淺談某機械實驗室設(shè)計建設(shè)方案
四川華銳凈化 2019-03-16 10:44:33 閱讀
摘要： 安全評價是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要手段和基本程序，理想的安全評價包括危險性的確認和危險性的評價。分析、討論廣泛使用的安全評價方法，并提出安全評價工作中應(yīng)注意的問題。
0 前言
發(fā)動機試驗室：發(fā)動機試驗室主要進行發(fā)動機整機性能試驗、耐久可靠性試驗、噪聲、高原模擬和冷起動試驗，排放檢測分析及其它專項性能試驗研究，為新產(chǎn)品開發(fā)、老產(chǎn)品改進、產(chǎn)品的定型和鑒定、質(zhì)量的提高、配套的合理提供試驗依據(jù)。
試驗室布局：應(yīng)注意兩方面：層高、樓板荷載、實驗室大小。
試驗室常用布置方式大致分三種：
1）中央控制室方式：試驗間兩排布置，控制室布置在兩排試驗間中間，其它辦公室及附件試驗室與控制室垂直布置。此種方式優(yōu)點：試驗間集中，土地利用率高；利于公用管線布置集中；測試設(shè)備集中，便于一人管理多個試驗臺，提高效率；缺點：控制間噪聲較大，試驗間噪聲容易對周圍環(huán)境造成影響。
2）控制室分開布置方式：試驗間兩排相對面布置，兩排控制室布置在兩排試驗間的外側(cè)，其它辦公室及附件試驗室與控制室垂直布置。此種方式優(yōu)點：試驗間集中，土地利用率高；控制間噪聲較小，試驗間噪聲對周圍環(huán)境影響較小。缺點：控制室分散，不利于管理。
3）L型布置方式：試驗間單排布置，控制間緊貼試驗間布置，辦公室等與控制間垂直布置；優(yōu)點：試驗區(qū)與辦公區(qū)分離，公用設(shè)施可以靠近實施布置。缺點：占地面積大，利用率低。
1 試驗室主要設(shè)備
1.1 測功機
1）水力測功機：低轉(zhuǎn)速時能吸收的扭矩或功率很小，對試驗汽車發(fā)動機來說，這是它最大的弱點；其次它不便于自動化，響應(yīng)慢，精度較低；但價格便宜，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等；需循環(huán)冷卻水約為50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）；主要用于發(fā)動機耐久試驗及出廠試驗。
2）電渦流測功機：它在較低轉(zhuǎn)速時便可達到最大扭矩，能實現(xiàn)自動化，且精度較高；結(jié)構(gòu)簡單，價格較低；需循環(huán)冷卻水約為50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）；可用于發(fā)動機耐久試驗、性能試驗等。
3）電力測功機：分為直流電力測功機和交流電力測功機。
直流電力測功機靈敏度和精度較高。它的最大優(yōu)點是可以拖動試驗發(fā)動機或其它需要拖動的試驗設(shè)備；發(fā)動機試驗時，可向電網(wǎng)反饋電力；并適應(yīng)于電氣化和自動化；但價格較高；一般采用風冷方式。常用于性能試驗和單缸機試驗。
交流電力測功機出具有直流電力測功機的優(yōu)點外，還可以用于發(fā)動機的瞬態(tài)試驗和排放試驗；近年來得到越來越廣泛的應(yīng)用。
1.2 進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
作排放試驗時，對發(fā)動機進氣溫度、濕度、壓力有要求，而進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是用于產(chǎn)生特定條件氣體的設(shè)備。進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要7度冷凍水，并且需要的電的容量也較大。它主要有以下部分組成：冷凝單元，壓縮機單元，轉(zhuǎn)換單元，控制單元。
