柴油發(fā)電機組的選擇與機房設(shè)計

1、柴油發(fā)電機組的選擇與機房設(shè)計【摘 要】本文就柴油發(fā)電機組的設(shè)置原則、容量選擇、機房設(shè)計等問題提出一些理解和認識?！娟P(guān)鍵詞】柴油發(fā)電機 設(shè)置原則 容量選擇 機房設(shè)計1 引言新型建筑人流密集，出于防火、消防安全的需要，對供電可靠性提出了嚴格的要求。目前我們一般采用柴油發(fā)電機組作為應急電源，因為柴油發(fā)電機的容量較大，持續(xù)供電時間長，可獨立運行，不受電網(wǎng)故障的影響，可靠性較高。尤其是某些地區(qū)常用市電不是很可靠的情況下，把柴油發(fā)電機作為備用電源，既能起到應急電源的作用，又能通過低壓系統(tǒng)的合理優(yōu)化，可以讓一些較為重要的負荷在市電停電時使用，因此柴油發(fā)電機在工程中得到廣泛應用。本文將就高層建筑中柴油發(fā)電機組

2、的設(shè)置原則、容量選擇、型式選擇、機房設(shè)計等問題提出一些理解和認識。2 設(shè)置原則符合下列條件之一，可選用柴油發(fā)電機作為備用電源：（1）保證一級負荷中特別重要的負荷用電。（2）一級負荷從電力系統(tǒng)中取得第二電源困難或技術(shù)經(jīng)濟不合理時。3 柴油發(fā)電機容量的選擇現(xiàn)代一般民用建筑中，柴油發(fā)電機在火災時為消防負荷，平時為重要負荷提供備用電源。柴油發(fā)電機的容量應首先要滿足穩(wěn)定計算負荷需要，包括消防負荷和保證負荷兩部分。作為消防負荷，通常是作為消防用電設(shè)備的備用電源，一旦市電停電，即刻聯(lián)鎖開啟發(fā)電機組。遇到非消防緊急狀態(tài)下的一般停電時，生活泵、客梯、酒店廚房動力、星級客房照明等負荷（稱為保證負荷）亦需后備電源的

3、供應。如果設(shè)計發(fā)電機組僅僅負擔應急照明等消防負荷，對保證負荷無法顧及，則必將造成機組空置、資源浪費。為此，進行低壓配電系統(tǒng)設(shè)計時，在滿足消防負荷需要的前提下，可考慮停電而非火災時，發(fā)電機對保證負荷的供電。一種做法是將保證負荷集中接到發(fā)電機應急母線段上，火災時，由火災確認信號將保證負荷（客梯除外）的總開關(guān)分勵脫扣?？傊?，應分別計算消防負荷和保證負荷。在確定發(fā)電機組容量時，應首先滿足消防負荷的要求，再根據(jù)建設(shè)方的要求接入相應的保證負荷。柴油發(fā)電機組的容量大小，除要滿足上述穩(wěn)定計算負荷需要外，還必須進行電動機啟動時的電壓降校驗，即啟動任一電動機時，其端子允許電壓降應在規(guī)定范圍之內(nèi)。 消防負荷如何正確

4、計算應引起重視。推薦的計算原則是，只考慮一個防火分區(qū)發(fā)生火災（正如水消防一樣），即認為兩個及以上的防火分區(qū)同時發(fā)生火災的可能性是非常低的。通常，消防泵作為固定負荷必須計入，而消防電梯、防排煙風機等負荷計入多少，則要視其在某防火分區(qū)火災時投入服務的負荷大小而定。確定發(fā)電機容量，應以最不利的一個防火分區(qū)發(fā)生火災時，同時投入運行的消防負荷為準。3.1 柴油發(fā)電機負荷計算（1）消防負荷 平時備用火災時才啟用的專用消防設(shè)備計算負荷（Pj1）。如一般按最不利的一個防火分區(qū)發(fā)生火災時考慮需開啟的消防水泵、排煙風機、正壓風機、電動防火卷簾、電動防火門、消防新風機等。同層有幾個防火分區(qū)時，若某一個防火分區(qū)著火，

