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機(jī)房設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝 |
標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)電機(jī)房的建造考量因素 |
導(dǎo)讀：隨著中國城市建設(shè)的高速發(fā)展，大型工程及重要的工程越來越多，這些工程項(xiàng)目對于電源可靠性的要求非常高。特別是在一些一、二線城市，市電供應(yīng)不能滿足規(guī)范中供電條件的要求，故需要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。通過康明斯公司客戶的實(shí)際詢問情況，很多用戶在進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)時(shí)，難點(diǎn)不在于發(fā)電機(jī)組功率的計(jì)算選型，而是怎樣合理地選擇發(fā)電機(jī)組的位置，配合土建進(jìn)行土建條件的預(yù)留。這是很多項(xiàng)目工程師較頭疼或處理不好的問題，因此，康明斯公司覺得非常有必要來分析這一問題，結(jié)合工程實(shí)例總結(jié)出了以下這些內(nèi)容供大家參考。
柴油發(fā)電機(jī)房內(nèi)主要設(shè)備有柴油發(fā)電機(jī)組、控制屏、操作臺(tái)、電力及照明配電箱、啟動(dòng)蓄電池、燃油供給和冷卻、進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)以及維護(hù)檢修設(shè)備等，機(jī)房的布置要根據(jù)發(fā)電機(jī)組容量大小和臺(tái)數(shù)而定。小容量發(fā)電機(jī)組一般機(jī)電一體，不用設(shè)控制室。發(fā)電機(jī)組容量較大，可把機(jī)房和控制室分開布置，有利于改善工作條件。機(jī)房布置方式及各部位有關(guān)最小尺寸，是根據(jù)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)、輔助設(shè)備布置、進(jìn)排風(fēng)以及施工安裝等需要，并結(jié)合目前封閉式自循環(huán)水冷卻方式的應(yīng)急型發(fā)電機(jī)組的外廓尺寸提出的。
1、排氣管排煙通道設(shè)計(jì)
柴油發(fā)電機(jī)房的排煙在機(jī)房設(shè)計(jì)中特別重要，會(huì)直接影響康明斯柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。機(jī)房設(shè)置在高層建筑物內(nèi)時(shí)，機(jī)房內(nèi)應(yīng)有足夠的新風(fēng)進(jìn)口及合理的排煙道位置。機(jī)房排煙應(yīng)避開居民敏感區(qū)，排煙口宜內(nèi)置排煙道至屋頂。當(dāng)排煙口設(shè)置在裙房屋頂時(shí)，宜將煙氣處理后再行排放。
（1）柴油發(fā)電機(jī)的排煙管應(yīng)單獨(dú)引至排煙道，宜架空敷設(shè)，也可敷設(shè)在地溝中。
（2）排煙管彎頭不宜過多，并應(yīng)能自由位移，應(yīng)在排煙管最低點(diǎn)裝排污閥。
（3）機(jī)房內(nèi)的排煙管采用架空敷設(shè)時(shí)，室內(nèi)部分應(yīng)敷設(shè)隔熱保護(hù)層；
（4）為減少反壓力，排氣管應(yīng)設(shè)計(jì)得越短越好，如必須彎曲，至少是管內(nèi)徑的1.5倍；
（5）當(dāng)排煙管較長時(shí)，應(yīng)采用自然補(bǔ)償段，并加大排煙管直徑；
（6）當(dāng)無條件設(shè)置自然補(bǔ)償段時(shí)，應(yīng)裝設(shè)補(bǔ)償器；
（7）排煙管穿墻應(yīng)加保護(hù)套，伸出屋面時(shí)，出口端應(yīng)加防雨帽；
（8）當(dāng)管子穿墻時(shí)，必須有套管來減震，并讓易燃物質(zhì)遠(yuǎn)離發(fā)熱管道；
非增壓柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)在排煙管裝設(shè)消聲器，兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)不應(yīng)共用一個(gè)消聲器，消聲器應(yīng)單獨(dú)固定。
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消聲器安裝圖 |
2、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
柴油發(fā)電機(jī)房的進(jìn)風(fēng)為自然進(jìn)風(fēng)的方式。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口宜分別布置在發(fā)電機(jī)組的兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。
（1）排放量計(jì)算公式
對于水冷閉式循環(huán)冷卻的發(fā)電機(jī)組，確定進(jìn)、排風(fēng)井的面積，首先要確定進(jìn)、排風(fēng)量，其中排風(fēng)量排即為維持機(jī)房溫度所需的風(fēng)量，而進(jìn)風(fēng)量進(jìn)等于排風(fēng)量排和燃燒所需空氣量燃燒之和。按照全面通風(fēng)的公式，計(jì)算維持機(jī)房室內(nèi)溫度所需的風(fēng)量：
G排 = Q / 0.377×（tp-tj）
式中∶G排——排風(fēng)量，m³/h；
Q——機(jī)房內(nèi)發(fā)熱量（對于開式機(jī)組，Q為柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和排煙管的散熱量之和；對于閉式機(jī)組，Q為柴油機(jī)汽缸冷卻水管和排煙管的散熱量之和），kW；
tp ——排風(fēng)溫度，℃；
tj——進(jìn)風(fēng)溫度，℃。
