新聞主題	數據中心柴油發(fā)電機組技術(shù)白皮書(shū)對儲油箱(罐)設置規定

 

摘要：柴油發(fā)電機組作為數據中心的備用電源，對于保障數據中心的電力安全和穩定供電起著(zhù)關(guān)鍵作用。隨著(zhù)數據中心需求的快速增長(cháng)，柴油發(fā)電機組技術(shù)白皮書(shū)應運而生。數據中心柴油發(fā)電機組技術(shù)白皮書(shū)側重于數據中心的典型應用，配套柴油發(fā)電機組的相關(guān)設計、制造、安裝和維護等環(huán)節的關(guān)鍵問(wèn)題，為數據中心設計、施工和運維人員提供規范和有益的技術(shù)指導。本文節選自《數據中心備用電源技術(shù)白皮書(shū)（柴油發(fā)電機組篇）》，全面闡述了柴油發(fā)電機燃油系統，將各個(gè)規范對燃油系統的要求匯總，值得有關(guān)單位的收藏學(xué)習！

 

圖1 《數據中心集裝箱式柴油發(fā)電機組技術(shù)白皮書(shū)》封面

 

 

一、總則

 

1、引用標準

供油系統至少符合以下技術(shù)標準要求：

○ 《建筑設計防火規范》GB50016 ○ 《輸油管道工程設計規范》GB50253 ○ 《壓縮機、風(fēng)機、泵安裝工程施工及驗收規范》GB50275 ○ 《埋地鋼制管道石油瀝青防腐層技術(shù)標準》SY/T 0420 ○ 《石油化工設備和管道涂料防腐技術(shù)規范》SH3022 ○ 《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》GB50231

○ 《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規范》GB50235 ○ 《現場(chǎng)設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236 ○ 《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗收規范》GBJ93 ○ 《工業(yè)金屬管道設計規范》GB50316 ○ 《石油庫設計規范》GB50074 ○ 《壓力管道安全管理與監察規定》勞部發(fā)［1996］140號

2、油罐、油箱設計要求

（1）油罐

● 設計壽命：50年； ● 外型材料：鋼板 20R 厚度≥6mm鋼板標準 GB6654； ● 箱體焊縫處及管接頭應無(wú)漏油滲油現象； ● 無(wú)損檢測：檢測標準 JB/T 4730； ● 檢測方法：射線(xiàn)； ● 檢測比例 ≥10%； ● 合格級別 Ⅲ； ● 透照質(zhì)量：不低于A(yíng)B級； ● 介質(zhì)：柴油； ● 箱內進(jìn)油口設置散油板及過(guò)濾器； ● 箱體上蓋保證開(kāi)啟自如； ● 油箱底座有與地面加固的地腳螺栓孔；

● 各管路安裝為內藏式； ● 實(shí)際裝油量15立方米，裝量系數0.9； ● 油罐的通氣管設計在系統的最高點(diǎn)，其尺寸與供油管匹配，并設置防塵裝置； ● 回油管連接，不超過(guò)發(fā)電機組進(jìn)油泵的吸收能力； ● 安裝不銹鋼電接點(diǎn)液位傳感器，監測液位的低位、高位、超高位，超低液位時(shí)報警，開(kāi)啟電磁閥、進(jìn)油泵；高位關(guān)電磁閥、高液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油泵；超高液位時(shí)，開(kāi)啟緊急卸油泵，并告警； ● 具有手動(dòng)、自動(dòng)控制功能； ● 油位測量管引至距最低處距油罐底部小于40mm處，吸油管接至距油罐底部75mm處。

（2）油箱

● 設計壽命：30年； ● 外型材料：鋼板 20R 厚度≥3.1mm鋼板標準 GB6654； ● 箱體焊縫處及管接頭應無(wú)漏油滲油現象； ● 無(wú)損檢測：檢測標準 JB/T 4730； ● 檢測方法：射線(xiàn)； ● 檢測比例 ≥10%； ● 合格級別 Ⅲ； ● 透照質(zhì)量：不低于A(yíng)B級； ● 閥門(mén)選用球形不銹鋼閥； ● 介質(zhì)：柴油； ● 為利于清洗油污，箱底為斜面； ● 箱內進(jìn)油口設置散油板及過(guò)濾器； ● 箱體上蓋保證開(kāi)啟自如； 油箱底座有與地面加固的地腳螺栓孔； 各管路安裝為內藏式；