1.3 高海拔倉
該設(shè)備是一套可用于發(fā)動機臺架試驗的高海拔和高低溫（-60度到80度）環(huán)境的模擬倉，倉內(nèi)模擬的大氣環(huán)境包括各種不同的大氣壓力、溫度和濕度。環(huán)境倉內(nèi)放置被測試的發(fā)動機和必要的測試設(shè)備，在環(huán)境倉內(nèi)要進行模擬各種不同大氣環(huán)境條件下的發(fā)動機臺架試驗，主要有以下部分組成：環(huán)境倉溫度、濕度控制系統(tǒng)、風速模擬風機系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、發(fā)動機排氣系統(tǒng)、有害氣體監(jiān)控和報警系統(tǒng)、計算機控制和數(shù)采系統(tǒng)、制冷機組裝置、墻壁、屋頂隔熱板、地面隔熱板、壓力系統(tǒng)、冷卻風扇盤管、附件、加熱裝置、倉門環(huán)境倉對電量需求比較大，約為800kw，循環(huán)冷卻水量約80m3/h。
1.4 噪聲試驗室
該系統(tǒng)為發(fā)動機噪聲試驗提供必要的聲學環(huán)境控制。配合測功機與聲強、振動動態(tài)信號分析儀器，根據(jù)相關(guān)標準為各種發(fā)動機進行整機聲強聲功率測試，噪聲源、振動源識別，使用模態(tài)與頻譜分析等手段，為改善噪聲采取措施進行各種研發(fā)試驗。
發(fā)動機噪聲試驗室主要配置：房間吸聲材料面、半消聲室、房中房結(jié)構(gòu)（固有頻率低于10Hz）、發(fā)動機安裝基礎(chǔ)平臺一套、測功機一套、環(huán)境控制系統(tǒng)一套、消聲裝置系統(tǒng)一套。
1.5 排放測試系統(tǒng)
本設(shè)備主要應(yīng)用于發(fā)動機的開發(fā)、研制、匹配試驗及定型試驗所需的發(fā)動機排放試驗；燃油和潤滑油對發(fā)動機性能影響試驗；催化轉(zhuǎn)化器產(chǎn)品選用的比較試驗。
一般有以下部分組成：排放分析儀，采樣系統(tǒng)（分為全流采樣和部分流采樣），顆粒稱重設(shè)備，標準氣體系統(tǒng)等組成。
對電需求大約為200kw，循環(huán)冷卻水約70m3/h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）。
2 試驗間系統(tǒng)
發(fā)動機試驗間是一個復雜的系統(tǒng)，一般有以下部分組成：
2.1 測試設(shè)備系統(tǒng)
測功機，控制系統(tǒng)，油耗儀等一系列設(shè)備，這套設(shè)備一般由測功機供應(yīng)商成套供貨。
2.2 臺架系統(tǒng)
主要由鑄鐵地板和混凝土基礎(chǔ)組成，發(fā)動機試驗對減震和隔振要求很高，試驗臺在所有試驗工況內(nèi)要避免發(fā)動機與臺架系統(tǒng)發(fā)生共振。一般由3種做法：① 剛性基礎(chǔ)：采用重量較大的大塊鋼筋混凝土基礎(chǔ)，在基底層設(shè)防振層或直接座落在地基上。此種主要用在發(fā)動機出廠試驗臺架上，有被淘汰的趨勢。② 彈性基礎(chǔ)：鑄鐵底板和混凝土基礎(chǔ)連接后放置在一定數(shù)量的減震彈簧上，或者不設(shè)置混凝土基礎(chǔ)而將鑄鐵底板直接放置在減震彈簧上。此種方式主要用在發(fā)動機產(chǎn)品開發(fā)試驗臺架上。
2.3 冷卻水系統(tǒng)
發(fā)動機試驗時，許多系統(tǒng)都需要循環(huán)水，大多為軟水。一般由下列幾種： ?、佟y功機循環(huán)冷卻水：用于測功機冷卻，循環(huán)水流量約50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)），進水溫度約32度，排水溫度可調(diào)，但一般不超過55度。需要軟化水。
