柴油发电机的选择及发电机房的布置

柴油发电机的选择及发电机房的布置

郭娟娟

中交（广州）铁道设计研究院有限公司广东广州510290

摘要：柴油发电机组具有热效率高、工程量小、维护操作简单等特点，在工程建设中作为备用电源及应急电源的首选设备，随着社会的发展，用电设备增多，运行方式多样，同时，柴油发电机的布置要综合考虑进风、排风、排烟、降噪及搬运等，要求在工程设计中，必须合理选择柴油发电机及在有限的空间内设计出最优的布置方案，本文结合实际项目分析民用建筑中柴油发电机容量的确定、机房的布置、机组噪音及尾气的处理方法等，为类似的项目提供参考。

关键词：民用建筑；柴油发电机的选择；发电机房的布置；设计。

1引言

柴油发电机组主要由柴油电动机、发电机和控制屏三部分组成，可以组装成移动式柴油发电机组，也可以把电动机和发电机组装在一个公共地盘上，控制屏和一些附属设备单独设置，形成固定式柴油发电机组。本文通过阐述某地下空间项目柴油发电机组的设计方案，探讨大型地下空间柴油发电机组的设计要点。

2项目概况

2.1建筑概况

本项目位于广州番禺区，为市政配套项目，以交通疏导和换乘功能为主，商务、商贸配套功能为辅的城市地下空间综合体，总建筑面积约27万平方。本项目地面为广场和连廊，设置配套公建，地下一、二层为公共服务设施、集中冷站、设备用房和配套商业，地下三层为汽车库，共划分为135个防火分区，地铁线路从本项目中间横向穿越，将地下二、三层分为南北两部分。

2.2供电电源及电房设置情况

进线电源电压为10kV，拟采用三路10kV市电电源，两用一备。10kV电源分配至各个10/0.4kV变电所（D1~D6），作正常工作电源。

设两台低压柴油发电机组作为备用电源，常用功率均为1200kW，采用分散设置方式，分别设于南侧和北侧。

2.3消防负荷等级划分情况

应急照明、疏散指示标志灯、消防水泵、排风排烟风机、送风补风机、加压风机、排烟风机、废水泵、雨水泵、消防直梯、气体灭火设备、所用电、消防设备房用电、设备房用电、计算机控制中心用电、运营商机房用电、弱电机房用电、通信系统、安防系统、环境及设备监控系统、防灾报警系统、救助中心及其它事故仍需工作的用电设备为一级负荷。

本工程主要消防负荷有应急照明、疏散指示标志灯、消防水泵、消防电梯、防火卷帘、消防风机及风阀、气体灭火设备、消防控制中心用电等。消防设备用电负荷等级为一级。

2.4柴油发电机组的设置情况

（1）设2台主用功率1200kW的柴油发电机组，输出额定电压400V/230V，额定频率50Hz。柴油发电机组满足消防需求；非消防时作为一级负荷的备用电源，为部分一级非消防负荷提供备用电源。

（2）当10kV市电停电或变压器故障时，从变压器低压侧进线主断路器处取柴油发电机的延时启动信号至发电机控制柜，信号延时0~10s（可调）自动启动柴油发电机组，柴油发电机组30s内达到额定转速、电压、频率后并投入额定负载运行。当市电恢复30~60s（可调）后，自动恢复市电供电，柴油发电机组经冷却延时后，自动停机。

