新聞主題	柴油發(fā)電機儲油罐及日用油箱設置要求

 

摘要：儲油間在民用建筑內，主要見(jiàn)于柴油發(fā)電機房的燃料存儲。在設計小空間儲油間時(shí)，要考慮儲存物質(zhì)的火災危險性，建筑物的使用功能，預防性措施，滅火措施及管理措施。在綜合性治理措施有效的情況下，將火災危險性降到最低限度。儲油間的油箱應密閉且應設置通向室外的通氣管，通氣管應設置帶阻火器的呼吸閥，油箱的下部應設置防止油品流散的設施。

 

一、供油系統的國標規定

 

       《民用建筑電氣設計標準GB51348-2019》6.1.10儲油設施的設置應符合下列規定：

（1）當燃油來(lái)源及運輸不便或機房?jì)炔裼桶l(fā)電機組較多、容量較大時(shí)，宜在建筑物主體外設置不大于15m³的儲油罐；

（2）機房?jì)葢O置儲油間，其總儲存量不應超過(guò)1m³，并應采取相應的防火措施；

（3）日用燃油箱宜高位布置，出油口宜高于柴油機的高壓射油泵；

（4）卸油泵和供油泵可共用，應裝設電動(dòng)和手動(dòng)各一臺，其容量應按最大卸油量或供油量確定；

（5）儲油設施除應符合本規定外，尚應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016的相關(guān)規定。

 

二、柴發(fā)油路系統組成

 

      典型柴發(fā)油路系統應包含油罐，日用油箱，管路系統，供電及智能監控系統等構成。如圖1所示。

1、日用油箱

      柴發(fā)機房?jì)葧?huì )設置日用油箱，單個(gè)日用油箱間內儲存量不大于 1m³。

（1）柴油發(fā)電機組配置不超過(guò)1m³油箱。油箱中須裝置低油位開(kāi)關(guān)并設置20%和50%兩階段油位的預告信號。

（2）油箱須按國家標準的要求制造，使用4～6mm厚優(yōu)質(zhì)鋼板制作，端部作盤(pán)形和凸緣形，全部采用電焊。

（3）油箱須配備面蓋板、油位表、充油管密封帽、防火器、通風(fēng)帽、滴盤(pán)、排渣管、油位開(kāi)關(guān)、溢流管，入油口，存油量計等。存油量計必須為圓盤(pán)形具有相當的尺寸清楚地標以存油量，如空位、1/4、1/2.、3/4及滿(mǎn)位。油量計之校驗須于現場(chǎng)示范。

（4）在出油路上須裝置不超過(guò)120網(wǎng)孔的網(wǎng)形過(guò)濾器。

（5）如油箱的靜壓不足以供所選用的柴油發(fā)電機、須提供輔助的電動(dòng)輸油泵（非必須）及其附屬管道及相關(guān)電源，以便把油從主油箱輸送到柴油發(fā)電機。油泵的全部電氣裝置，包括開(kāi)關(guān)設備、電動(dòng)機啟動(dòng)器、電纜終端均須為防爆型。

（6）在油箱和柴油發(fā)電機供油管上須裝設用拉線(xiàn)以手動(dòng)操作的“關(guān)閉”閥，供事故時(shí)在機房外關(guān)機。

（7）供油及回油管路必須距溫度超過(guò)200℃的表面50mm如供給軟油管，則所選材料必須耐250℃的高溫。

（8）在油箱上須裝設一臺半周旋轉的手搖輸油泵并帶一根足夠長(cháng)度的入油軟管、閥門(mén)、三通和旋塞。

2、主儲油罐

      大型數據中心由于柴發(fā)功率大，日用油箱儲油量已不能滿(mǎn)需求，要在室外設置儲油罐，一般采用地埋式，示例如圖2所示。

（1）主儲油罐容量不少于8h全負載運行所需燃油量。

（2）儲油罐須采用厚度不小于6～8mm的鋼板制成，并須提供足夠和穩固的支撐以預防有關(guān)設備在安裝或使用時(shí)變形。

（3）儲油罐須提供入孔。所有接縫須經(jīng)焊接處理。油位測量管的正下方須設有適當大小的金屬圓盤(pán)以防止油缸底部受到油位測量桿撞擊而受損，而有關(guān)的金屬圓盤(pán)須由厚度不小于6～8mm的鋼板制成。

（4）儲油罐入油處須設有一容量顯示計及油位超高的警示器。所有測量計、指示器及配線(xiàn)必須為當地消防局批準的設備和物料。

（5）油位測量管須距油罐底部小于40mm,而吸油管須接至距離油罐底75mm處。

（6）聽(tīng)有燃油系統的配線(xiàn)須采用礦物絕緣類(lèi)耐火電纜，而各接電配件均須為防爆設備。

（7）康明斯發(fā)電機儲油罐須提供妥善的接地以消除所產(chǎn)生的靜電。

（8）儲油罐四周均以不含鹽分的幼沙所覆蓋，而儲油罐須坡向排油口方向安裝。

3、管路系統

      管路系統按照其功能可分為供油管、回油管、倒油管、進(jìn)油管、退油管。

（1） 供油管：將柴油由油罐輸送至柴發(fā)，包括管道、閥門(mén)潛油泵等。

（2） 回油管：柴油通過(guò)回油管由柴發(fā)機房?jì)然亓髦劣凸?，回油方式有重力回油和?dòng)力回油兩種，系統包括管道、閥門(mén)、回油泵等，若是采用重力回油方式，則不需設置回油泵。