● 實(shí)際裝油量1立方米，裝量系數0.9； ● 燃油箱的通氣管設計在系統的最高點(diǎn)，其尺寸與供油管匹配，并設置防塵裝置； ● 燃油箱的安裝高度適合發(fā)電機組的要求； ● 回油管連接，不超過(guò)發(fā)電機組進(jìn)油泵的吸收能力； ● 安裝不銹鋼電接點(diǎn)液位傳感器，監測液位的低位、高位、超高位，超低液位時(shí)報警，開(kāi)啟電磁閥、進(jìn)油泵；高位關(guān)電磁閥、高液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油泵；超高液位時(shí)，開(kāi)啟緊急卸油泵，并告警； ● 具有手動(dòng)、自動(dòng)控制功能； ● 室內燃油箱在正常情況下，當油位處于低位（25%）時(shí)，油泵自動(dòng)啟動(dòng)由地下油罐向燃油箱注油；當油位高于設定位（75%）時(shí)，能使油泵自動(dòng)停止，且油管內柴油能排至地下儲油罐；當遇事故告警信號時(shí)，啟動(dòng)燃油箱排油閥，將燃油箱及油管內的柴油排至地下儲油罐；當油箱油位高于溢油管上沿時(shí)，可使燃油箱多余的柴油自動(dòng)流回室外地下儲油罐。

3、管路管徑

● 進(jìn)油管   Dg50(mm) ● 供油管   Dg32(mm) ● 溢油管   Dg50(mm)

● 回油管   Dg32(mm) ● 排污管   Dg50(mm) ● 通氣管   Dg80(mm)

4、設計說(shuō)明

（1）安裝不銹鋼傳感器和光帶位指示器一套，實(shí)時(shí)顯示地下油罐液位；

（2）人孔井蓋裝有供油管、回油管、輸油管、量油管、通氣管。其中通氣管上裝有阻火器和呼吸器；

（3）需設置防水探測告警裝置，并設置防水設施；

（4）輸油管線(xiàn)采用無(wú)縫鋼管，地下管線(xiàn)采取焊接，輸油管線(xiàn)埋地時(shí)深于0.5米，避免氣溫高時(shí)管線(xiàn)產(chǎn)生氣阻，亦避免氣溫寒冷時(shí)造成柴油凝固，影響正常輸油；

（5）油罐進(jìn)出輸油管線(xiàn)均進(jìn)行封堵，避免進(jìn)水；

（6）油罐設置通氣管，通氣管管口設置在距地面不小于2.5m處，并加裝阻火器和防雨等防護設施；

（7）通氣管的公稱(chēng)直徑不小于80mm且安裝阻火器；

（8）油泵設有超壓安全保護設施。

5、燃油管道做法

● 所有油管采用無(wú)縫鋼管； ● 所有油管均坡向地下油罐，坡度不小于2‰； ● 室外油管埋地敷設；埋深在凍土層以下； ● 管道四周應填沙； ● 油管表面使用加強級石油瀝青做防腐處理，防腐按照《埋地鋼制管道石油瀝青防腐層技術(shù)標準》SY/T 0420進(jìn)行； ● 閥門(mén)采用碳鋼法蘭球閥，法蘭密封材料采用聚四氟乙烯； ● 所有管道連接除閥門(mén)處外，均采用焊接方式。公稱(chēng)直徑DN≤25mm可采用氣焊，其余采用手工電弧焊。所有焊縫均采用氬弧焊打底； ● 室內油管敷設在地溝內，地溝內填沙；燃油管路做混凝土保護，或做混凝土防滲漏處理；

● 燃油管道閥門(mén)安裝前逐個(gè)進(jìn)行殼體壓力試驗，試驗介質(zhì)為壓縮空氣，試驗壓力為公稱(chēng)壓力的1.15倍，試驗時(shí)間不小于5min，以殼體及填料無(wú)滲漏為合格；密封試驗宜以公稱(chēng)壓力進(jìn)行，以閥瓣密封面不滲漏為合格； ● 管道穿墻、基礎及樓板設套管，套管做到不限制管道的熱伸縮位移，管道安裝完畢后，套管與管道的間隙采用不燃燒材料填塞； ● 燃油管道設有可靠的接地接點(diǎn)設施，做到防靜電接地體的接地電阻小于100Ω； ● 管道試壓按照《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規范》GB50235的要求進(jìn)行；

管道試壓采用壓縮空氣：

管道試驗壓力為設計壓力的1.15倍，試驗時(shí)逐步緩慢增加壓力，當壓力升至試驗壓力的50%時(shí)，如未發(fā)現異常和泄露，繼續按照試驗壓力地10%逐級升高壓力，每級穩壓3min，直至試驗壓力。在試驗壓力穩壓十分鐘，然后降至設計壓力，停壓時(shí)間以查漏需要而定，以發(fā)泡劑檢查不泄漏，壓力不降為合格。本工程燃油管道的設計壓力為0.4MPa；燃油管道在壓力試驗合格后，應進(jìn)行泄漏性試驗，試驗介質(zhì)采用壓縮空氣，泄漏性試驗壓力為設計壓力，待管道內氣體溫度與周?chē)髿鉁囟认嗤?，穩壓24h。泄漏性試驗重點(diǎn)檢查焊縫、閥門(mén)填料函、法蘭或螺紋連接處，以發(fā)泡劑檢察不泄漏、壓力不降為合格。