?、凇“l(fā)動機冷卻水：分為兩種方式：直接冷卻，采用混合水箱和發(fā)動機連成一套系統(tǒng)，通過往混合水箱補充冷水來控制冷卻水的溫度，此種方式冷卻效率很高，循環(huán)水流量約15L/kw.h。間接冷卻，循環(huán)冷卻水通過熱交換器控制發(fā)動機內(nèi)冷卻水的溫度，效率較低，循環(huán)水流量約50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）。
③ 機油冷卻水：間接冷卻，循環(huán)冷卻水通過熱交換器控制發(fā)動機機油溫度，效率較低，循環(huán)水流量約25L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）。
?、堋∪加蜏囟瓤刂评鋮s水和進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)：需要6度冷凍水。
⑤ 帶渦輪增壓發(fā)動機進氣中冷也需要循環(huán)冷卻水。
2.4 供油系統(tǒng)
供油系統(tǒng)可采用高位油箱或氣動泵直接供油2種方式。① 高位油箱方式，供油壓力穩(wěn)定，但油路系統(tǒng)復雜，管路繁多且對消防要求較高；② 氣動隔膜泵直接供油方式，油路系統(tǒng)簡單，對消防要求較低，但供油壓力有些許波動。
2.5 通風系統(tǒng)
發(fā)動機試驗時，機體本身發(fā)出大量的熱量，導致試驗間溫度升高，通風系統(tǒng)就是對試驗間進行換氣，以降低房間溫度同時給發(fā)動機提供新鮮空氣。一般由三種方式：上送下排、上送上排和下送上排。上送下排方式用的較多，即在房間二樓布置送風機，另需設(shè)地下室布置排風機。
2.6 排煙系統(tǒng)
用于發(fā)動機試驗時尾氣的排出，可每個試驗間單獨排煙，也可幾個試驗間共用排煙系統(tǒng)。發(fā)動機尾氣應(yīng)通過消聲器或消聲坑降噪降溫后由風機引流進入煙囪，有條件的還應(yīng)進行排煙凈化處理。
2.7 起吊系統(tǒng)
每個試驗間應(yīng)該設(shè)置用于發(fā)動機上、下臺架用的起吊系統(tǒng)如單軌葫蘆或懸掛吊車等，起重量應(yīng)視試驗發(fā)動機的重量而定。
2.8 降噪系統(tǒng)
發(fā)動機試驗時，產(chǎn)生噪聲，為防止噪聲外泄影響周圍環(huán)境，應(yīng)對時間進行降噪處理。要采用符合要求的隔聲門窗，墻壁上貼吸音板，同時要做好試驗間的密封處理。
2.9 供電系統(tǒng)
發(fā)動機試驗室設(shè)備用電量較大，特別是電力測功機，由于功率較大，起動時會對電路產(chǎn)生影響，因此對變壓器的選擇有一定的要求。一般動力電和信號控制電要分開，避免大功率用電設(shè)備起動時對控制線路造成影響。發(fā)動機啟動時還需供應(yīng)24V起動電源。
2.10 土建系統(tǒng)
試驗間由于結(jié)構(gòu)復雜，并且設(shè)備基礎(chǔ)和留洞較多，所以對土建要求較高。發(fā)動機試驗間一般有二種布置方式：① 試驗間布置在一層，設(shè)置地下室（不設(shè)地下室也可）和二層，用于放置試驗設(shè)備和公用設(shè)施。② 試驗間布置在二層，一層作為基礎(chǔ)間，三層放置公用設(shè)施。
2.11 標準氣體系統(tǒng)
尾氣標定試驗測試法應(yīng)運而生，尾氣標定試驗測試法是將整車或發(fā)動機置于于某一設(shè)定的工況下運轉(zhuǎn)，收集其排放出的尾氣輸入特定的分析儀器。同時將與某一標準相符合的標準氣體同時輸入此儀器，進行分析，比對及標定，從而得出結(jié)論。
由于標準氣體種類繁多，氣體濃度精密度要求較高，其中一些氣體還具有毒性或可燃性，所以需要一套具有高度密閉性及潔凈性的管路系統(tǒng)輸送標準氣體，這正是標準氣體管道輸送系統(tǒng)的功能所在。