（3）发电机房内设置储油间，其总储存量不大于1m3，应急时间大于3小时，满足规范要求。

（4）发电机房的进出风道及机房内应进行降噪处理，以满足环境噪音要求，昼间不大于60dB（A），夜间不大于50dB（A）。

3发电机容量计算

3.1消防工况负荷计算（以北区为例）

（1）北区供电范围的着火区域为防火分区N-3-7，相邻防火分区为N-3-4、N-3-6、N-3-8和6-2-1~5；

（2）发生火灾时，负荷运行情况如下：

1）切掉着火区域及其相邻区域的其他非消防负荷。

2）该着火区域所在变电所供电范围内的所有消防电梯处于待命状态，只有着火区域及其相邻区域的消防电梯按100%供电，不计其他区域的负荷；

3）启动着火区域及其相邻区域排烟机、加压送风机；

4）强制点亮着火区域及其相邻区域应急照明和疏散照明；

5）着火区域及其相邻区域的加压机房、排烟机房等消防设备房正常运行；

6）计算机控制中心正常运行；

7）消防控制室正常运行；

8）启动消防泵、喷淋泵或着火区域和相邻区域的高压水炮以及水炮加压泵。

9）着火区域及其相邻区域作防火分隔用的防火卷帘动作。

10）启动整个建筑物的消防广播系统。

（3）发生火灾时，北区其他区域（非着火区域及其相邻区域）的应急照明和疏散照明需点亮。

（4）火灾工况下，负荷计算功率：

南区：有功功率：699kW，无功功率：526kvar，视在功率：874kVA；

北区：有功功率：828kW，无功功率：616kvar，视在功率：1032kVA；

（5）发电机组选型计算详见《工业与民用供配电设计手册》（第四版）第94~96页。

4发电机房平面平面布置图

图一发电机房位置示意图

图二发电机房平面布置图

图三6-6剖面图

图四7-7剖面图

柴油发电机房的布置要求：

（1）同一个发电机房内，发电机的台数不要设太多，但容量大于1250kVA时，发电机得进口，性价比低；

（2）作为备用机组不考虑再备用（除非特别重要的场所，如大型数据中心），如作为常用机组，可根据实际情况考虑备用。

（3）进风口和排风口之间的距离不小于10米，以免风路短路；

（4）烟应从最高的建筑物排放，排烟管需要做隔热措施，并且转弯不能太多，否则阻力增加，需要加大管径；

（5）发电机房采用防水防尘灯，灯不能装在发电机的正上方，储油间采用防爆灯，储油间的开关装在室外，不设插座；

（6）需要考虑水淋箱的给水及排水，水淋箱宜采用自动控制，也可以手动控制，从水淋箱排除的油污水，必须经过污水处理后才能外排；

（7）需要考虑发电机的防震措施；

（8）油箱的通气管必须延伸至室外，应防止外面的火进入。

5设备选型

柴油发电机组为风冷型，机组为应急自启动型。发电机电源输出端均应配置框架式断路器，机组应附带1m3的封闭式日用油箱（移交时需注满油）、电动油泵及管道等，并配置通向室外的通气管，通气管上设置带阻火器的呼吸阀。

（1）柴油发电机组：整机为品牌原厂国内工厂制造生产。常载功率（PRP）：1200kW（0~+10%），备用功率（ESP）：1340kW（0~+10%）；

（2）机组配电柜：按成套低压配电柜要求，GGD柜体；

（3）日用油箱：1m3（每台机组一个油箱）；

（4）免维护铅酸蓄电池：蓄电池组电压为DC12V或DC24V，容量应按连续启动不少于6次确定；

（5）输油泵及其管道：Q=4m3/h；

（6）排烟管：机房内外排烟管按设计要求制作安装；尾气须经处理，包括烟管保温隔热及室外排烟管防雷，保温层外包0.4mm厚铝板保护。

6柴油发电机的安装

包含柴油发电机房内的降噪设施、消声设施、减震设施、接地等的安装，环保工程的设计及施工。柴油发电机房的进出风道及机房内应进行降噪处理以满足环境噪音不大于60dB（A）。柴油发电机房环保工程需进行深化设计，深化设计应由有环保设计资质、能满足当地环保管理部门要求的设计单位承担。根据国家或地区的环保规定，发电机组进排风、减震、吸音、消音和废气处理达到国家或地区的环保规定。发电机房及通风应设吸音设施应采用优质、优等的材料及设备。安装工程设计、施工应符合消防规定的要求，所有的材料均为非易燃易爆品，需满足以下要求：

（1）机房室内天花、墙面、地板环保降噪

天花及墙面：自攻螺丝轻钢龙骨，100厚度岩棉，600*600铝扣板，厚度1.2mm

地板：环保地板漆；

（2）机房进、排风消音系统

片式阻性消声器，采用知名品牌超细玻璃吸音棉、玻璃纤维布；

（3）排风导风口

1mm厚镀锌板制作，均包裹100mm厚硅酸棉保温棉外加0.6mm铝板饰面；

（4）机房内外排烟措施（与机组配套）

喷淋箱规格（可优化）：1260x1000x1260（长x宽x高）厚度：3mm，底座：500mm高（50*50角铁制作）工艺：箱体内做18个喷头，双面焊接，箱体外包50mm厚铝泊隔热棉及0.6mm厚镀锌铁板；

烟管及其支架按设计要求制作安装，烟管内径大小符合发电机组排烟背压要求。排烟管及消声器均包裹100mm厚硅酸棉保温棉外加0.6mm铝板饰面；

（5）机房内抗震

防震效率大于95％，满载工作时最大振幅小于1mm。

（6）发电机房经治理后边界噪声应达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类标准[≤60dB（A）（昼）]，尾气应达到《大气污染排放限值》（DB44/27-200（1）第二时段第二级标准的要求，烟气黑度小于（林格曼黑度）1级。

（7）以上工程最终以环保设计单位的图纸为准。

7总结

进行柴油发电机设计，应根据各种用电负荷的性质进行发电机容量计算，同时要考虑性价比及业主的特殊要求，根据工程实际情况，充分考虑发电机的进风、排风、排烟、降噪及搬运等，提出合理的柴油发电机设计方案。

参考文献：

[1]付明立．柴油发电机组在工程项目中的设计要点．长江航运规划设计院．2017.

[2]中国建筑标准设计研究院．柴油发电机组设计与安装．15D202-2．

[3]中国航空规划设计研究总院有限公司．工业与民用供配电设计手册.第四版.

[4]JGJ16-2008，民用建筑电气设计规范[S].

[5]GB50016-2014，建筑设计防火规范[S].

[6]GB50052-2009，供配电系统设计规范[S].