柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題

梅東亮（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

?

柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題

梅東亮
（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

摘 要：本文介紹了柴油發(fā)電機(jī)組3種冷卻方式，總結(jié)了柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)和排煙設(shè)計(jì)的方法。關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī)房；散熱器；通風(fēng)系統(tǒng)；排煙

0. 引言

柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源或者第二電源在民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，本文從發(fā)電機(jī)組的冷卻、發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)和排煙3個(gè)方面介紹柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)需要電氣人員注意的問題。

1. 發(fā)電機(jī)組的冷卻方式

柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中由于柴油的燃燒以及運(yùn)動(dòng)部件的摩擦產(chǎn)生高溫，為保證柴油發(fā)電機(jī)組受熱部件不受高溫的影響，并保證各工作面的潤滑，就要對(duì)受熱部分進(jìn)行冷卻，根據(jù)散熱器形式的不同可分為3類。

1.1 聯(lián)機(jī)式散熱器機(jī)組

聯(lián)機(jī)式散熱器機(jī)組是最常用的柴油發(fā)電機(jī)組（圖1），通過隨機(jī)安裝的散熱器及風(fēng)扇來冷卻機(jī)組；空氣從發(fā)電機(jī)端流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)，再通過散熱器，散熱器護(hù)柵上設(shè)有排風(fēng)導(dǎo)管配接凸緣。大部分機(jī)組使用聯(lián)機(jī)式水箱散熱冷卻，此冷卻方法運(yùn)行可靠且價(jià)格低。

1.2 遠(yuǎn)置散熱器機(jī)組

當(dāng)進(jìn)、排風(fēng)口面積無法滿足柴油發(fā)電機(jī)需要風(fēng)量要求或者由于空間、噪音等限制時(shí)，可選用遠(yuǎn)置式水箱冷卻系統(tǒng)（圖2），此機(jī)組將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上皮帶驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇及冷卻水箱取消，由遠(yuǎn)置水箱替代，在使用時(shí)可將遠(yuǎn)置水箱放置于建筑物頂層、空曠地帶或具有良好通風(fēng)散熱條件的地方。

如果冷卻系統(tǒng)的工作壓力小于發(fā)電機(jī)組的設(shè)備承壓，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻液泵循環(huán)動(dòng)力小于循環(huán)管路阻力，可采用帶輔助冷卻液泵和輔助水箱的遠(yuǎn)置散熱器冷卻系統(tǒng)。

機(jī)組采用遠(yuǎn)置散熱器通風(fēng)散熱時(shí)，需給遠(yuǎn)置散熱器（水箱）配冷卻風(fēng)扇，如位置合適的話，該風(fēng)扇也可用于機(jī)房通風(fēng)；機(jī)房通風(fēng)風(fēng)扇和進(jìn)風(fēng)口的位置的設(shè)計(jì)，一定要使通風(fēng)氣流直接吹過發(fā)電機(jī)組。

1.3 采用熱交換器的遠(yuǎn)置式散熱器機(jī)組。

當(dāng)遠(yuǎn)置水箱冷卻系統(tǒng)的靜態(tài)和摩擦阻力均大于機(jī)組要求時(shí)，需使用配置熱交換器的遠(yuǎn)置式散熱器機(jī)組（圖3）。熱交換器應(yīng)安裝在機(jī)房?jī)?nèi)鄰近機(jī)組的位置，在機(jī)組或熱交換器的上部還應(yīng)配有蓄水箱；循環(huán)水泵應(yīng)安裝在系統(tǒng)的最低點(diǎn)，一般情況下，水泵的推動(dòng)能力要比其提升能力稍大；所有與機(jī)組連接之處應(yīng)采用軟性連接，避免振動(dòng)的傳播。

通過將遠(yuǎn)置式散熱器通過循環(huán)水管與熱交換器連接，可以將遠(yuǎn)置式散熱器可拆卸的設(shè)置在遠(yuǎn)離機(jī)房的位置，例如通風(fēng)條件好、受噪音影響小或者建筑面積不受限制的位置等等，減少環(huán)境噪音，為施工單位節(jié)約占地面積，并且還可以將發(fā)電機(jī)組除遠(yuǎn)置式散熱器和電動(dòng)風(fēng)扇以外的其他部件安裝在封閉或者通風(fēng)條件不良的位置，減少環(huán)境對(duì)發(fā)電機(jī)組的限制，增強(qiáng)發(fā)電機(jī)組的散熱效果，延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)組的使用壽命。

措施一：基坑第二道支撐以上土方開挖采用中拉槽放坡開挖(第一道支撐由于為便于渣土車駛?cè)牖?，挖掘機(jī)能通行，局部架設(shè)不及時(shí))，第二道支撐以下土方采用垂直出土方式開挖；鋼支撐及時(shí)架設(shè)，并按照設(shè)計(jì)要求預(yù)加軸力；提前開啟基坑內(nèi)降水井抽水，盡最大可能保證坑內(nèi)疏干效果。