3 集裝箱式發(fā)動機試驗室
現(xiàn)在也有采用集裝箱式發(fā)動機試驗室的，只要把公用管路接到位即可。
0 前言
發(fā)動機試驗室：發(fā)動機試驗室主要進行發(fā)動機整機性能試驗、耐久可靠性試驗、噪聲、高原模擬和冷起動試驗，排放檢測分析及其它專項性能試驗研究，為新產(chǎn)品開發(fā)、老產(chǎn)品改進、產(chǎn)品的定型和鑒定、質(zhì)量的提高、配套的合理提供試驗依據(jù)。
試驗室布局：應(yīng)注意兩方面：層高、樓板荷載、實驗室大小。
試驗室常用布置方式大致分三種：
1）中央控制室方式：試驗間兩排布置，控制室布置在兩排試驗間中間，其它辦公室及附件試驗室與控制室垂直布置。此種方式優(yōu)點：試驗間集中，土地利用率高；利于公用管線布置集中；測試設(shè)備集中，便于一人管理多個試驗臺，提高效率；缺點：控制間噪聲較大，試驗間噪聲容易對周圍環(huán)境造成影響。
2）控制室分開布置方式：試驗間兩排相對面布置，兩排控制室布置在兩排試驗間的外側(cè)，其它辦公室及附件試驗室與控制室垂直布置。此種方式優(yōu)點：試驗間集中，土地利用率高；控制間噪聲較小，試驗間噪聲對周圍環(huán)境影響較小。缺點：控制室分散，不利于管理。
3）L型布置方式：試驗間單排布置，控制間緊貼試驗間布置，辦公室等與控制間垂直布置；優(yōu)點：試驗區(qū)與辦公區(qū)分離，公用設(shè)施可以靠近實施布置。缺點：占地面積大，利用率低。
1 試驗室主要設(shè)備
1.1 測功機
1）水力測功機：低轉(zhuǎn)速時能吸收的扭矩或功率很小，對試驗汽車發(fā)動機來說，這是它最大的弱點；其次它不便于自動化，響應(yīng)慢，精度較低；但價格便宜，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等；需循環(huán)冷卻水約為50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）；主要用于發(fā)動機耐久試驗及出廠試驗。
2）電渦流測功機：它在較低轉(zhuǎn)速時便可達到最大扭矩，能實現(xiàn)自動化，且精度較高；結(jié)構(gòu)簡單，價格較低；需循環(huán)冷卻水約為50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）；可用于發(fā)動機耐久試驗、性能試驗等。
3）電力測功機：分為直流電力測功機和交流電力測功機。
直流電力測功機靈敏度和精度較高。它的最大優(yōu)點是可以拖動試驗發(fā)動機或其它需要拖動的試驗設(shè)備；發(fā)動機試驗時，可向電網(wǎng)反饋電力；并適應(yīng)于電氣化和自動化；但價格較高；一般采用風冷方式。常用于性能試驗和單缸機試驗。
交流電力測功機出具有直流電力測功機的優(yōu)點外，還可以用于發(fā)動機的瞬態(tài)試驗和排放試驗；近年來得到越來越廣泛的應(yīng)用。
1.2 進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)
作排放試驗時，對發(fā)動機進氣溫度、濕度、壓力有要求，而進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是用于產(chǎn)生特定條件氣體的設(shè)備。進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要7度冷凍水，并且需要的電的容量也較大。它主要有以下部分組成：冷凝單元，壓縮機單元，轉(zhuǎn)換單元，控制單元。
1.3 高海拔倉