6、設備及管道的刷漆涂色

（1）設備、管道的刷漆應符合國標《工業(yè)設備、管道防腐工程施工及驗收規范》的要求。

（2）油箱、平臺、扶梯、護欄、支吊架、管道、設備等金屬部件或構件，安裝完畢試壓合格后，均刷防銹漆兩道。平臺、扶梯、護欄、支吊架刷兩道防銹漆后，刷銀粉調和漆兩道。

（3）油箱外壁刷銀粉調和漆兩道。

（4）管道表面按介質(zhì)種類(lèi)涂刷基本色漆和介質(zhì)流動(dòng)方向的箭頭及油管的安全色、安全標志。

7、燃油系統自控及配電

（1）根據有關(guān)要求進(jìn)行自控系統的設計及細化設計，并負責信號傳輸線(xiàn)纜布放、向集中管理平臺提供自控信號、配合調試驗收。

（2）地下油罐配有液位顯示和警報器并遠傳至鍋爐房。

（3）每個(gè)日用油箱均加裝液位計。

（4）日用油箱超低液位時(shí)報警，任意發(fā)電機組低油位時(shí)開(kāi)啟電磁閥、開(kāi)泵，高位關(guān)電磁閥、所有發(fā)電機組高液位時(shí)停泵，超高液位時(shí)停泵并告警。

（5）所有油泵的運轉信號、油箱和油罐的液位信號、供油管的壓力信號能夠遠傳至控制室。

（6）緊急情況下，能夠遠程開(kāi)啟通向地下油罐的緊急泄油閥和回油泵。

（7）燃油系統的自控系統及配電的安裝、驗收按照《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗收規范》GBJ93、《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規范》GB50303進(jìn)行。

（8）儀表或傳感器線(xiàn)路采用BTTVZ重載銅芯鋼護套PVC外套礦物絕緣耐火電纜，在油罐操作井與控制室之間敷設時(shí)，可直埋或穿管保護，直埋時(shí)屏蔽電纜的屏蔽層的兩端接地；穿管敷設時(shí)管道的兩端接地。

（9）電線(xiàn)管穿墻、基礎及樓板將設套管，安裝完畢后，套管與管道的間隙采用不燃燒材料填塞。

 

二、燃油系統

 

典型的柴油發(fā)電機組燃油系統包括主燃油箱(罐)、燃油管、輔助油泵、日用油箱等，如圖2所示。

 

圖2典型的柴油發(fā)電機組燃油系統圖 1.發(fā)動(dòng)機回油管2.日用油箱通風(fēng)孔3.日用油箱4.輔助油泵5.日用油箱排放口6.燃油位傳感器7.供油管，由日用油箱至發(fā)動(dòng)機8.供油管，由主油箱到日用油箱9.溢流管10.進(jìn)油底閥11.主油箱（罐）12.通風(fēng)管13.加油口

 

對 T3和T4數據中心來(lái)說(shuō)，特別的地方在于柴油發(fā)電機組必須按作為數據中心主電源來(lái)考慮，具備并行維護/容錯能力。相應地，燃油系統也必須具備并行維護/容錯能力。燃油系統中，日用油箱以及從日用油箱至發(fā)動(dòng)機管線(xiàn)，均為每臺發(fā)電機組單獨配置一組，可以與發(fā)電機組視同為一個(gè)黑匣子，因此，我們需要關(guān)注的是，從主油罐到各個(gè)發(fā)電機組日用油箱的輸送通道，同樣需要具備并行維護/容錯能力。

1、主燃油箱（罐）

柴油發(fā)電機組系統油箱（罐）均采用常壓油箱（罐）。通常，一個(gè)油箱必須具備如下功能：

● 儲存燃油：油箱（罐）必須能儲存一定量的燃油，避免泄漏，并盡可能減少揮發(fā)；

● 加油：油箱必須允許安全的加入燃油；

● 通氣：所有的油箱均要保持通風(fēng)良好，以便油箱內空氣及其他氣體能散入大氣；

● 泵油：系統應能將燃油輸送到次級油箱或發(fā)動(dòng)機；

● 型式：從型式上看，典型的柴油發(fā)電機組系統配套主油箱（罐）可以是集裝箱型，圓球型，以及臥式圓柱型。

大型數據中心常采用臥式圓柱型油罐（地埋式），如圖3。埋地儲油罐多設置在地下罐池內，罐池與罐體之間的空腔使用中性細沙進(jìn)行填實(shí)，其中要求罐頂的覆蓋厚度不小于0.5米，罐體周邊的填充厚度不小于0.9米。罐池內填沙的目的在于使罐體與罐池之間不存在空氣，油氣不能在此形成燃爆空間，使儲油罐的放置具有一定防爆效果，提高儲油罐存儲的安全性能。

