新聞主題	柴油發(fā)電機房暖通布置和照明要求

 

摘要：在大型建筑中往往均配備柴油發(fā)電機組作為備用電源。為保證發(fā)電機組的穩定運行，減少其環(huán)境污染，在柴油發(fā)電機房暖通設計過(guò)程中應采取針對性的技術(shù)措施。為了使暖通專(zhuān)業(yè)更好地滿(mǎn)足柴油發(fā)電機間的使用要求，從其具體使用特點(diǎn)出發(fā)，提出在進(jìn)行柴油發(fā)電機間的暖通專(zhuān)業(yè)設計時(shí)，應同時(shí)兼顧其出現備用工況，使用工況，事故工況時(shí)的機房環(huán)境要求；同時(shí)由于柴油發(fā)電機間出現工況的不同，室內通風(fēng)量會(huì )相差懸殊?？得魉拱l(fā)電機廠(chǎng)家在本文通過(guò)分析柴油發(fā)電機組散熱量組成，結合風(fēng)量計算公式，探討柴油發(fā)電機房的通風(fēng)采暖措施。

 

      柴油發(fā)電機組是一種內燃發(fā)電機組，通過(guò)壓燃式內燃機使柴油燃燒的熱能轉變?yōu)闄C械功，并帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，由柴油機、發(fā)電機和控制系統組成。機組運行過(guò)程除產(chǎn)生機械功外，其自身冷卻系統有風(fēng)冷和水冷之分，風(fēng)冷機組在發(fā)電機機頭裝有氣-水換熱器和排氣扇，是本文探討的型式。由于燃燒時(shí)柴油與空氣無(wú)法均勻混合，運行時(shí)還會(huì )產(chǎn)生一定量的有害氣體。此外機組運行時(shí)還會(huì )產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)、電磁干擾等排放物。機房的溫度對發(fā)電機的效率有很大影響，有關(guān)資料提出，室溫40℃以上時(shí)，每上升11℃，發(fā)電機的功率下降2%。機組運行時(shí)，室內溫度和相對濕度應符合機組樣本及有關(guān)電氣規范的要求，一般夏季溫度應不大于35℃，相對濕度應不大于75%。

 

一、發(fā)電機房布置

 

      柴油發(fā)電機房一般宜布置在建筑首層，但常因首層售價(jià)較高，實(shí)施中常很難與業(yè)主共同劃出合適的空間，此外，機組運行時(shí)產(chǎn)生的噪音、空氣污染等也增加了在首層布置時(shí)困難。因此，根據規定發(fā)電機房應滿(mǎn)足下列要求：

1、柴油發(fā)電機房根據規模和工藝要求，設置發(fā)電機間、控制室、配電室、儲油間、備件儲藏間等，可根據實(shí)際需要增減。設置單機容量大于500kW的多臺機組，宜設控制室。

2、發(fā)電機間、儲油間火災危險性類(lèi)別為丙類(lèi)，建筑耐火等級為一級?？刂剖遗c配電室火災危險性類(lèi)別為戊類(lèi)，建筑耐火等級為二級。當柴油發(fā)電機房設在其他建筑內時(shí)，還應同時(shí)滿(mǎn)足該建筑耐火等級要求。

3、柴油發(fā)電機房布置宜靠近一級負荷或變電所位置。柴油發(fā)電機房宜獨立設置。獨立設置時(shí)與其它建筑的防火間距應滿(mǎn)足規范要求。

（1）發(fā)電機間與控制室、配電室之間的門(mén)和觀(guān)察窗應為甲級防火隔聲門(mén)窗，門(mén)應開(kāi)向發(fā)電機間。

（2）柴油發(fā)電機房?jì)仍O置儲油間時(shí)，總儲存量不應大于1m³。 暖通設計杜老師提醒，儲油間應采用防火墻與發(fā)電機間分隔；必須防火墻上開(kāi)門(mén)時(shí)，應設置甲級防火門(mén)。儲油間宜設150~200m高擋油門(mén)檻。

