淺談自備柴油發(fā)電機(jī)組的選用及采購

史福鋼

【摘 要】柴油發(fā)電機(jī)組是民用建筑中常用的應(yīng)急電源，選用恰當(dāng)?shù)暮髠潆娫磥頋M足緊急情況下消防負(fù)荷及其它重要負(fù)荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計(jì)中一個(gè)不可忽視的問題，目前我們一般采用柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)應(yīng)注意哪幾方面的問題呢？本文從容量選擇、柴油發(fā)電機(jī)房的平面布置、通風(fēng)、排煙及噪聲處理及采購中應(yīng)注意的事項(xiàng)幾方面進(jìn)行了分析，以保證柴油發(fā)電機(jī)能在緊急情況下充分發(fā)揮作用。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)急電源；容量；通風(fēng)；排煙；采購

1.容量選擇

自備發(fā)電機(jī)組容量的選擇，目前國家尚無統(tǒng)一的計(jì)算公式，因此設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中所采用的方法也不相同：有的簡(jiǎn)單地按電力變壓器容量的10%-20%確定；有的按消防設(shè)備的容量相加；有的則根據(jù)投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機(jī)組容量選擇的不準(zhǔn)確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費(fèi)，選擇太小則在事故時(shí)滿足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機(jī)組的容量呢？經(jīng)過查閱資料歸納出如下幾點(diǎn)：

（1）按計(jì)算負(fù)荷選擇發(fā)電機(jī)容量我們知道，建筑物的用電負(fù)荷可分為三類：第一類為保安型負(fù)荷，即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備安全和可靠運(yùn)行的負(fù)荷，如消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)備、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備、重要的計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備等；第二類為保障型負(fù)荷，即保障大樓運(yùn)行的基本設(shè)備負(fù)荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負(fù)荷，即除了上述負(fù)荷以外的其它負(fù)荷，例如：空調(diào)、水泵及其他一般照明、動(dòng)力設(shè)備。計(jì)算自備發(fā)電機(jī)組的容量時(shí)，第一類負(fù)荷必須考慮在內(nèi)，第二類負(fù)荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應(yīng)將第二類負(fù)荷考慮在內(nèi)，但若將第一類、第二類負(fù)荷簡(jiǎn)單相加來選擇發(fā)電機(jī)容量，則所選容量偏大，因?yàn)樵谙罓顟B(tài)時(shí)，只需保證消防設(shè)備的運(yùn)行，第二類負(fù)荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時(shí)，消防設(shè)備不使用。所以，可以選擇兩者中較大者作為發(fā)電機(jī)組的容量。

設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)出來后，根據(jù)實(shí)際情況選擇需要系數(shù)K■（一般取0.85-0.95），計(jì)算出計(jì)算容量P■=K■P∑，自備發(fā)電機(jī)組的功率按下式計(jì)算P=kP■/η式中：

P—自備發(fā)電機(jī)組的功率kw；

P■—負(fù)荷設(shè)備的計(jì)算容量kw；

P∑—總負(fù)荷kw；

η—發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺(tái)取1；

k—可靠系數(shù)，一般取1.1。

（2）按最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=（P∑-P■）/η∑+ P■KCcosψm（KW）

P■—起動(dòng)容量最大的電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的容量（kw）；

η∑一總負(fù)荷的計(jì)算效率，一般取0.85；

cosΨm —電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)功率因數(shù)，一般取0.4；

K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù)；

C—全壓起動(dòng)C=l.0，Y—△起動(dòng)C=0.67，自耦變壓器起動(dòng)50%抽頭C=0.25，65%抽頭C=0.42，80%抽頭C=0.64。

（3）按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=P■KCX■″（1/△E-1）（kw）

P■一造成母線壓降最大的電動(dòng)機(jī)或成組起動(dòng)電動(dòng)機(jī)組的容量（kw）

K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；

X■″—發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗，一般取0.25；

△E—母線允許的瞬時(shí)電壓降，有電梯時(shí)取0.20，無電梯時(shí)取0.25.在實(shí)際工作中，也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)能力。

近年來，變頻起動(dòng)裝置在民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛，變頻起動(dòng)與其它起動(dòng)方式相比，起動(dòng)電流小而起動(dòng)力矩大，對(duì)電網(wǎng)無沖擊電流，引起的母線電壓降也很小，因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速起動(dòng)時(shí)，可以只考慮用計(jì)算負(fù)荷來計(jì)算發(fā)電機(jī)的容量，而不用考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的因素。

工程實(shí)例：以某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負(fù)荷主要為消防負(fù)荷，其容量為191kw，最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80%抽頭降壓起動(dòng)。

（1）按計(jì)算負(fù)荷計(jì)算P=kP■/η=1.1×191/1kw=210.1kw

（2）最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要計(jì)算：

P =（P∑-P■）/η∑+P■KCcosΨm

=（191—37）/0.85+37×6×0.64×0.4=238.0kw

（3）按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算：

P =P■KCX■″（1/△E-1）

=37×6×0.64×0.25（1/0.20-1）

=142.08 kw

根據(jù)以上計(jì)算，應(yīng)選擇≥238.0kw的發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，因此可選一臺(tái)250kw機(jī)組。