 

圖3 臥式埋地儲油罐結構示意圖

 

● 容量：

《數據中心設計規范》以及ANSI/TIA-942均提出了柴油發(fā)電機組燃油儲存量的要求，根據數據中心等級不同，由8～96小時(shí)不等。當按基本功率（PRP）來(lái)選擇發(fā)電機組時(shí)，單臺發(fā)電機組的燃油消耗應按照75%基本功率（PRP）下燃油消耗量來(lái)計算；當按持續功率（COP）來(lái)選擇發(fā)電機組時(shí)，則可按持續功率100%負載率下燃油消耗量進(jìn)行計算。

（1）即使發(fā)電機組按Nx配備，計算燃油總容量時(shí)，也只按N臺發(fā)電機組所需油量計算。

（2）臥式油罐一般容積不宜超過(guò)100M³，考慮運輸方便，通常建議單個(gè)罐體容量不大于50M³。

（3）柴油如果儲存時(shí)間超過(guò)一年，柴油品質(zhì)就會(huì )惡化，因此用戶(hù)需根據自身需要，來(lái)確定實(shí)際儲油量，同時(shí)考慮與供油企業(yè)建立定期更換機制。

2、燃油管

絕對不要用燃油管或其安裝卡箍來(lái)做電氣設備接地。

● 油管類(lèi)型：柴油油管路應采用黑鐵管、鋼管或銅管。嚴禁使用鍍鋅管。柴油可以和鍍鋅管發(fā)生反應，產(chǎn)生沉積物，堵塞油濾，并導致油泵和噴嘴故障。采用軟管的地方，應保證該軟管是適用于柴油的。

● 管徑：在管道壓力降為最大允許值（1psi(6.9kPa) ）內，并能輸送足夠的油量的前提下，燃油管尺寸應盡可能的小。采用過(guò)大的燃油管會(huì )增加空氣吸入的機會(huì )，且在系統啟動(dòng)時(shí)，燃油泵有因為干轉而損壞的危險。

● 軟連接：與發(fā)動(dòng)機連接部分必須采用軟管，且軟管長(cháng)度不應小于6英寸（15.3cm）。

● 回油管：柴油發(fā)動(dòng)機至少需要兩條燃油管：進(jìn)油管及至少一條從噴油嘴出來(lái)的回油管。送往噴嘴的燃油總是多于發(fā)動(dòng)機實(shí)際噴油量，多余的部分就必須送回燃油箱?；赜凸艿某叽鐟c進(jìn)油管一樣，并盡可能短、直，以便燃油可由重力作用回到油箱。

回油可送至日用油箱或主油箱?；赜涂趹M可能遠離進(jìn)油管的吸油口，以免空氣進(jìn)入，并防止熱的回油直接又進(jìn)入進(jìn)油管。如果回油是接到日用油箱，請注意日用油箱容量要求。某些項目中，可能很難或不方便將回油管布置成讓燃油能靠重力流動(dòng)，那么在設計回油管路上有靜壓的燃油系統前，應取得發(fā)動(dòng)機供應商的認可。

3、日用油箱

（1）日用油箱應盡可能地靠近發(fā)動(dòng)機，以便發(fā)動(dòng)機輸油泵易于地抽取燃油，并可方便地連接發(fā)動(dòng)機回油管。

（2）根據需要，日用油箱可配備油位計、手動(dòng)/電動(dòng)輸油泵、浮子開(kāi)關(guān)、低油位報警等裝置。日用油箱應有接油盤(pán)，并考慮配備漏油報警裝置。

（3）日用油箱容量：

當燃油溫度高于38℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機就可能有功率折損，當燃油溫度高于60℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機可能受到損害。因此，日用油箱容量最小應為4小時(shí)燃油消耗量，以保證有足夠的容量來(lái)冷卻發(fā)動(dòng)機回油。如果需采用更小容量的油箱，則建議將回油管接至主油箱，或安裝燃油冷卻器。

（4）日用油箱的安裝，以使其最高油位不高于發(fā)動(dòng)機噴嘴高度為宜。

4、燃油泵

從主油罐到日用油箱，可以依靠重力（地上油罐），通常依靠電動(dòng)油泵來(lái)進(jìn)行燃油輸送。油泵的選擇，應綜合考慮揚程和流量的要求。

 

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