（3） 倒油管：當設置多個(gè)油罐時(shí)，油罐之間需要進(jìn)行柴油倒換時(shí)，將通過(guò)倒油管完成，包括管道、閥門(mén)、倒油泵等

（4） 退油管：將油罐內柴油退回柴發(fā)油路以外的容器，如罐車(chē)，包括管道、閥門(mén)、退油泵等；退油管可與倒油管通過(guò)閥門(mén)連接，利用倒油泵和相互連接的閥門(mén)實(shí)現退油，不再單獨設置退泵。

（5） 進(jìn)油管：罐車(chē)的柴油通過(guò)進(jìn)油管輸送至油罐，包括管道、閥門(mén)。

4、供電及智能監控系統

      供電系統為油路系統提供動(dòng)力，包括配電柜、電線(xiàn)電纜、線(xiàn)管、橋架等。智能化系統實(shí)現設備啟?；蜷_(kāi)關(guān)控制、設備狀態(tài)監測、漏油檢測，包括控制器、漏油檢測等。

 

圖1  柴發(fā)機組供油系統組成示意圖

圖2  柴油發(fā)電機組儲油罐三維布局圖.

 

三、油路系統設計關(guān)鍵點(diǎn)

 

      油路系統設計應抓住以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：關(guān)鍵系統和設備應冗余配置，并進(jìn)行物理隔離，滿(mǎn)足“容錯”的要求；能自動(dòng)制；能自動(dòng)檢測故障和自動(dòng)隔離故障。以下將討論柴發(fā)油路系統架構該如何設計。

1、日用油箱設計

      日用油箱是關(guān)鍵設備，設置在柴發(fā)機房?jì)?，與柴油發(fā)電機一一對應，日用油箱之間應進(jìn)行物理隔離。例如某數據中心配置了9（8+1）臺柴發(fā)，每臺柴發(fā)之間均物理隔離，每臺柴發(fā)配置一個(gè)日用油箱，日用油箱之間也應進(jìn)行了物理隔離。

2、油罐設計

      油罐是關(guān)鍵設備，一般進(jìn)行N+x（x≥1）配置，各油罐之間應物理隔離。

      例如某數據中心油罐采用2+1模式配置，如圖3方案一，3臺油罐均未做隔離，任意一個(gè)油罐故障，可能會(huì )導致3臺油罐都被迫下線(xiàn)，油路系統癱瘓；如圖4方案二，2臺油罐未物理隔離，兩臺油罐中一臺故障，可能導致兩臺油罐被迫下線(xiàn)，儲油量不能滿(mǎn)足運行要求，這兩種方案都存在較大安全漏洞，也不滿(mǎn)足Uptime TierⅣ標準。

       如圖4所示方案三，3臺油罐之間都進(jìn)行了物理隔離，一臺油罐發(fā)生故障后，仍有2臺在線(xiàn)，儲油量不受影響，滿(mǎn)足Uptime TierⅣ標準及認證要求。

 

圖3  儲油間油罐設計方案一

圖4  儲油間油罐設計方案二

圖5  儲油間油罐設計方案三

 

3、管路系統架構設計

      供油、回油、倒油、退油、進(jìn)油管路中，供油管路是關(guān)鍵系統，其他屬于非關(guān)鍵系統。

（1）供油管路架構

      油罐至室內日用油箱段供油管需要有冗余配置（一般為2N），在柴發(fā)機房外針對每個(gè)日用油箱設置獨立電動(dòng)閥，下面將通過(guò)實(shí)例分析。

      供油系統按照圖6設計，已冗余配置并進(jìn)行了物理隔離，每個(gè)柴發(fā)機房外沒(méi)有單獨設置電動(dòng)閥門(mén)，當柴發(fā)機房外供油管路故障，隔離故障后另一路能正常供油；但柴發(fā)機房?jì)劝l(fā)生故障要切斷該機房的A、B路供油時(shí)，則A、B供油干管都要被隔離，所有柴發(fā)機房供油中斷，這種方案存在較大安全隱患，也不滿(mǎn)Uptime TierⅣ標準。

      在柴發(fā)機房外的A或B路供油管上為每臺日用油箱設置獨立閥門(mén)，柴發(fā)機房?jì)炔炕蛲獠抗┯凸苈烦霈F一次故障，故障隔離后至少1路供油正常，能滿(mǎn)足Uptime TierⅣ標準及認證要求。按照圖7設計，在A(yíng)供油管路上設置獨立閥門(mén)。

 

