要点
ディーゼル発電機の排気システムは、ターボチャージャーから煙突まで高温のガスを導きます。その途中で騒音と熱を制御し、エンジンが呼吸できる程度に抵抗を低く保ち、許可で求められる場合には放出前にガスを浄化します。配管、消音、排出ガス処理を1つの経路にまとめたものです。
ディーゼル発電機の排気は、ターボチャージャーを非常に高温かつ大容量で出ていき、騒音、熱、すす、窒素酸化物を伴います。排気システムは、これをエンジンから排出できる地点まで導きます。近隣に迷惑にならない静かさ、許可条件に適う清浄さ、エンジンが呼吸できるだけの低い抵抗を満たす必要があります。このガイドでは、ターボチャージャーから煙突までの各部品と、それぞれの役割を説明します。
ターボチャージャーから：フレキシブル、配管、断熱
最初の部品は、ステンレス製ベローズのフレキシブル接続部で、エンジンの振動と熱膨張を吸収し、配管がターボチャージャーに負荷をかけないようにします。配管本体は鋼製で、エンジンメーカーの背圧限界内に収まるよう、緩やかな曲がり、長い配管区間の伸縮継手、熱で伸びることを許す支持を備えて配置します。エンクロージャー内では、配管に断熱とクラッディングを施し、熱を室内に出さず、表面を触れても安全な温度に保ちます。屋外では、断熱は管内の結露も防ぎます。
最下部の凝縮水ドレンとサイレンサーのドレンにより、冷えた排気で凝縮した水がエンジンに達する前に排出されます。すべての継手はガス漏れがないようにします。エンクロージャー内の排気漏れは一酸化炭素の危険源となります。
サイレンサーとそのグレード
排気サイレンサーは騒音を取り除く部分です。リアクティブ型サイレンサーは、チャンバーと管によってエンジンの低い唸りを取り除きます。吸音型サイレンサーは、直管の流路に吸音材を張って高音域のヒス音を取り除きます。複合型は両方を行います。仕様はグレードで示され、インダストリアル、レジデンシャル、クリティカル、ホスピタルが一般的な呼び名で、排気がどれだけ静かになるかを表し、インダストリアルからホスピタルグレードへと順に静かになります。グレードはエンクロージャーとあわせて騒音規制値に応じて選び、サイレンサーの抵抗は背圧限界に照らして確認します。
火花防止型サイレンサーは火災の危険がある現場向けに粒子トラップを追加します。サイレンサーはエンクロージャー内、屋根上、排気筒上のいずれにも設置でき、その重量と表面温度によってサポートと保護ガードが決まります。
SCR、触媒、微粒子フィルター
排出規制が窒素酸化物を制限する場合（多くの地域のデータセンター、都市部の現地、運転時間の長い設備など）は、選択触媒還元システムを追加します。尿素水を排気に噴射すると、アンモニアに分解され、触媒上でNOxと反応して窒素と水になり、大部分が除去されます。SCRには、噴射システム、尿素タンク、十分な排気熱、エンジン負荷に追従する制御が必要です。その前段のディーゼル酸化触媒は一酸化炭素と炭化水素を燃焼させ、規制が求める場合は微粒子フィルターがすすを捕集します。
これらはすべて背圧を高めるため、フレキシブル接続部、配管、サイレンサー、触媒、煙突までの連鎖全体を、エンジンメーカーの限界に照らして一括で検討します。限界を超えると排気温度が上がり、出力が下がり、ターボチャージャーの寿命が縮みます。
排気筒、レインキャップ、許可条件
煙突は、ガスを屋根の上へ、空気取入口、窓、近隣から離れた場所へ導きます。高さは現地の規則と許可条件が求めるところで決まり、先端には、エンジン停止中に水が入らないようにするレインキャップまたはフラップを設けます。ガードが高温の表面から人を守り、システム全体はエンジンに荷重がかからないよう支持します。
AXONは、あらゆるメーカーの発電機セット向けに、あらゆるグレードのサイレンサー、SCRおよび触媒システム、配管、排気筒、煙突を含む排気システムを供給しています。エンジンメーカーの背圧上限と現場の騒音・排出ガス要件に照らして一つのシステムとして設計し、単独でもコンテナの一部としてもお届けします。エンジン型式、騒音規制値、排出ガス要件をお知らせいただければ、提案書でシステムをご提示します。
システムの構成部品
- ターボチャージャーのフレキシブル接続
- エルボ、伸縮継手、サポート、断熱、ドレンを備えた配管
- 排気サイレンサー：グレード別のリアクティブ型、吸音型、複合型
- 尿素水噴射式SCR、酸化触媒、必要な場合は微粒子フィルター
- レインキャップ、ガード、サポートを備えた排気筒または煙突
- 連鎖全体の背圧をエンジンメーカーの上限と照合
お問い合わせの際にお送りいただきたい情報
- エンジン型式、排気流量、温度、背圧上限
- 騒音規制値と距離、または必要なサイレンサーのグレード
- 排出ガス要件：NOx、CO、粒子状物質、運転時間
- 配管ルート：長さ、エルボ、エンクロージャーの内外、排気筒の高さ
- 設置場所の周囲条件と腐食クラス
- 火災の危険がある現場：火花防止装置の要件
よくあるご質問
排気背圧とは何ですか？
排気システムがエンジンに与える抵抗で、ターボチャージャー出口で測定します。各部品がそれぞれ抵抗を加えます。エンジンメーカーが限界値を示しており、システムはそれを下回る必要があります。
どのサイレンサーグレードが必要ですか？
エンクロージャーと合わせて、規定の距離で騒音規制値を満たすものです。開放的な工業用地にはインダストリアル、近隣が近い場合はレジデンシャル、敏感な現地にはクリティカルやホスピタルを選びます。決め手は騒音規制値です。
SCRシステムが必要になるのはどのような場合ですか？
現場の排出ガス規則または許可条件が、エンジン単体で達成できる値より低いNOx上限を課す場合です。データセンター、都市部の現場、運転時間の長い発電所でよく見られます。規則は地域ごとに異なるため、お問い合わせでご記載ください。
サイレンサーをコンテナの内部に設置できますか？
はい、断熱とガードを施せば、音を内部に留められます。または屋根上に設置すれば、内部の長さを節約できます。いずれの場合も、背圧と室内への熱を確認します。
なぜ排気管を断熱するのですか？
エンクロージャー内に熱を出さないため、非常に高温の表面から人を守るため、そして屋外では配管内の凝縮水と腐食の発生を防ぐためです。