2. 柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)

機(jī)組額定容量運(yùn)行時(shí)，機(jī)房溫升控制在環(huán)境溫度以上10℃～15℃，并且機(jī)房環(huán)境溫度應(yīng)低于40℃。超過此范圍的室溫升高會(huì)降低柴油的燃燒效率、減少機(jī)組輸出功率、使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、縮短零部件的壽命，也將造成機(jī)組附近的工作環(huán)境惡化。因此，機(jī)房?jī)?nèi)充足的空氣流通，既可以降低機(jī)房室溫、提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，還可以補(bǔ)充柴油燃燒所需空氣。

2.1 聯(lián)機(jī)式散熱器機(jī)組機(jī)房通風(fēng)

采用聯(lián)機(jī)式散熱器機(jī)組的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)房，進(jìn)風(fēng)口宜設(shè)在發(fā)電機(jī)前端或發(fā)電機(jī)兩側(cè)，排風(fēng)口面積應(yīng)大于散熱水箱面積的1.5倍；進(jìn)風(fēng)口面積應(yīng)大于散熱水箱面積的1.8倍。

2.2 遠(yuǎn)置散熱器機(jī)組機(jī)房通風(fēng)

如果柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置在地下室，現(xiàn)有建筑條件無法滿足發(fā)電機(jī)組的進(jìn)排風(fēng)通道要求，可采用遠(yuǎn)置散熱器機(jī)組。機(jī)房通風(fēng)的設(shè)計(jì)要求是保證柴油機(jī)在運(yùn)行時(shí)，機(jī)房的換氣量應(yīng)大于柴油機(jī)燃燒所需新風(fēng)量與維持機(jī)房室溫所需新風(fēng)量之和。

①維持室溫所需新風(fēng)量可由下式計(jì)算

式中：C1——維持室溫所需要新風(fēng)量（m3/s）；

T——機(jī)房溫升（℃）。

②維持柴油發(fā)電機(jī)燃燒所需新風(fēng)量由設(shè)備廠家提供，如果無資料，可按下面公式估算：

式中：C2——維持柴油發(fā)電機(jī)燃燒所需要新風(fēng)量（m3/s）；

k1——單位制動(dòng)功率需要風(fēng)量的估算值，取0.1；

k2——制動(dòng)功率換算系數(shù)，取1.1。

電氣專業(yè)把機(jī)房?jī)?nèi)風(fēng)速、室內(nèi)允許溫差、熱輻射的功率等參數(shù)給暖通專業(yè)提資料，由暖通專業(yè)進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。

3. 發(fā)電機(jī)房的排煙

3.1 系統(tǒng)組成

排煙系統(tǒng)由直管、彎頭、波紋管、消音器等組成；廢氣阻力的增加會(huì)降低柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率、增加柴油發(fā)電機(jī)組的溫升，要使排煙系統(tǒng)有效地工作，排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須盡量減小發(fā)動(dòng)機(jī)的排煙背壓，使整個(gè)系統(tǒng)的排煙阻力小于發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓允許值。

3.2 排煙管道計(jì)算

排煙系統(tǒng)的管徑不得小于發(fā)動(dòng)機(jī)排煙口的直徑。應(yīng)核實(shí)排煙管徑是否滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓要求，管徑過小容易因冷凝而腐蝕，管徑過大則會(huì)降低排煙速度而不利于排煙在戶外擴(kuò)散。管徑越小、煙管越長(zhǎng)、彎頭個(gè)數(shù)越多，排煙阻力就越大。過大的排煙阻力將降低燃燒效率，增加排氣溫度，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失及發(fā)動(dòng)機(jī)壽命降低。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī)的排煙流量、消音器流量、管道計(jì)算阻力校驗(yàn)選擇的管徑對(duì)應(yīng)的排煙阻力小于發(fā)電機(jī)組的允許阻力。

圖1　聯(lián)機(jī)式散熱器機(jī)組

圖2　遠(yuǎn)置散熱器機(jī)組示意圖

圖3　帶熱交換器的遠(yuǎn)置式散熱器機(jī)組

結(jié)語

柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮機(jī)組的布置，還要綜合考慮進(jìn)排風(fēng)位置、機(jī)組遠(yuǎn)置冷卻設(shè)施空間、冷卻系統(tǒng)管路路由和排煙管道的安裝高度等。發(fā)電機(jī)組的冷卻、發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)和排煙雖然字面上與電氣專業(yè)無關(guān)，但卻是影響發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵因素，電氣設(shè)計(jì)人員必須具備足夠的知識(shí)儲(chǔ)備，綜合考慮可能影響方案設(shè)計(jì)的各種因素，協(xié)調(diào)建筑、結(jié)構(gòu)和暖通專業(yè)共同配合來完成柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

［1］ JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.15D202-2柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與安裝［M］.北京：中國計(jì)劃出版社，2015.

中圖分類號(hào)：U473

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A