該設(shè)備是一套可用于發(fā)動機臺架試驗的高海拔和高低溫（-60度到80度）環(huán)境的模擬倉，倉內(nèi)模擬的大氣環(huán)境包括各種不同的大氣壓力、溫度和濕度。環(huán)境倉內(nèi)放置被測試的發(fā)動機和必要的測試設(shè)備，在環(huán)境倉內(nèi)要進行模擬各種不同大氣環(huán)境條件下的發(fā)動機臺架試驗，主要有以下部分組成：環(huán)境倉溫度、濕度控制系統(tǒng)、風速模擬風機系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、發(fā)動機排氣系統(tǒng)、有害氣體監(jiān)控和報警系統(tǒng)、計算機控制和數(shù)采系統(tǒng)、制冷機組裝置、墻壁、屋頂隔熱板、地面隔熱板、壓力系統(tǒng)、冷卻風扇盤管、附件、加熱裝置、倉門環(huán)境倉對電量需求比較大，約為800kw，循環(huán)冷卻水量約80m3/h。
1.4 噪聲試驗室
該系統(tǒng)為發(fā)動機噪聲試驗提供必要的聲學環(huán)境控制。配合測功機與聲強、振動動態(tài)信號分析儀器，根據(jù)相關(guān)標準為各種發(fā)動機進行整機聲強聲功率測試，噪聲源、振動源識別，使用模態(tài)與頻譜分析等手段，為改善噪聲采取措施進行各種研發(fā)試驗。
發(fā)動機噪聲試驗室主要配置：房間吸聲材料面、半消聲室、房中房結(jié)構(gòu)（固有頻率低于10Hz）、發(fā)動機安裝基礎(chǔ)平臺一套、測功機一套、環(huán)境控制系統(tǒng)一套、消聲裝置系統(tǒng)一套。
1.5 排放測試系統(tǒng)
本設(shè)備主要應(yīng)用于發(fā)動機的開發(fā)、研制、匹配試驗及定型試驗所需的發(fā)動機排放試驗；燃油和潤滑油對發(fā)動機性能影響試驗；催化轉(zhuǎn)化器產(chǎn)品選用的比較試驗。
一般有以下部分組成：排放分析儀，采樣系統(tǒng)（分為全流采樣和部分流采樣），顆粒稱重設(shè)備，標準氣體系統(tǒng)等組成。
對電需求大約為200kw，循環(huán)冷卻水約70m3/h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）。
2 試驗間系統(tǒng)
發(fā)動機試驗間是一個復雜的系統(tǒng)，一般有以下部分組成：
2.1 測試設(shè)備系統(tǒng)
測功機，控制系統(tǒng)，油耗儀等一系列設(shè)備，這套設(shè)備一般由測功機供應(yīng)商成套供貨。
2.2 臺架系統(tǒng)
主要由鑄鐵地板和混凝土基礎(chǔ)組成，發(fā)動機試驗對減震和隔振要求很高，試驗臺在所有試驗工況內(nèi)要避免發(fā)動機與臺架系統(tǒng)發(fā)生共振。一般由3種做法：① 剛性基礎(chǔ)：采用重量較大的大塊鋼筋混凝土基礎(chǔ)，在基底層設(shè)防振層或直接座落在地基上。此種主要用在發(fā)動機出廠試驗臺架上，有被淘汰的趨勢。② 彈性基礎(chǔ)：鑄鐵底板和混凝土基礎(chǔ)連接后放置在一定數(shù)量的減震彈簧上，或者不設(shè)置混凝土基礎(chǔ)而將鑄鐵底板直接放置在減震彈簧上。此種方式主要用在發(fā)動機產(chǎn)品開發(fā)試驗臺架上。
2.3 冷卻水系統(tǒng)
發(fā)動機試驗時，許多系統(tǒng)都需要循環(huán)水，大多為軟水。一般由下列幾種： ?、佟y功機循環(huán)冷卻水：用于測功機冷卻，循環(huán)水流量約50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)），進水溫度約32度，排水溫度可調(diào)，但一般不超過55度。需要軟化水。
?、凇“l(fā)動機冷卻水：分為兩種方式：直接冷卻，采用混合水箱和發(fā)動機連成一套系統(tǒng)，通過往混合水箱補充冷水來控制冷卻水的溫度，此種方式冷卻效率很高，循環(huán)水流量約15L/kw.h。間接冷卻，循環(huán)冷卻水通過熱交換器控制發(fā)動機內(nèi)冷卻水的溫度，效率較低，循環(huán)水流量約50L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）。