2.柴油發(fā)電機(jī)房的平面布置、通風(fēng)、排煙及噪聲處理

2.1機(jī)房的平面布置

選擇機(jī)房的平面位置時(shí)，應(yīng)盡可能與變配電室相鄰，因?yàn)檫@樣便于接線，減少材料、電能的損耗，同時(shí)也便于管理。如果條件允許，機(jī)房最好設(shè)于首層，這樣便于通風(fēng)，散熱，排煙，但在高層建筑和大中型商業(yè)建筑中，首層通常作為商業(yè)用房，業(yè)主一般不會(huì)同意此方案，而往往把機(jī)房設(shè)于地下室，此時(shí)，在選擇機(jī)房位置方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）機(jī)房要有一面靠外墻，這樣設(shè)備通風(fēng)、排煙比較容易處理。

（2）應(yīng)注意機(jī)組的吊裝，搬運(yùn)和檢修方便。一般利用停車庫出入通道作為搬運(yùn)通道，但若通道太小，應(yīng)考慮吊裝孔的位置。

（3）應(yīng)避開潮濕之處，不要設(shè)在廁所，浴室，水池等經(jīng)常積水場(chǎng)所的下面或隔壁，避免因廁所檢修或樓板滲水影響機(jī)組的運(yùn)行。

2.2機(jī)組的通風(fēng)散熱

柴油機(jī)，發(fā)電機(jī)及排煙管在運(yùn)行時(shí)均散發(fā)熱量，使機(jī)房溫度升高，溫度升高到一定程度將會(huì)影響發(fā)電機(jī)的出力，因此，必須采取措施來保證機(jī)組的冷卻。在有足夠的進(jìn)風(fēng)，排風(fēng)通道的情況下，一般采用閉式水循環(huán)及風(fēng)冷的整體式機(jī)組，否則可將排風(fēng)機(jī)，散熱管與機(jī)組主體分開，單獨(dú)放在室外，用水管將室外散熱管與柴油主機(jī)連接。

2.3排煙

在考慮發(fā)電機(jī)房排煙管系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

（1）使排煙系統(tǒng)盡量減少背壓，因?yàn)閺U氣阻力的增加將導(dǎo)致柴油機(jī)出力的下降及溫升的增加。因此排煙管設(shè)計(jì)得越短越直越好。

（2）排煙管宜進(jìn)行保溫處理，以減少燙傷和減少熱輻射使機(jī)房溫度升高。

（3）應(yīng)設(shè)消聲器，以減少噪音。

2.4噪聲的處理一般民用建筑中所選機(jī)組為高速機(jī)組，噪聲比較大，為達(dá)到環(huán)保要求，機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置吸聲材料和采取消聲措施

由于各個(gè)工程的實(shí)際情況千差萬別，因此在選用應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，除應(yīng)滿足規(guī)范要求外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置，才能達(dá)到令人滿意的效果。

3.柴油發(fā)電機(jī)的采購

3.1主要組成部分

一臺(tái)普通型柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對(duì)接起來，二為剛性連接，用高強(qiáng)度螺栓將發(fā)電機(jī)鋼性連接片和柴油機(jī)飛輪盤連接而成，目前市場(chǎng)上的柴油發(fā)電機(jī)組使用剛性連接的比較多一些，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護(hù)作用的傳感器，如水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設(shè)定一個(gè)上限，當(dāng)達(dá)到或超過這個(gè)限定值的時(shí)候控制系統(tǒng)會(huì)預(yù)先報(bào)警，這個(gè)時(shí)候如果操作員沒有采取措施，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將機(jī)組停掉，柴油發(fā)電機(jī)組就是采取這種方式起自我保護(hù)作用的。

3.2采購柴油發(fā)電機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）對(duì)選用多大功率的機(jī)組自己首先要確定，柴油機(jī)功率要比所選功率大30%以上，電機(jī)功率留出10%儲(chǔ)備，假如有大功率單臺(tái)電動(dòng)機(jī)（非變頻啟動(dòng)）需要柴油機(jī)功率大出電機(jī)功率的3倍方可順利啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

（2）對(duì)選用怎樣品牌價(jià)位的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)要有所選擇，柴油機(jī)方面應(yīng)考慮技術(shù)比較成熟的燃油消耗率低維修成本低可靠性高的配置，發(fā)電機(jī)選用國內(nèi)正規(guī)批量生產(chǎn)無刷電機(jī)的廠家一般質(zhì)量都能滿足要求。

（3）機(jī)組控制單元的選擇要考慮用戶使用的場(chǎng)所來選擇，比如租賃行業(yè)或操作人員不習(xí)慣使用液晶屏的單位可選用手動(dòng)屏，自動(dòng)化要求高的地方可選用全液晶屏。

（4）購買時(shí)還應(yīng)防范不良廠家在發(fā)電機(jī)和柴油機(jī)功率上作假。

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