柴油發(fā)電機(jī)在工程設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

倪鵬飛

摘要：隨著時(shí)代發(fā)展，生命科學(xué)、數(shù)據(jù)中心、科研建設(shè)等工程項(xiàng)目中，對(duì)電源的可靠性有越來越高的要求。設(shè)計(jì)者應(yīng)從用戶需求、投資控制、方案合理等方向出發(fā)，確定經(jīng)濟(jì)、合理、可靠的設(shè)計(jì)方案。本文總結(jié)歸納幾種柴油發(fā)電機(jī)在工程設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)供大家參考。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī);性能;儲(chǔ)油間

1 柴油發(fā)電機(jī)組

柴油發(fā)電機(jī)組的功率定額是在額定頻率、功率因數(shù)cosφ為0.8下用kW標(biāo)示的功率。定額功率的種類有持續(xù)功率（COP）、基本功率（PRP）、限時(shí)運(yùn)行功率（LTP）、應(yīng)急備用功率（ESP）。運(yùn)行周期在24h內(nèi)的允許平均輸出功率（Ppp）應(yīng)不大于70%的基本功率。

柴油發(fā)電機(jī)容量計(jì)算可參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版中第2.6.3.2節(jié)計(jì)算長期連續(xù)運(yùn)行所需要的功率，按不大于70%～80%的基本功率選擇柴油發(fā)電機(jī)組的額定功率。驗(yàn)證柴油發(fā)電機(jī)短時(shí)過載能力，發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)過負(fù)荷系數(shù)可取大于1.5。校驗(yàn)柴油發(fā)電機(jī)母線電壓降。

柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率低于額定功率50%時(shí)，油耗會(huì)變大，燃油不充分也會(huì)升高柴油發(fā)電機(jī)組故障，降低機(jī)組使用壽命，故不建議柴油發(fā)電機(jī)組長期低負(fù)載工作。

柴油發(fā)電機(jī)組性能等級(jí)分為G1、G2、G3、G4四級(jí)。工程上應(yīng)根據(jù)具體負(fù)荷特性來確定柴油發(fā)電機(jī)組的等級(jí)。其中，G1：連接的負(fù)載只規(guī)定其基本電壓和頻率參數(shù)，適用于照明和其他簡單的電氣負(fù)載。G2：電壓特性與公用電力系統(tǒng)有相同要求，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，允許暫時(shí)的電壓或頻率的偏差，適用于照明、水泵、風(fēng)機(jī)等。G3： 連接的設(shè)備對(duì)發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率和波形有嚴(yán)格要求，適用于電信負(fù)載和晶閘管控制的設(shè)備。G4：連接的設(shè)備對(duì)發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率和波形有特別嚴(yán)格的要求，適用于數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)過程中涉及到柴油發(fā)電機(jī)房時(shí)，建筑專業(yè)的同事經(jīng)常會(huì)提出這樣兩個(gè)問題，即：

1、進(jìn)、排風(fēng)口面積？

2、儲(chǔ)油間應(yīng)該設(shè)置多大？

關(guān)于第一個(gè)問題，我們可以在相關(guān)圖集或產(chǎn)品樣本上查到數(shù)據(jù)，但我相信很多電氣工程師應(yīng)該并不知道其具體算法，我經(jīng)過查閱相關(guān)資料并與暖通專業(yè)的工程師討論后現(xiàn)將其具體算法歸納總結(jié)如下：

發(fā)電機(jī)燃燒所需風(fēng)量CMh可按防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范給出的柴油機(jī)燃燒空氣量，按柴油機(jī)額定功率7m3/（kW·h）計(jì)算。

關(guān)于第二個(gè)問題，我查閱相關(guān)規(guī)范和資料后認(rèn)為：

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016—2014 （2018年版）5.4.13條：布置在民用建筑內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)符合下列規(guī)定：機(jī)房內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)油間時(shí)，其總儲(chǔ)存量不應(yīng)大于1m3。

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16—2008第6.1.11條，儲(chǔ)油設(shè)施的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：在燃油來源及運(yùn)輸不便時(shí)，宜在建筑物主體外設(shè)置40～64h耗油量的儲(chǔ)油設(shè)施。機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)油間，其總存儲(chǔ)量不應(yīng)超過8h燃油量。

根據(jù)相關(guān)資料，柴油發(fā)電機(jī)的油耗約為：220g/kW·h，按照《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 16—2008，消防泵、消防電梯、防排煙系統(tǒng)及相應(yīng)機(jī)房的應(yīng)急照明，均要求供電時(shí)間不小于3h。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016—2014（2018年版）中規(guī)定，總儲(chǔ)存量不應(yīng)大于1m3。總功率1500kW的發(fā)電機(jī)，3個(gè)小時(shí)的燃油就會(huì)超過1m3。由此可見，如果發(fā)電機(jī)房僅設(shè)一個(gè)儲(chǔ)油間不能滿足1500kW的發(fā)電機(jī)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》5.4.13條所規(guī)定的“柴油發(fā)電機(jī)房內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)油間時(shí)，其總儲(chǔ)存量不應(yīng)大于1m3”，是指一個(gè)儲(chǔ)油間的儲(chǔ)油量，一個(gè)柴油發(fā)電機(jī)房內(nèi)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置多個(gè)儲(chǔ)油間，每個(gè)儲(chǔ)油間的儲(chǔ)油量不應(yīng)大于規(guī)范要求的1m3。

根據(jù)相關(guān)資料柴油發(fā)電機(jī)8h/kW油耗為1760g，合計(jì)約為2L（1kg柴油大概是1.16L）。如果設(shè)一臺(tái)1500kW的柴油發(fā)電機(jī)，8小時(shí)油耗約3m3。由此可計(jì)算出柴油發(fā)電機(jī)房儲(chǔ)油間的上限。

參考文獻(xiàn)

[1]?GB 50016-2014（2018版） 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2018.

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[3]?中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司.工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國電力出版社，2016.