5、所開啟的防排煙最大負荷為本著火分區(qū)及相鄰的兩個防火分區(qū)的防排煙設(shè)備。 火災或停市電時，必須由發(fā)電機供電的計算負荷（Pj2）。如應急照明（包括備用照明、疏散照明、安全照明）、消防電梯、消防控制室、通信機房、安防監(jiān)控機房、大中型計算機房等重要設(shè)備用電，特別重要負荷，一級負荷中的部分或全部負荷。（2）保證負荷停市電非火災時，宜由發(fā)電機供電的重要計算負荷（Pj3）。如部分或全部客梯、生活水泵、廚房動力、餐廳1/41/3 照明、商場1/41/3 照明、賓館鍋爐房、星級客房照明等。宜將大型封閉式商場中的空氣處理機、新風機作為重要負荷。3.2 柴油發(fā)電機容量的選擇發(fā)電機組的額定功率（PH）應大于或等于1.1

6、 倍的計算功率（Pj）：PH 1.1Pj。（1） 當Pj1 Pj3 時， 應選PH 1.1（Pj1+Pj2）。為充分利用發(fā)電機，應把重要負荷接到發(fā)電機母線上。（2） 當Pj3 Pj1 時， 應選PH 1.1（Pj2+Pj3）。這樣既能滿足消防負荷用電，又能向保證負荷供電，為首選設(shè)計方案。（3）最大一臺電機啟動時，應保證發(fā)電機端的瞬時電壓降不應大于額定電壓的20%，無電梯負荷時，不應大于25，條件允許時，電動機可采用降壓啟動。3.3 柴油發(fā)電機容量的選擇校驗（1）按最大一臺電機啟動需要來校驗發(fā)電機的容量，即：PH K×P。式中PH ：發(fā)電機的額定功率；K ：最大一臺電機啟動倍數(shù)。在不同

7、啟動方式下，發(fā)電機功率為被啟動電動機功率的最小倍數(shù)（如表1 所示）。（2）一般消防水泵可按15% 允許瞬時壓降來選擇，校驗發(fā)電機容量，可采用Y- 啟動。（3）發(fā)電機容量足夠，水泵容量較小，又不經(jīng)常起動，直接起動時壓降 15% 時，可采用直接起動。（4） 柴油發(fā)電機單臺容量不宜超過1000kW，若容量較大可選擇多臺發(fā)電機。3.4 計算實例某二類高層商住樓，擬設(shè)一臺容量最小的柴油發(fā)電機組，消防時作消防負荷備用電源，平時作保證負荷備用電源。其中保證負荷計算值Pj2+Pj3 為300kW。而其最不利防火分區(qū)被認定為地下室。因為，若地下室火災，則投入服務的消防設(shè)備總安裝功率為最大，其值Pj1+Pj2 為

8、250kW。其中消防水泵容量最大，75KW，（星三角）啟動。 計算過程：因300kW>250kW，故機組容量選擇以保證負荷計算為準。則應選的發(fā)電機功率為：PH 1.1×300kW=330kW，查樣本選擇PH=350kW 的發(fā)電機。校驗最大一臺電機為高區(qū)消防水泵75kW，采用Y- 啟動，按15% 壓降查表得K=2.3，取1.2 可 靠系數(shù)，1.2×K×P=1.2×2.3×75=207 350kW，經(jīng)校驗所選機組滿足要求。4 柴油發(fā)電機房的設(shè)計（1）柴油發(fā)電機房的確定：考慮到柴油發(fā)電機組的進風、排風、排煙等情況，如果有條件時機房最好設(shè)在首層。