③ 機油冷卻水：間接冷卻，循環(huán)冷卻水通過熱交換器控制發(fā)動機機油溫度，效率較低，循環(huán)水流量約25L/kw.h（此數(shù)值與進出水溫有關(guān)）。
?、堋∪加蜏囟瓤刂评鋮s水和進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)：需要6度冷凍水。
⑤ 帶渦輪增壓發(fā)動機進氣中冷也需要循環(huán)冷卻水。
2.4 供油系統(tǒng)
供油系統(tǒng)可采用高位油箱或氣動泵直接供油2種方式。① 高位油箱方式，供油壓力穩(wěn)定，但油路系統(tǒng)復雜，管路繁多且對消防要求較高；② 氣動隔膜泵直接供油方式，油路系統(tǒng)簡單，對消防要求較低，但供油壓力有些許波動。
2.5 通風系統(tǒng)
發(fā)動機試驗時，機體本身發(fā)出大量的熱量，導致試驗間溫度升高，通風系統(tǒng)就是對試驗間進行換氣，以降低房間溫度同時給發(fā)動機提供新鮮空氣。一般由三種方式：上送下排、上送上排和下送上排。上送下排方式用的較多，即在房間二樓布置送風機，另需設(shè)地下室布置排風機。
2.6 排煙系統(tǒng)
用于發(fā)動機試驗時尾氣的排出，可每個試驗間單獨排煙，也可幾個試驗間共用排煙系統(tǒng)。發(fā)動機尾氣應(yīng)通過消聲器或消聲坑降噪降溫后由風機引流進入煙囪，有條件的還應(yīng)進行排煙凈化處理。
2.7 起吊系統(tǒng)
每個試驗間應(yīng)該設(shè)置用于發(fā)動機上、下臺架用的起吊系統(tǒng)如單軌葫蘆或懸掛吊車等，起重量應(yīng)視試驗發(fā)動機的重量而定。
2.8 降噪系統(tǒng)
發(fā)動機試驗時，產(chǎn)生噪聲，為防止噪聲外泄影響周圍環(huán)境，應(yīng)對時間進行降噪處理。要采用符合要求的隔聲門窗，墻壁上貼吸音板，同時要做好試驗間的密封處理。
2.9 供電系統(tǒng)
發(fā)動機試驗室設(shè)備用電量較大，特別是電力測功機，由于功率較大，起動時會對電路產(chǎn)生影響，因此對變壓器的選擇有一定的要求。一般動力電和信號控制電要分開，避免大功率用電設(shè)備起動時對控制線路造成影響。發(fā)動機啟動時還需供應(yīng)24V起動電源。
2.10 土建系統(tǒng)
試驗間由于結(jié)構(gòu)復雜，并且設(shè)備基礎(chǔ)和留洞較多，所以對土建要求較高。發(fā)動機試驗間一般有二種布置方式：① 試驗間布置在一層，設(shè)置地下室（不設(shè)地下室也可）和二層，用于放置試驗設(shè)備和公用設(shè)施。② 試驗間布置在二層，一層作為基礎(chǔ)間，三層放置公用設(shè)施。
2.11 標準氣體系統(tǒng)
尾氣標定試驗測試法應(yīng)運而生，尾氣標定試驗測試法是將整車或發(fā)動機置于于某一設(shè)定的工況下運轉(zhuǎn)，收集其排放出的尾氣輸入特定的分析儀器。同時將與某一標準相符合的標準氣體同時輸入此儀器，進行分析，比對及標定，從而得出結(jié)論。
由于標準氣體種類繁多，氣體濃度精密度要求較高，其中一些氣體還具有毒性或可燃性，所以需要一套具有高度密閉性及潔凈性的管路系統(tǒng)輸送標準氣體，這正是標準氣體管道輸送系統(tǒng)的功能所在。
3 集裝箱式發(fā)動機試驗室
現(xiàn)在也有采用集裝箱式發(fā)動機試驗室的，只要把公用管路接到位即可。
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無塵車間潔凈度等級標準及布局、溫濕度相關(guān)要求