（3）柴油發(fā)電機房的防煙、 排煙設施、 消防給水及滅火設施、 消防供電及火災報警、控制系統等消防施的設計，均應符合相關(guān)專(zhuān)業(yè)規范及《建筑設計防火規范》GB50016的規定。

4、布置在民用建筑內的柴油發(fā)電機房，應符合下列規定：

①、宜布置在建筑物的首層、地下一、二層；不應布置在人員密集場(chǎng)所的上一層、下一層或貼鄰。

②、不應靠近有安靜和防振動(dòng)要求的房間。

③、發(fā)電機間、控制室及配電室不應設在浴室、衛生間或易積水的場(chǎng)所正下方或貼鄰。

④、應采用耐火極限不低于2.00h的防火隔墻和不低于1.50h的不燃性樓板與其他部位分隔，門(mén)應為甲級防火隔聲門(mén)。

5、柴油發(fā)電機房人員出入口設置應符合防火規范的要求。出入口的尺寸應考慮設備搬運的需要，否則應預留設備安裝洞口。

 

圖1 柴油發(fā)電機房布置圖

 

 

二、發(fā)電機房通風(fēng)計算

 

      根據康明斯公司有關(guān)資料介紹，柴油發(fā)電機組的發(fā)電效率約為30%～46%，其余轉化為熱量。各部分熱量均應結合柴油發(fā)電機組樣本提供的參數進(jìn)行計算，或參考有關(guān)公式。據相關(guān)資料介紹，以1200～1800KW的大型發(fā)電機組為例，以總熱量計（如圖2所示），排煙熱量約占機組30%～35%，冷卻系統散熱量約占20%～25%，機身以輻射和對流形式放散到室內的熱量約占6%～8%。進(jìn)風(fēng)系統的風(fēng)量按消除余熱及排除有害物計算，并取兩者中的較大者，進(jìn)風(fēng)可采用自然進(jìn)風(fēng)或機械進(jìn)風(fēng)。

 

圖2 柴油發(fā)電機組排熱示意圖

 

1、排除有害物所需風(fēng)量 L₂

      柴油發(fā)電機體和排煙管等不嚴密部位向室內散漏的主要有害物是丙烯醛，將它降到允許濃度所需要的空氣量最大，因此將丙烯醛的含量降到允許濃度以下，也就能將其它有害物降到允許濃度以下。因為柴油發(fā)電機房的排煙管為架空敷設，稀釋有害物所需的通風(fēng)量可按14~20m3/kWh計算，排除有害物所需風(fēng)量L2（m3/h）的計算公式為：

L₂ = q₁P........................公式（1）

式中，q1——通風(fēng)量（即排除有害物所需風(fēng)量可按14~20m3/（kWh）；

P——柴油機的輸出功率，kW。

2、消除余熱所需風(fēng)量 L₃

      應急柴油發(fā)電機房的消除余熱風(fēng)量應包括三個(gè)部分：第一部分用于消除7面低壓配電板散熱量Q1所需風(fēng)量；第二部分用于消除柴油發(fā)電機組散熱及風(fēng)-水換熱器的換熱量Q2所需風(fēng)量；第三部分用于消除柴油發(fā)電機組排煙管的散熱量Q3所需風(fēng)量；

      排出余熱所需風(fēng)量：

L₃ = Q*103/0.28Cρ（tex-tin）........................公式（2）

其中，Q=Q₁+Q₂+Q₃

L₃——排除余熱所需風(fēng)量，m3/h；

C——空氣比熱容，取C=1.01kJ/（kg*℃）；

ρ——當地夏季室外通風(fēng)計算溫度下的空氣密度，kg/m3；

tex，tin——進(jìn)排風(fēng)溫度，進(jìn)風(fēng)溫度tex取當地夏季室外通風(fēng)計算溫度，排風(fēng)溫度tin可取40℃；

