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【技术分享】柴油发电机组机房设计!

日期: 2019-02-21
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柴油发电机组机房设计方案介绍:
  对民用建筑中应急柴油发电机房设计中须注意的问题:包括选址、进、排风口、烟道的设计和应其它专业配合的问题进行了总结。 
  随着社会的发展,人民生活水平的提高,在现代民用建筑当中,用电设备的种类和数量越来越多,在这些用电设备当中,不仅有消防泵、喷淋泵等消防设备,还有需要可靠供电的生活泵、电梯等用电设备,为满足这些设备用电的可靠性,当市政电网无法提供两路独立电源时,在设计中采用柴油发电机组作为备用电源的方法被普遍采用。
  虽然柴油燃点较高,发生火灾危险性相对较小,但是在民用建筑中是将柴油发电机组设置在建筑物主体内,从理论上来说肯定还是有危险性的,再考虑到机组运行过程中通风、噪音、振动等问题,无疑需要我们全面考虑并采取充分的防范措施,具体作法包括以下几个方面。
1.发电机房位置的选择和布置:
1.1考虑到发电机房的进风、排风、排烟等情况,根据《民用建筑电气设计规范》的要求,柴油发电机房宜布置在首层,但是,通常大型公共建筑、商业建筑等民用建筑首层属黄金地带,并且首层会给周围环境带来一定的噪音,因此按规范规定,在确有困难时,也可布置在地下室,由于地下室出入不易,自然通风条件不良,给机房设计带来一系列不利因素,设计时要注意好,机房选址时应注意以下几点:
1.1.1不应设在四周无外墙的房间,为热风管道和排烟管道排出室外创造条件;
1.1.2 尽量避开建筑物的主入口、正立面等部位,以免排风、排烟对其造成影响;
1.1.3 注意噪音对环境的影响;
1.1.4 不应设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方和贴邻;
1.1.5 宜靠近建筑物的变电所,这样便于接线,减少电能的损耗,也便于管理;
1.1.6 不应靠近防微振的房间;
1.1.7 机房内设储油间.
1.2 机房的布置 
1.2.1 柴油发电机房应采用耐火极限不低于2.00小时的隔墙和1.50小时的楼板与其它部位隔开;
1.2.2 机房应有两个出入口,其中一个出口的大小应满足搬运机组的要求,门应采取防火、隔音措施,并应向外开启。
1.2.3 机房四周墙体及天花板作吸声体,吸收部分声能,减少由于声波反射产生的混响声;
1.2.4 机房内设备的布置应满足《民用建筑电气设计规范》的要求,力求紧凑、保证安全及便于操作和维护。
2.进、排风的设计
  柴油发电机房的通风问题是机房设计中要特别注意解决的问题,特别是机房位于地下室更要处理好,否则会直接影响发电机组的运行。机组的排风一般应设热风管道有组织的进行,不宜让柴油机散热器把热量散在机房内,热风管道与柴油机散热器连在一起,其连接处用软接头,热风管道应平直,如果要转弯,转弯半径应尽量大而且内部要平滑,出风口尽量靠近且正对散热器热风管直接伸出室外有困难时可设管导出。机房内要有足够的新风补充,进风一般为自然进风方式,进风口宜正对发电机端或发电机端两侧。进风口与出风口宜分别设在机房两端,以免形成气流短路,影响散热效果。典型的进、排风口布置如方案一~四。.