圖6  未設置獨立閥門(mén)模式的供油管設計

圖7  A路設置獨立閥門(mén)模式的供油管設計

 

      當然也可按照圖8設計，在A(yíng)和B路供油管上同時(shí)設置獨立閥門(mén)，單個(gè)柴發(fā)機房?jì)裙┯凸艹霈F故障，只需隔離故障部分，其他柴發(fā)機房仍是兩路供油，可靠性更高，但系統設計相對更復雜、維護難度更大、造價(jià)成本更高。

（2）其他管路

      回油管路、倒油和退油管是非關(guān)鍵系統，按照N模式配置，滿(mǎn)足基本需求即可，但在倒油和退油操作過(guò)程中要保證總的可油量不少于12小時(shí)。

（3）管路系統架構設計

      綜上所述，在兼顧滿(mǎn)足Uptime TierⅣ認證、經(jīng)濟性的情下，管路系統架構設計可以參考圖9。

 

圖8  雙路設置獨立閥門(mén)模式的供油管設計

圖9  柴發(fā)機組供油管路系統架構設計

 

4、供電系統架構設計

      供電系統為柴發(fā)油路系統提供動(dòng)力，是關(guān)鍵系統應進(jìn)行冗配置和物理隔離，另外供電系統設計要結合其他設備情況，確保供電系統發(fā)生一次故障后，供油系統至少有1路能正常供油。例如某數據中心計劃采用3（2+1）臺地埋油罐、9（8+1）臺柴發(fā)，供油系統如圖10所示，配電系統可以參考圖11，關(guān)鍵的供油設備及控制系統都是按照2N配置，供電系統與之對應設計，非關(guān)鍵的倒油和回系統的配電，可以根據維護需求由A或B供電系統供電。

5、智能化控制系統架構設計

      智能控制器是關(guān)鍵設備，要冗余配置，參與聯(lián)鎖控制的檢測信號則分成2路信號同時(shí)接入控制器A和B，僅用于顯示記錄的檢測信號按照A/B路供油系統接入各自所屬區域的。

（1）A/B路供油管路系統中的潛油泵、油罐出油電動(dòng)閥、管電動(dòng)閥、供油管路的漏油檢測均接入對應的A/B路控制器，A/B路控制器能控制A/B路供油泵啟停、閥門(mén)開(kāi)關(guān)，實(shí)現自動(dòng)供油。智能控制系統能監測這些設備的狀態(tài)，當出現漏油情況后，控制器可以依據漏油點(diǎn)情況切斷相關(guān)閥門(mén)或油泵，實(shí)現故障自動(dòng)隔離。

      例如A/B路供油管路系統中的潛油泵、油罐出油電動(dòng)閥、支管電動(dòng)閥、供油管路的漏油檢測均接入對應的A/B路控制器，當A路控制系統發(fā)生故障后，A路的潛油泵、閥門(mén)不能正常工作，導致A路供油系統故障，但B路供油系統仍能正常供油，滿(mǎn)Uptime TierⅣ認證要求。若B路的潛油泵或供油管閥門(mén)接入A路控制器，當A路控制器發(fā)生故障，B路供油系統不能正常運行，存在較大安全漏洞，也不滿(mǎn)足Uptime TierⅣ標準及認證要求。

（2）參與聯(lián)鎖控制的檢測信號，如油罐液位、日用油箱液位、日用油箱漏油、日用油箱至柴發(fā)機組的供油和回油管路漏油檢測、柴發(fā)機組漏油檢測、火災信號等，則應分成2路信號同時(shí)接入控制器A和B，確保信號能同時(shí)聯(lián)動(dòng)A、B路油路系統。

      例如油罐液位信號，當油罐液位過(guò)低，為避免油泵空轉要同時(shí)聯(lián)動(dòng)A、B路潛油泵停止運轉。例如日用油箱液位信號，當液位過(guò)低時(shí)聯(lián)動(dòng)A、B路供油系統同時(shí)供油，當液位恢復后要聯(lián)動(dòng)A、B路供油系統同時(shí)停止供油。例如日用油箱漏油信號，當日用油箱出現漏油要同時(shí)要聯(lián)動(dòng)A、B路供油系統停止供油。例如火災信號，當日用油箱間發(fā)生火災時(shí)要聯(lián)動(dòng)切斷該A、B路供油。

 

圖10  直埋地下儲油罐供油系統流程圖

圖11 柴發(fā)機組油路供電系統設計

 

總結：

       綜合上述，若讓柴發(fā)油路系統的設計方案達到Uptime TieⅣ標準并通過(guò)認證，設計過(guò)程中一定要理解并落實(shí)“容錯”、“自動(dòng)控制”、“故障自動(dòng)識別、自動(dòng)隔離”等關(guān)鍵要求。但正如文章開(kāi)始所述，有資質(zhì)的油路設計單位多服務(wù)于石油、石化行業(yè)，數據中心行業(yè)案例、經(jīng)驗非常少，要讓他們理解這些關(guān)鍵點(diǎn)并落實(shí)在設計方案中。

 

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