Q——發(fā)電機組總散熱量，kW；

Q₁、Q₂——發(fā)電機組輻射散熱量及風(fēng)-水換熱器的換熱量，kW；

Q₃——發(fā)電機組排煙管的散熱量。

Q₃ = q₂l........................公式（3）

其中，q₂——為排氣管單位長(cháng)度散熱量，kW；

l——發(fā)電機組排氣管長(cháng)度，m。

      從理論上講，采用通風(fēng)方式排除應急發(fā)電機房有害物時(shí)，應分別計算第1及2條款兩項排風(fēng)量，取兩者中的較大者；由于第2項排風(fēng)量計算結果一般都比第1項排風(fēng)量計算結果大幾倍，所以一般只計算第2項排風(fēng)量即可。

3、應急發(fā)電機房的日常排風(fēng)量 L₄

      因為內建筑單體的電氣供給是不間斷的，一旦正常供電停止了，應急柴油發(fā)電機便啟動(dòng)應急發(fā)電，而且應急發(fā)電機房設置在安全區內，進(jìn)風(fēng)口及排風(fēng)口均通向安全區；另外應急柴油發(fā)電機房設置了1m³柴油箱，為了保證應急發(fā)電機房?jì)鹊牧己玫耐L(fēng)效果，在房間內設置了軸流通風(fēng)機，并且連續運行，日常通風(fēng)換氣次數為10~15次/h，這套系統還承擔滅火完畢后的排風(fēng)系統。

4、應急發(fā)電機房的進(jìn)風(fēng)量 L_j

為保證柴油發(fā)電機組燃燒所需的空氣量。封閉式自循環(huán)水冷卻機組的進(jìn)風(fēng)量應為燃燒空氣量L₁和消除余熱的風(fēng)量L₃兩者之和。

L_j = L₁+L₃........................公式（4）

燃燒所需的空氣量L1：當無(wú)據可查時(shí)燃燒空氣量可按7m³/（kW.h）計算。

L3由公式（2）計算得出。

5、應急發(fā)電機房的排風(fēng)量 L

L＞L_j-L₁........................公式（5）

 

三、發(fā)電機房采暖措施

 

      柴油發(fā)電機房可由柴油發(fā)電機室、儲油間、進(jìn)風(fēng)豎井、排風(fēng)豎井、煙囪豎井、油路系統、冷卻系統等組成，一般宜布置在建筑首層，但由于種種原因，大多數柴油發(fā)電機組其實(shí)均安裝在地下室內。機房的溫度對柴油發(fā)電機的效率有很大影響，在炎熱的夏季，機組運行時(shí)，室內溫度和相對濕度應符合機組樣本及有關(guān)電氣規范的要求，而高寒地區或寒冷地區都要注意防止機房?jì)瘸霈F霧區，更要防止凍破發(fā)電機組問(wèn)題。因此，室內要設值班采暖并注意送風(fēng)溫度。

1、平時(shí)通風(fēng)

      風(fēng)冷和?冷發(fā)電機的機房平時(shí)通風(fēng)取6次換?次數，儲油間通風(fēng)換?次數不?于3次。對于采??體滅?系統的機房，在?災后，通風(fēng)系統負責排除室內廢?，但不是事故通風(fēng)；為保證?的安全，建議按事故通風(fēng)設置啟動(dòng)按鈕。

2、?作通風(fēng)

      ?冷柴油發(fā)電機須考慮?作耗氧所需空?量；風(fēng)冷發(fā)電機冷卻風(fēng)量?，?般采??然進(jìn)風(fēng)，柴油發(fā)動(dòng)機?帶風(fēng)扇壓?排放，但柴油發(fā)電機?帶風(fēng)機壓頭只有150Pa左右，在井道阻??時(shí)需增加風(fēng)機克服井道阻?，?般進(jìn)風(fēng)井阻??，加進(jìn)風(fēng)機；排風(fēng)井阻??，則加排風(fēng)機。