方案一的布置完全符合上面各条件的要求,是最优选择。但在实际设计中在建筑平面上无法找到两面临外墙的发电机房。仅一面临外墙,方案二的布置是设计中可以选择的方案,此方案进、排风口的位置不应设在同一高度,一般小于800kW的发电机组进排风口的间距应在10米左右;方案三是在建筑平面实在无法找到靠外墙的机房位置,机房设于建筑物中间,此方案进、排
风应设管道,排风管道应作隔热处理,此方案不宜选用;方案四为一典型错误方案,无新风进入,而废气排进地下室,严重影响地下室的空气质量,不符合环保要求。
机房的出风口、进风口的面积应满足下式的要求:
S1>1.5S;S2>1.8S
式中:S----柴油机的散热面积;
S1----出风口的面积;
S2----进风口的面积;
3 排烟系统
  柴油发电机组燃烧时除了会产生大量热气外,还会产生大量燃烧废气。这些废气必须经过专门处理后,才能由专用的排烟竖井排至空气中。据有关资料显示,柴油发电机组在运行过程中,每产生1千瓦小时的电能,大约会产生二氧化流3.7克,一氧化氮1.5克,二氧化碳860克,还有因为燃烧不充分所产生的积碳,如果对废气不加以处理而任由其排放,对环境产生污染,达不到环保要求。因此应在机房设置喷淋间,内装设一成套的冲击式水浴除尘系统。主要是通过烟气高速撞击水面,污燃物由于动能作用被水面吸附,从而达到清洗烟气和降低温度的效果。经过处理后的废气须经钢制烟管或专业烟井引至高空或不会对其他人构成干扰的地方。采用钢制烟管,须考虑烟管的热胀冷缩,当直线段烟管较长时,应选取相应的补偿器;对于机房内和人易接触的地方,应用隔热材料厚(50mm)包裹烟管,在包扎时必须保证隔热材料不影响排烟软管和补偿器的自由膨缩。
烟气除了采用钢制烟管引至天面外,也可采用预制专业烟井的作法。专业烟井一般采用耐火砖材料,且井壁分内中外三层,内层为耐火砖砌的工作层,外层为普通砖砌的装饰层,中间为2~5mm厚的空气层,作为保温阻尼层,这样烟道就可以承受500?C以上的高温,在喷淋间除尘系统失灵的情况下,发电机组运行不致影响烟道的寿命。(见图1)
为保证除尘设备用水,机组冷冻液补水,以及冲洗机房地面用水,发电机房应设置拖布池。
4.日用油箱间
  根据《民用建筑电气设计规范》的规定按柴油发电机运行3~8小时设置燃油箱,而民用建筑防火规范要求更严格,应在机房内设置专用的储油间,内设日用油箱,其总储存量不应超过8小时的需要量,而根据建筑设计防火规范规定中间储油罐容积不超过1m3。日用油箱的容积按下式计算:
V=G*C/r/A
V-----日用油箱间的容积(m3);
G-----柴油机燃料的消耗量(kg/h);
r------燃油密度(kg/ m3),轻柴油为810~860;
A------油箱充满系数(一般取0.8);
C------供油时间(3~8h)。
储油间应采用防火墙与发电机间隔开,当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门,并向发电机间开启。油箱间内灯具采用防爆型,并设置日常通风。
5.基础的设计
  据发电机相关厂家样本可知,发电机组的重量约在4~8吨,而其中的柴油机转速一般为1500转/分,这么沉重的东西在高速运行时,必须采取一定的减振措施。为了减低振动,根据柴油机组尺寸,设置一个高20cm的混凝土基础,基础各边应超出机组最宽处15~30cm,当进行机组安装时,在基础相对于机组底架上的固定螺栓位置钻孔,然后用膨胀螺栓将机组固定。采取这一措施,机组的振动被混凝土吸收一部分。电气专业向结构专业提荷载时,除了要提供机组的静负荷,混凝土基础的体积,还应考虑机组的动负荷,动负荷可向相关的厂家索取,也可按机组静负荷的1.5倍考虑。
钢筋混凝土基础必须保证一定的养护期,设备才可就位。基础四周应设计10cm的油槽,可以方便清理设备滴漏的燃油或润滑油。
6.机房接地
  柴油发电机房一般应有三种接地:工作接地:发电机中性点接地;保护接地:电气设备正常不带电的金属外壳接地;防静电接地:燃油系统的设备及管道接地。各种接地与建筑物的其它接地共用接地装置,即采用联合接地方式。设计时应在机房设接地预埋件。
  本文仅对应急柴油发电机房在设计中应重点考虑的问题作了进一步的阐述,应急柴油发电机组的其它设计要求须遵守《民用建筑电气设计规范》及供配电设计手册的要求。

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