9、但是，高層建筑功能較復雜，對面積的利用率要高，尤其是首層，常用于對外營業(yè)，屬黃金地帶，難以占用。因此，一般把發(fā)電機房設(shè)在地下室的地下一層，不宜設(shè)在地下二層及以下。這時，解決好通風、防潮、機組的排煙、消音和減振就顯得非常重要，在設(shè)計中要注意處理好。機房選址時應注意以下幾點： 不應設(shè)在四周無外墻的房間，為熱風管道和排煙管道伸出室外創(chuàng)造有利條件； 盡量避開建筑物的主入口、正立面等部位，以免排煙、排風對其造成影響； 注意噪音對環(huán)境的影響； 宜靠近建筑物的變電所，這樣便于接線，減少電能損耗，也便于運行管理； 不應設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方和貼鄰。（2）機房設(shè)備的布置：機房設(shè)備布置應根據(jù)機組

10、容量大小和臺數(shù)而定，應力求緊湊、經(jīng)濟合理、保證安全及便于維護。當發(fā)電機房只設(shè)一臺機組時，如果機組容量在500kW 及以下，則一般不設(shè)控制室，這時配電屏、控制屏宜布置在發(fā)電機端或發(fā)電機側(cè)，其操作檢修通道的要求為屏前距發(fā)電機端不應小于2m，屏前距發(fā)電機側(cè)不應小于1.5m。對于單機容量在500kW 及以上的多臺機組，考慮到運行維護、管理和集中控制的方便，宜設(shè)控制室。一般將發(fā)電機控制屏、機組操作臺、動力控制（屏）臺及照明配電箱等放在控制室?？刂剖业牟贾门c低壓配電室的布置的技術(shù)要求相同。在機房內(nèi)，機組宜橫向布置（垂直布置），這樣，機組的中心線與機房的中軸線垂直，操作管理方便，管線短，布置緊湊。當機房與控

11、制及配電室毗鄰布置時，發(fā)電機出線端宜布置在靠近控制及配電室一側(cè)。（3）機房配電導線選擇與敷設(shè)：柴油發(fā)電機房宜按潮濕環(huán)境選擇電力電纜或絕緣電線；發(fā)電機至配電屏的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線；強電控制測量線路、勵磁線路應選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵磁線路和電力配線宜穿鋼管埋地敷設(shè)或沿電纜溝敷設(shè)，勵磁線路與主干線采用鋼管配電時可穿于同一管中。柴油發(fā)電機房固定照明須接應急電源。（4）機房接地：柴油發(fā)電機房一般應用三種接地：工作接地：發(fā)電機中性點接地；保護接地：電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼接地；防靜電接地：燃油系統(tǒng)的設(shè)備及管道接地。各種接地可與其建筑的其他接地共用接地裝置，即采用聯(lián)合接地

12、方式。（5）燃油的存放：在機房內(nèi)或貯油間要有供8 小時連續(xù)運行的日用油箱，但油量超過100L 時，宜放置在與機房有防火隔墻的專用貯油間。（6）機房的土建條件：在機房土建設(shè)計時，電氣設(shè)計人員須向土建設(shè)計人員提供土建條件。土建條件的內(nèi)容一般有以下幾點： 機房的高、長、寬尺寸必須滿足機組的要求。對于小型機組，若油箱、電控箱與機組屬于同一整體，機組的中心線與機房的中軸線重合，則機組與墻之間要留有1.5m左右的巡視檢修通道，散熱器應盡量靠近熱風出口百葉窗。這樣可計算出機房的長、寬、高所需尺寸； 要留有設(shè)備進出門及值班人員進出門，設(shè)備進出門要保證機組能推進推出。如因條件限制，設(shè)備進出的大門也可開人員進出的小門；在針對柴油機散熱器的地方要留熱風排出百葉窗。如果不采用整體風冷機組，要留有冷卻水管道過樓板的預留孔。 根據(jù)機組的高度及排煙方向，要在墻上預埋排煙管通道套管； 根據(jù)機組重量，土建要做相應的基礎(chǔ)，并根據(jù)機組底盤的尺寸，還要做相應的機座，預留埋地角螺絲的孔洞； 要根據(jù)進出線及電控箱位置，設(shè)置電纜溝或預