3、溫濕度要求

（1）人員直接在機房操作且運行時(shí)15℃≤1≤35℃，相對濕度不大于75%；

（2）非運行時(shí)5℃≤t≤35℃，相對濕度不大于70%；

（3）人員隔室操作時(shí)，溫度不得超過(guò)40℃；

（4）控制室溫度易取15～32℃，相對濕度不大于75%。

4、有害物容許濃度

（1）一氧化碳：C1≤30mg/m³；

（2）二氧化硫：C2≤15mg/m³；

（3）丙烯醛：C3≤0.3mg/m³。

5、防火要求

      目前柴油發(fā)電機房?jì)扔袝r(shí)設有自動(dòng)噴水滅火系統，且常為濕式系統，此時(shí)更應采取必要的采暖措施保證消防設施安全。在機房的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)系統上，宜設置不運行時(shí)自動(dòng)關(guān)閉的電動(dòng)閥門(mén)，以避免冷風(fēng)損失。有人停留的控制室等宜單獨設置，以便于獨立控制室內空氣參數。

 

圖3 發(fā)電機房自動(dòng)滅火器裝置

圖4 發(fā)電機房輔件控制系統框圖

 

四、發(fā)電機房照明

 

      柴油發(fā)電機房的照明要求具有極高的要求，從燈具的選型、安裝位置和照明布局三方面詳細介紹柴油發(fā)電機房照明要求。

1、燈具的選型

      在柴油發(fā)電機房的選擇燈具時(shí)，應選擇具有防爆、防潮、防塵等特殊性能的燈具，在極端惡劣的環(huán)境下也能正常使用，以保證燈具的高可靠性。同時(shí)，還應配置應急備用燈，以便在突然停電的情況下能夠及時(shí)進(jìn)行照明，確保工作人員的生命財產(chǎn)安全。在燈具的安裝選擇上，應優(yōu)先考慮LED燈具，其節能環(huán)保、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)顯著(zhù)。

2、安裝位置要求

       柴油發(fā)電機房?jì)葢３窒鄬Φ拿髁炼?，以方便工作人員進(jìn)行工作。為避免燈具的反光影響操作人員的視線(xiàn)，燈具的安裝位置要考慮到對高速旋轉的發(fā)電機組的影響，應選擇合適的燈具安裝位置。同時(shí)，燈具的位置要分散布置，便于全方位照明。在燈具的安裝高度中，要結合發(fā)電機房的實(shí)際情況，避免燈具安裝過(guò)低或過(guò)高，影響照明效果和使用壽命。

3、照明布局要求

      為了避免因燈具數量不足而造成的部分地方照明不足，照明布局要求密集布置，保證全方位照明。同時(shí)，為提高照明效果，應選用具有較高光效的燈具。為了避免眩光對工作人員的影響，燈具照明方向應與工作區域的視線(xiàn)方向垂直或傾斜。在安全方面，應避免燈具的電線(xiàn)散亂，選用防潮、防爆的電線(xiàn)，并對燈具進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的安全維護。

 

總結：

       在設計柴油發(fā)電機房時(shí)，通風(fēng)散熱是十分關(guān)鍵的，但是柴油發(fā)電機組進(jìn)入冬季使用時(shí)由于外界環(huán)境溫度偏低會(huì )造成啟動(dòng)困難，甚至無(wú)法啟動(dòng)或者由于冷卻水的凝固點(diǎn)低而發(fā)生機體凍裂的事故發(fā)生。所以在嚴寒冬季里為了柴油發(fā)電機組可恢復正常工作狀態(tài)，用戶(hù)必須要做好機房的采暖措施。柴油發(fā)電機房照明要求的重點(diǎn)在于保證其高可靠性、高安全性和良好的照明效果。選用具有特殊性能的燈具，安裝位置和照明布局要求合理布置，同時(shí)要注意燈具的安全和維護等方面，這樣才能確保柴油發(fā)電機房的無(wú)障礙、高效率的運行，同時(shí)提高工作人員的工作效率和安全水平。

 

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