高速公路收費站柴油發電機房通風設計的探討

馬昔貴

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 柴油發電機房概述

柴油發電機房一般情況下有柴油發電機、進風、排風豎井、儲油問、煙囪、油路系統、冷卻系統，其中冷卻系統分成柴油機的冷卻系統與柴油發電機房的冷卻系統。柴油機的散熱冷卻系統包括水冷冷卻、風冷冷卻，然而柴油發電機房的冷卻設計一般只包括采用風冷冷卻。現在柴油發電機組由柴油機、發電機、智能啟動控制系統、柴油機冷卻系統組成，是一個全自動控制的產品。要使其正常運轉，需要有通風冷卻管道系和外部的給油系統。當室內溫度達40℃以上時，每上升11℃，發電功率下降2%，因此維持機房溫度是柴油發電機輸出額定功率的重要條件，通常機房溫度宜≤40℃。

表1 柴油機工作時的散熱量系數η1值

2 柴油發電機房通風的內容

2.1 工作通風

水冷柴油發電機須考慮工作時耗氧所需消耗的空氣量，風冷發電機冷卻風量大，一般采用自然進風的辦法。柴油發動機利用自帶的風扇壓力排放熱量，然而柴油發電機自帶的風機壓頭僅僅只有150 Pa左右，在井道阻力過大時需要增加風機克服井道的阻力。一般如果進風井阻力大，則需要加進風機;如果排風井阻力大，則需要加排風機。

2.2 平時通風

風冷和水冷發電機的機房平時通風換氣次數為6次，儲油間通風換氣次數不應小于3次。對于采用氣體滅火系統的機房，在火災發生后，本通風系統負責排除室內的廢氣，但并不是事故通風，為保證人的人身安全，應該按事故通風設置啟動按鈕。

3 設計的一般原則

3.1 設計參數

室內設計參數ta≤35℃，當機組不運行時，冬季室溫≥5℃。

室外設計參數以規范為準。

3.2 送、排風系統設計的一般原則

柴油發電機組燃燒、冷卻時需要大量的空氣，無風道時，散熱器距離排風口距離不應該超過150 mm，為防止熱空氣再循環，超過此距離需安裝相應的風道;一般情況下建議自然風進口面積最少是機組散熱器排風面積的2倍左右，自然排風口的面積應為散熱器排風口的1～5倍左右。計算排風口的尺寸時，應該將送、排風百葉窗的有效通風面積考慮進去。

3.3 柴油發電機送排風量的計算

表2 柴油發電機發熱量

(1)柴油發電機燃燒時所要的空氣量以柴油機馬力的大小為準，通常采取每小時每馬力6 m3。

(2)排除余熱所需的風量計算

式中:L為必須得換氣量，m3/h;t1為室內排風設計溫度，℃;按照35℃取;t2為室外排風設計溫度，℃;按照規范中當地氣象條件取;q為柴油發電機房的發熱量，W，如果沒有廠家資料可按照表2選取。

柴油發電機房機組的排風不宜讓柴油機散熱器把熱量散在機房內，再由排風機抽出，通常應設熱風管道且有組織地進行，機房里面要有足夠的新風補充進來。柴油發電機在運行的時候，機房的換氣量應等于或者大于柴油發電機燃燒所需要的新風量和維持機房室溫所需要的新風量之和。維持室溫所需新風量計算公式

式中:c為所需的新風量，m3/s;p為柴油發電機的額定功率，kW;t為機房溫度的升高值，℃。

維持柴油發電機燃燒所需要的新風量在無資料的情況下，可以按照每千瓦制動功率需0.1 m3/min來計算。

柴油發電機房的通風通常以排風設置熱風管道、進風利用自然風進風的方式為主。進風口與出風口最好分別布置在機組的兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。熱風管道與柴油機散熱器連接在一起，其中連接的地方才用軟接頭形式，熱風管道平直，當需要轉彎的時候，轉彎半徑做到盡量大且內部平滑，出風口盡量做到接近而且正對散熱器。

機房的出風口、進風口的面積應滿足下式要求

式中:s為柴油發電機的散熱面積;s1為出風口的面積;s2為進風口的面積。

在寒冷地區特別注意進風口、排風口平時對機房溫度的影響，以免機房溫度過低而影響機組的正常起動。風口與室外的連接處可設置風門，機組運行時自動開啟，平時則處于關閉的狀態。

5 選址

清潔、涼爽、干燥的環境是柴油發電機運行時的理想條件，這些條件我們在選址的時候應該做到盡量滿足。一般情況下，我們不會將其設置在主要的出入口附近，而是設置在建筑物的背面。對于高速公路柴油發電機房，一般情況下，我們將機房兩面直接靠室外，這樣，一面墻專門用作進風使用，另一面專門用作排風使用，從而更好的提高進、排風條件。

6 協調好通風與防塵

這兩個方面本身是矛盾的，過于考慮防塵，便會影響機房的通風，而如果通風良好，那么防塵性能必然會適當的下降，這就要求機房設計人員應該以實際情況進行協調和計算。機房防塵不好，會對設備產生危害，在保證機房通風的情形下，還考慮到機房的防塵作用，通過增加進風排風百葉，來保證機房的風質和風量。通風的計算主要包含機房的進風系統和排風系統，以機組燃燒所需要的燃氣量和機組散熱所需的換氣量為準進行相應的計算。燃氣量和換氣量之和便是機房的通風量，這要求一般機房的通風量以機房的溫度升高值控制在5～10℃以內的情況下為根據計算出來，這要求是比較高的，通風量隨機房溫度的變化而變化，如果將機房的溫度的升高控制在5～10℃以內時，計算出來的燃氣量和換氣量，便是此時機房的通風量，進而根據通風量便可計算進排風口的尺寸。

7 結論

高速公路收費站柴油發電機房的重要性可見一斑，它在處理高速公路收費站電力不足問題及加快完善高速公路收費站信息流通等多個發面發揮了不可小覷的作用。而發電機房通風又對發電機組的的散熱起到了關鍵的作用，風冷冷卻的高效利用不僅可以提高柴油發電機組的正常使用的能力，又可以降低成本，更好的研究柴油發電機房有很現實的意義。

[1]劉曉梅.柴油發電機房通風設計問題的探討[J］.福建建筑，2010，(10).

[2]姜毅.柴油發電機房通風設計[J］.全國暖通空調制冷2002年學術年會論文集，2002.

[3]寇繼海.關于遼寧省高速公路收費站土建部分設計的探討[J］. 東北公路，2002，(3).