柴油發電機房設計時需要注意的問題

梅東亮（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

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柴油發電機房設計時需要注意的問題

梅東亮
（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

摘 要：本文介紹了柴油發電機組3種冷卻方式，總結了柴油發電機房的通風和排煙設計的方法。關鍵詞：柴油發電機房；散熱器；通風系統；排煙

0. 引言

柴油發電機作為應急電源或者第二電源在民用建筑中得到了廣泛的應用，本文從發電機組的冷卻、發電機房的通風和排煙3個方面介紹柴油發電機房設計時需要電氣人員注意的問題。

1. 發電機組的冷卻方式

柴油發電機在運行過程中由于柴油的燃燒以及運動部件的摩擦產生高溫，為保證柴油發電機組受熱部件不受高溫的影響，并保證各工作面的潤滑，就要對受熱部分進行冷卻，根據散熱器形式的不同可分為3類。

1.1 聯機式散熱器機組

聯機式散熱器機組是最常用的柴油發電機組（圖1），通過隨機安裝的散熱器及風扇來冷卻機組；空氣從發電機端流經發動機，再通過散熱器，散熱器護柵上設有排風導管配接凸緣。大部分機組使用聯機式水箱散熱冷卻，此冷卻方法運行可靠且價格低。

1.2 遠置散熱器機組

當進、排風口面積無法滿足柴油發電機需要風量要求或者由于空間、噪音等限制時，可選用遠置式水箱冷卻系統（圖2），此機組將柴油發動機上皮帶驅動的風扇及冷卻水箱取消，由遠置水箱替代，在使用時可將遠置水箱放置于建筑物頂層、空曠地帶或具有良好通風散熱條件的地方。

如果冷卻系統的工作壓力小于發電機組的設備承壓，發動機驅動冷卻液泵循環動力小于循環管路阻力，可采用帶輔助冷卻液泵和輔助水箱的遠置散熱器冷卻系統。

機組采用遠置散熱器通風散熱時，需給遠置散熱器（水箱）配冷卻風扇，如位置合適的話，該風扇也可用于機房通風；機房通風風扇和進風口的位置的設計，一定要使通風氣流直接吹過發電機組。

1.3 采用熱交換器的遠置式散熱器機組。

當遠置水箱冷卻系統的靜態和摩擦阻力均大于機組要求時，需使用配置熱交換器的遠置式散熱器機組（圖3）。熱交換器應安裝在機房內鄰近機組的位置，在機組或熱交換器的上部還應配有蓄水箱；循環水泵應安裝在系統的最低點，一般情況下，水泵的推動能力要比其提升能力稍大；所有與機組連接之處應采用軟性連接，避免振動的傳播。

通過將遠置式散熱器通過循環水管與熱交換器連接，可以將遠置式散熱器可拆卸的設置在遠離機房的位置，例如通風條件好、受噪音影響小或者建筑面積不受限制的位置等等，減少環境噪音，為施工單位節約占地面積，并且還可以將發電機組除遠置式散熱器和電動風扇以外的其他部件安裝在封閉或者通風條件不良的位置，減少環境對發電機組的限制，增強發電機組的散熱效果，延長發電機組的使用壽命。

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入基坑，挖掘機能通行，局部架設不及時)，第二道支撐以下土方采用垂直出土方式開挖；鋼支撐及時架設，并按照設計要求預加軸力；提前開啟基坑內降水井抽水，盡最大可能保證坑內疏干效果。

2. 柴油發電機房的通風

機組額定容量運行時，機房溫升控制在環境溫度以上10℃～15℃，并且機房環境溫度應低于40℃。超過此范圍的室溫升高會降低柴油的燃燒效率、減少機組輸出功率、使發動機過熱、縮短零部件的壽命，也將造成機組附近的工作環境惡化。因此，機房內充足的空氣流通，既可以降低機房室溫、提高發動機效率，還可以補充柴油燃燒所需空氣。

2.1 聯機式散熱器機組機房通風

采用聯機式散熱器機組的柴油發電機機房，進風口宜設在發電機前端或發電機兩側，排風口面積應大于散熱水箱面積的1.5倍；進風口面積應大于散熱水箱面積的1.8倍。

2.2 遠置散熱器機組機房通風

如果柴油發電機房設置在地下室，現有建筑條件無法滿足發電機組的進排風通道要求，可采用遠置散熱器機組。機房通風的設計要求是保證柴油機在運行時，機房的換氣量應大于柴油機燃燒所需新風量與維持機房室溫所需新風量之和。

①維持室溫所需新風量可由下式計算

式中：C1——維持室溫所需要新風量（m3/s）；

T——機房溫升（℃）。

②維持柴油發電機燃燒所需新風量由設備廠家提供，如果無資料，可按下面公式估算：

式中：C2——維持柴油發電機燃燒所需要新風量（m3/s）；

k1——單位制動功率需要風量的估算值，取0.1；

k2——制動功率換算系數，取1.1。

電氣專業把機房內風速、室內允許溫差、熱輻射的功率等參數給暖通專業提資料，由暖通專業進行通風設計。

3. 發電機房的排煙

3.1 系統組成

排煙系統由直管、彎頭、波紋管、消音器等組成；廢氣阻力的增加會降低柴油發電機的輸出功率、增加柴油發電機組的溫升，要使排煙系統有效地工作，排煙系統設計必須盡量減小發動機的排煙背壓，使整個系統的排煙阻力小于發動機的背壓允許值。

3.2 排煙管道計算

排煙系統的管徑不得小于發動機排煙口的直徑。應核實排煙管徑是否滿足發動機的背壓要求，管徑過小容易因冷凝而腐蝕，管徑過大則會降低排煙速度而不利于排煙在戶外擴散。管徑越小、煙管越長、彎頭個數越多，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，從而導致發動機功率損失及發動機壽命降低。設計時根據柴油發電機組電動機的排煙流量、消音器流量、管道計算阻力校驗選擇的管徑對應的排煙阻力小于發電機組的允許阻力。

圖1　聯機式散熱器機組

圖2　遠置散熱器機組示意圖

圖3　帶熱交換器的遠置式散熱器機組

結語

柴油發電機房設計時除了考慮機組的布置，還要綜合考慮進排風位置、機組遠置冷卻設施空間、冷卻系統管路路由和排煙管道的安裝高度等。發電機組的冷卻、發電機房的通風和排煙雖然字面上與電氣專業無關，但卻是影響發電機房設計方案的關鍵因素，電氣設計人員必須具備足夠的知識儲備，綜合考慮可能影響方案設計的各種因素，協調建筑、結構和暖通專業共同配合來完成柴油發電機房的設計。

參考文獻

［1］ JGJ16-2008民用建筑電氣設計規范［S］.

［2］中國建筑標準設計研究院.15D202-2柴油發電機組設計與安裝［M］.北京：中國計劃出版社，2015.

中圖分類號：U473

文獻標識碼：A