选择半开式冷却系统。 2 NB/T42029.5—2014 4冷却元件 4.1冷却塔 4.1.1冷却塔的水流量应按照公式（1）计算： KiOw M=n (1) PCAT 式中： M——冷却水流量，m²/h; n——机组数量； KL-一估算系数，压缩式制冷估算系数为1.3； Qw—机组高温（低温）冷却系统散热量，按制造商技术文件确定，kJ/h; 一水的密度，kg/m3； p- 一水的比热容，取值4.18，kJ/（kg·K)； △T—进、出水温差，K。 机组高温（低温）冷却系统散热量Qw按照公式（2）计算： Ow=Kg.PH (2) 式中： K-一比例系数，高温冷却系统一般为0.17～0.25，低温冷却系统一般为0.13～0.20； 燃气发动机气耗率，m3/（kW·h）； g. -机组标定功率，kW； Hu 一燃气在标准状态下的低热值，kJ/m3。 4.1.2冷却塔补水量宜为循环水量的2%，也可按照公式（3）计算： (3) Qm=Q+Qc+QD 式中： M—补水量，m²/h; 一蒸发损失水量，m3/h； Qc—飞溅损失水量，m²/h; Qp—排放损失水量，m²/h。 4.1.3冷却塔应布置在远离树木、沙尘源的区域。 4.1.4冷却塔宜设置防护装置，以防止树叶、垃圾等进入。 4.1.5冷却塔的出水口位置应设置过滤装置。 4.2冷却水泵 4.2.1外循环冷却系统应配备循环水泵，可几台机组共用一个水泵，也可采用多个水泵，但均应配备 备用水泵。 4.2.2水泵扬程应满足管路布置及系统布置的要求，循环水泵扬程按公式（4）计算： (4) H=H,+H,+H,+H4 式中: 水泵扬程，m； Hi水泵吸入管管路损失，m; H2—水泵压力管管路损失，m; H3~ 热交换器内损失，m； H4 冷却塔内部阻力，m。 3 NB/T42029.5—2014 4.3膨胀水箱 闭式冷却系统和半开式冷却系统内循环应设置膨胀水箱，膨胀水箱应满足下列要求： a) 膨胀水箱容积应不小于要求的总膨胀容积和达到箱内最高水位的水容积之和。 b） 膨胀水箱容积应不小于机组内循环总容积的5%。 c） 膨胀水箱应设液位观察计、水位低报警装置、压力盖或排气盖。 (P 膨胀水箱宜设置自动补水装置。 e） 膨胀水箱的安装位置应高出机组冷却水最高水位0.5m。补充水进口位置应靠近机组水泵入水 口处。 机组冷却系统的最高处应引出一根与膨胀水箱连接的放气溢水管。 4.4冷却管道 4.4.1冷却管道应保证顺畅，且应尽量缩短距离。 4.4.2冷却管道应采用一定弧度的弯管过渡，避免直角拐弯。 4.4.3压力损失应满足机组制造商技术文件的规定。 4.4.4冷却管道宜采用钢管。 4.4.5冷却管道直径按公式（5）计算： M D= (5) V900元V 式中： D—管道直径，m; M冷却水流量，m3/h; V-一冷却水流速，m/s，一般取3~5m/s。 4.5预热装置 当环境温度低于机组制造商允许的最低启动温度时，机组应采用冷却水预热装置和散热器保温措 施，预热装置的选择和安装应符合机组制造商要求。 5冷却系统要求 5.1闭式冷却系统 5.1.1闭式冷却系统分为整体式和分体式。散热器与机组共用一公共底盘为整体式；散热器与机组各自 独立安装底盘为分体式。 5.1.2整体式冷却系统应有将热气流引至室外的导风罩，并确保热气流室外排放通畅。散热器的气流不 应对着主风向。 5.1.3冷却系统布置于室内时，机房通风系统进气量应满足散热器风扇的排风量要求。 5.1.4分体闭式冷却系统布置于室外，系统冷却水出口应高于机组水泵进口位置，同时放置高度及距离 应满足机组制造商的技术要求。 5.1.5分体闭式冷却系统采用电动机驱动放置于室外时，电动机防护等级应不低于IP44级。 5.2半开式冷却系统 5.2.1机组与冷却元件连接用冷却水管道应采用挠性连接隔振。 5.2.2多台机组共用一套冷却系统时，冷却水总管路管径设计应按总流量的1.2倍选择。 5.2.3冷却系统连接各机组时应分别设有隔离阀。每台机组的出水管路中应设有止回阀。 5.2.4冷却系统的散热能力应满足机组制造商技术文件规定的散热量要求。 6冷却介质 6.1采用水为冷却介质时，冷却系统中的内循环系统冷却水应满足制造商对水质的要求。没有特殊要 4