根據(jù)式（1），可以根據(jù)項(xiàng)目所在地的夏季室外通風(fēng)溫度確定，實(shí)際上包含了柴油發(fā)電機(jī)組散熱排風(fēng)溫度和機(jī)房環(huán)境排風(fēng)溫度兩個(gè)值，而Q也包含了柴油發(fā)電機(jī)組排風(fēng)帶走的熱量和散發(fā)到機(jī)房室內(nèi)需要排風(fēng)機(jī)帶走的熱量兩個(gè)值，實(shí)際上要想準(zhǔn)確確定上述各個(gè)參數(shù)是很難的。
（2）進(jìn)風(fēng)量計(jì)算公式
在工程設(shè)計(jì)中建議采用實(shí)操性較強(qiáng)的方式確定風(fēng)量：將排風(fēng)量排拆分為柴油發(fā)電機(jī)組本身的散熱通風(fēng)量柴發(fā)排，此部分根據(jù)廠家樣本取值，而機(jī)房排風(fēng)量機(jī)房排可以參考GB50041-2020《鍋爐房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，地下室柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)換氣量按照不小于12次/小時(shí)設(shè)計(jì)，將這兩部分的和值確定為排風(fēng)量排；而進(jìn)風(fēng)量可以根據(jù)燃燒量7m³/kWh的發(fā)電機(jī)組額定功率計(jì)算或根據(jù)廠家樣本選取，則可以根據(jù)式（2）確定風(fēng)井面積：
S = G / 3600 · V
式中∶S——風(fēng)井面積，m²；
G——進(jìn)風(fēng)量或排風(fēng)量，m³/h；
V——風(fēng)井流速，m/s。
V 的取值沒有明確的規(guī)范規(guī)定，只有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般來說，柴油發(fā)電機(jī)房采用自然進(jìn)風(fēng)方式時(shí)，進(jìn)風(fēng)風(fēng)井的風(fēng)速宜取3~5 m/s，排風(fēng)風(fēng)井的風(fēng)速宜取4~6 m/s，如果風(fēng)速取值過大，對自然進(jìn)風(fēng)不利，室內(nèi)容易形成過度負(fù)壓，影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行；如果風(fēng)速取值過小，則土建專業(yè)在預(yù)留風(fēng)井時(shí)會(huì)有很大的難度。
同時(shí)校核排風(fēng)口的面積不宜小于柴油發(fā)電機(jī)組散熱器面積的1.5倍，進(jìn)風(fēng)口面積不宜小于發(fā)電機(jī)組散熱器面積的1.6倍，室外百葉按照遮擋系數(shù)0.6折算，加大百葉面積。如果受限于土建條件，風(fēng)井風(fēng)速超過上述推薦值，則需要提資暖通專業(yè)，考慮采用機(jī)械進(jìn)風(fēng)方式。
根據(jù)上述公式，選取常用規(guī)格柴油發(fā)電機(jī)組型號(hào)，并參考某廠家樣本數(shù)據(jù)，計(jì)算進(jìn)風(fēng)井、排風(fēng)井面積數(shù)據(jù)。
3、儲(chǔ)油設(shè)施的設(shè)置
（1）當(dāng)燃油來源及運(yùn)輸不便時(shí)，宜在建筑物主體外設(shè)置40～64h耗油量的儲(chǔ)油設(shè)施；
（2）機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)油間，其總儲(chǔ)存量不應(yīng)超過8.0小時(shí)的燃油量，并采取相應(yīng)的防火措施；
（3）儲(chǔ)油間應(yīng)采用防火墻與發(fā)電機(jī)間隔開；
（4）當(dāng)必須在防火墻上開門時(shí)，應(yīng)設(shè)置能自行關(guān)閉的甲級(jí)防火門；
（5）超過500L時(shí)，消防部門要求單獨(dú)設(shè)置房間，將儲(chǔ)油間與機(jī)房隔開。
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儲(chǔ)油間的日用油箱接管示意圖 |
4、發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)接地應(yīng)符合下列要求：
（1）只有單臺(tái)發(fā)電機(jī)組時(shí)，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接接地，發(fā)電機(jī)組的接地形式與低壓配電系統(tǒng)接地形式一致；
（2）當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)組的中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)刀開關(guān)接地；當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的中性導(dǎo)體存在環(huán)流時(shí)，應(yīng)只將其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)接地；
（3）當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的中性點(diǎn)可經(jīng)限流電抗器接地；
（4）采用電抗器限制中性導(dǎo)體環(huán)流時(shí)，電抗器的額定電流可按發(fā)電機(jī)額定電流的25％選擇。
（5）發(fā)電機(jī)中性導(dǎo)體上的接地刀開關(guān)，可根據(jù)發(fā)電機(jī)允許的不對稱負(fù)荷電流及中性導(dǎo)體上可能出現(xiàn)的零序電流選擇。
總的來說，由于每個(gè)建筑個(gè)體情況不同，柴油發(fā)電機(jī)的機(jī)房設(shè)置要切合建筑的實(shí)際。以上康明斯公司介紹的只是幾種常見的做法，在具體工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)開拓思路，特別是在對土建條件要求的處理上，需要與建筑師進(jìn)行充分的溝通與探討，找出最佳的解決方案。
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