科学设计柴油发电机组的标准化机房

　　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，人民生活水平的提升，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。为满足这些设后备电的可靠性，当市政电网不能提供两路独立电源时，在设计中采用柴油发电机组作为备载电源的步骤被普遍采用。虽然柴油燃点较高，产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，再考虑到机组运行程序中通风、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。

一、发电机房位置的选择和布置：

（一）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，因为地下室出入不易，自然通风条件不良，给机房设计带来一系列不利条件，设计时要注意好，机房选址时应注意以下几点:

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因素;

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；

3、注意噪音对环境的影响;

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；

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；

6、不应靠近防微振的房间；

7、机房内设储油间。

（二）机房的布置

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;

2、机房应有两个出入口，其中一个出口的尺寸应满足搬运机组的要求，门应采取防火、隔音步骤，并应向外开启。

3、机房四周墙体及天花板作吸声体，吸收部分声能，减少因为声波反射产生的混响声；

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。

二、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处置的问题，特别是机房位于地下室更要解决好，否则会直接影响发电机组的运转。机组的排风通常应设热风管道有组织的进行，不对让柴油发电机散热器把热量散在机房内，热风管道与柴油发电机散热器连在一起，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，进风通常为自然进风方式，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1、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不能找到两面临外墙的发电机房，仅一面临外墙。

方案2、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，通常小于800kW的发电机组进排风口的间距应在10米左右；

方案3、在建筑平面实在不能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置，此方案“非法”选用；

方案4、为一典型不宜方案，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。

三、排烟系统

　　柴油发电机组燃烧时除了会产生大量热气外，还会发生大量燃烧废气。这些废气必须经过专门处置后，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步骤中，每发生1KW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，如果对废气不加以解决而任由其排放，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。具体是通过烟气高速撞击水面，污燃物因为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，发电机组运转不致影响烟道的寿命。

　　为保证除尘设备载水，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。

四、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转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/AV-----日用油箱间的容积（m3）；G-----柴油发电机燃料的消耗量（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。

五、基础的设计

据发电机相关厂家样本可知，发电机组的毛重约在4~8吨，而其中的柴油发电机转速通常为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举措。为了减低振动，根据柴油发电机组长宽高，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，当进行机组装配时，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。采取这一步骤，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，除了要供应机组的静负载，混凝土基础的体积，还应考虑机组的动负荷，动负载可向相关的厂家索取，也可按机组静负载的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。

六、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。

七、发电机房建设其他注意事项：

实践证明，设计合理、安装规范的机房将会进一步提升系统的可靠性、易用性和安全性，柴油发电机组及其附属设备的管理、维护、保养将更加便利。简易的归纳一下，主要注意的是以下几点：

1、空间

发电机房的位置应尽量远离居民区，以减少机组噪声及排放对居民的影响，机房应尽量在开阔场地上修建。以利于机组及附件的进出和通风散热。机房的空间应充分考虑机组及附件的体积，保证机组和附件有足够的装配空间。

2、通风及防尘

这两个方面是矛盾的，通风良好，则防尘性能必然适当下降，过于考虑防尘，则会影响机房的通风。这就需要机房设计人员根据实际情况进行计算和协调。通风的计算具体涉及机房的进风系统与排风系统，根据机组燃烧所需的燃气量和机组散热所需的换气量进行计算，燃气量和换气量之和便是机房的通风量，当然这是一个变化值，是随机房的温升而变化。一般机房的通风量是根据机房的温升控制在5℃-10℃以内的情况下计算出来的，这也是比较高的要求。将机房温升控制在5℃-10℃以内时的燃气量和换气量，便是此时机房的通风量，根据通风量便可计算进排风口的大小。机房防尘不好，也会对设备发生损害，在保证机房通风的情况下，同时考虑到机房的防尘作用，加装进风排风百叶，保证机房的风质和风量。

3、降噪

　　环保已经不是新名词了，如何保证我们的作业环境和生活环境呢？治理噪声是一个复杂的工程，用户根据自己的因素和要求，并参照有关国家规范，将其控制在所能接受的合理范围内。

　　治理噪音首先要诠释噪音源及频谱，发电机组噪音具体来自以下几个方面：燃烧噪声、机械噪音及排气噪音，其中排气噪声为整个机房噪声的最高点，治理时需多加注意。该几种噪声无规律杂乱组合之后，主频率峰为125Hz-500Hz，属于宽带偏中低频突出噪声。治理起来比较麻烦。噪音治理对策具体有两种，一种是降低声源噪音；另一种是控制噪音传播途径，发电机房噪音治理具体是在传播途径上做文章，降低声源噪音主要由生产厂家实现的。控制噪声传播途径的核心是利用声波在传播中自然衰减作用去缩小噪声的污染面，主要步骤有以下几种：吸声解决、隔声解决、改变传播方向等。在实际工程中有时用其一种，有时三中手段并用，如对进机房进排风口进行吸声、隔声排除；排烟口改变噪音传播方向；墙面及吊顶进行吸声解决等。

4、采光及消防

　　机房亮度不够，不利于作业人员检查机组，甚至有些机房未安装照明灯，致使夜间不能作业，严重影响了设备的维护。采光、照明也该当列为标准化机房的重要内容。

　　如果机房进行了降噪排除，采光窗必须使用隔声采光窗，预防噪声传出。如果机房进行了通风防尘处理，进排风使用百叶窗，机房内亮度不够，还须增设采光窗。机房必须装配照明灯，必须使用防爆灯泡。不管采光还是照明，都要保证机房有足够的亮度。

5、机房附件的选配和布置

（1）油箱：尽量选购品质较好的标准型油箱，密封性好，不漏油，油箱应配有出油口，回油口、注油口、放油口、溢油口、油位显示计，容积按机组连续工作12小时用油量选择为妥。油箱密封性致关重要，否则漏油是令维护人员很头痛的事。油雾过大会腐蚀橡胶、金属等元件，而且还具有一定的危险性；油雾和灰尘粘附在机组及设备表面，很难清洁。另外，油箱的摆放位置要远离机组，最好有专用的房间。

（2）油管：最好不用塑料或橡胶软管，时间长经柴油腐蚀，油管会变性，易漏油，油管应当选用硬质铜管或镀锌钢管，与机组连接要紧密，防止漏油。另外，油管也须有专用的地槽或穿管，无法和电缆同槽，油槽及电缆均须有活动盖板。

（3）排烟管：涡轮增压器，排烟管及消音器应用耐高温的玻璃丝棉或硅酸铝包扎，起隔热、降噪作用，户外排烟口应朝向空中，装配防雨帽。

（4）充电器、电池；充电器最好选购智能型，无须人员操作，安装在启动电池就近的地方；启动蓄电池最好选用密封免维护电池，装配在电池支架上。

（5）其他：机房内不要堆放油桶，工具等杂物，平时多注意清洁。

以上是标准化机房有关要求的介绍，在具体实施步骤中，有时需还要根据用户的主要要求和现有要素度身设计改造方案。

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