民用建筑自備柴油發(fā)電機(jī)組的選用標(biāo)準(zhǔn)

/民用建筑自備柴油發(fā)電機(jī)組的選用標(biāo)準(zhǔn)

選用恰當(dāng)?shù)暮髠潆娫磥頋M意緊急狀況下消防負(fù)荷及其它重要負(fù)荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計(jì)中一個(gè)不行忽視的問題，目前我們一般接受柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急溝通電源，那么選用自備柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)應(yīng)留意哪幾方面的問題呢？筆者認(rèn)為應(yīng)留意以下幾點(diǎn)。

1

設(shè)置原則

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ／T16—92

3.1條規(guī)定：民用建筑中的消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報(bào)警、自動滅火裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明、電動防火門窗、卷簾、閥門等消防用電的負(fù)荷等級，應(yīng)符合國家現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。

依據(jù)《高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045（2001年版）9.1規(guī)定：一類高層建筑應(yīng)按一級負(fù)荷要求供電，二類高層建筑應(yīng)按二級負(fù)荷要求供電?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ／T16—92

3.1條規(guī)定：一級負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞；二級負(fù)荷條件允許時(shí)，也宜接受二路電源來供電，特別是消防用的二級負(fù)荷，更應(yīng)當(dāng)按兩個(gè)回路要求供電；一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必需增設(shè)應(yīng)急電源。依據(jù)這些規(guī)定，筆者總結(jié)了自備柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置原則：

（1）當(dāng)民用建筑需按一級負(fù)荷要求供電時(shí)，若城市電網(wǎng)能供應(yīng)二路獨(dú)立電源（一用一備或相互備用），則可不設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組；但當(dāng)一級負(fù)荷中有特別重要的負(fù)荷時(shí)，則一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。

（2）當(dāng)電網(wǎng)只能供應(yīng)一路電源時(shí)，為滿意對一、二級負(fù)荷的供電要求，一般應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，此時(shí)機(jī)組將作備用電源及應(yīng)急電源運(yùn)用。

（3）大、中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時(shí)不造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，也宜設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組。由于城市電網(wǎng)不行能完全獨(dú)立，有時(shí)一個(gè)電源故障或檢修時(shí)，另一電源有可能同時(shí)故障，因此，即使有兩路或以上電源供電，為確保民用建筑中消防及其他重要設(shè)備（如智能化設(shè)備、通訊設(shè)備等）的牢靠供電，一般都設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。

2

容量選擇

自備發(fā)電機(jī)組容量的選擇，目前國家尚無統(tǒng)一的計(jì)算公式，因此設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中所接受的方法也不相同：有的簡潔地按電力變壓器容量的10％-20％確定；有的按消防設(shè)備的容量相加；有的則依據(jù)投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機(jī)組容量選擇的不精確性，若容量選擇太大造成一次投資奢侈，選擇太小則在事故時(shí)滿意不了運(yùn)用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機(jī)組的容量呢？筆者經(jīng)過查閱資料和參考同行各種閱歷做法后，歸納出如下幾點(diǎn)：

（一）方案或初步設(shè)計(jì)階段

自備發(fā)電機(jī)的容量按供電變壓器總?cè)萘康?0％-20％計(jì)算。

（二）施工圖階段

（1）按計(jì)算負(fù)荷選擇發(fā)電機(jī)容量我們知道，建筑物的用電負(fù)荷可分為三類：第一類為保安型負(fù)荷，即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備平安和牢靠運(yùn)行的負(fù)荷，如消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)備、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備、重要的計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備等；其次類為保障型負(fù)荷，即保障大樓運(yùn)行的基本設(shè)備負(fù)荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負(fù)荷，即除了上述負(fù)荷以外的其它負(fù)荷，例如：空調(diào)、水泵及其他一般照明、動力設(shè)備。計(jì)算自備發(fā)電機(jī)組的容量時(shí)，第一類負(fù)荷必需考慮在內(nèi)，其次類負(fù)荷則依據(jù)大樓功能及電網(wǎng)狀況來定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應(yīng)將其次類負(fù)荷考慮在內(nèi)，但若將第一類、其次類負(fù)荷簡潔相加來選擇發(fā)電機(jī)容量，則所選容量偏大，因?yàn)樵谙罓顟B(tài)時(shí)，只需保證消防設(shè)備的運(yùn)行，其次類負(fù)荷不運(yùn)用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時(shí)，消防設(shè)備不運(yùn)用。所以，筆者認(rèn)為可以選擇兩者中較大者作為發(fā)電機(jī)組的容量。

設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)出來后，依據(jù)實(shí)際狀況選擇須要系數(shù)Kx（一般取0.85-0.95），計(jì)算出計(jì)算容量Pj=KxP∑，自備發(fā)電機(jī)組的功率按下式計(jì)算P=kPj／η式中：

P—自備發(fā)電機(jī)組的功率kw；

Pj—負(fù)荷設(shè)備的計(jì)算容量kw；

P∑—總負(fù)荷kw；

η—發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不勻整系數(shù)一般取0.9，單臺取1；

k—牢靠系數(shù)，一般取1.1。

（2）按最大的單臺電動機(jī)或成組電動機(jī)起動的須要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=（P∑-Pm）／η∑+

PmKCcosψm（KW）

Pm—起動容量最大的電動機(jī)或成組電動機(jī)的容量（kw）；

η∑一總負(fù)荷的計(jì)算效率，一般取0.85；

cosΨm

—電動機(jī)的起動功率因數(shù)，一般取0.4；

K—電動機(jī)的起動倍數(shù)；

C—全壓起動C=l.0，Y—△起動C=0.67，自耦變壓器起動50％抽頭C=0.25，65％抽頭C==0.42，80％抽頭C=0.64。

（3）按起動電動機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=PnKCXd″（1／△E-1）（kw）

Pn一造成母線壓降最大的電動機(jī)或成組起動電動機(jī)組的容量（kw）

K—電動機(jī)的起動電流倍數(shù)；

Xd″—發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗，一般取0.25；

△E—母線允許的瞬時(shí)電壓降，有電梯時(shí)取0.20，無電梯時(shí)取0.25.在實(shí)際工作中，也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機(jī)組的起動實(shí)力，表1列出了不同起動方式下所需的發(fā)電機(jī)功率為被起動電動機(jī)功率的最小倍數(shù)，供參考。

近年來，變頻起動裝置在民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛，變頻起動和其它起動方式相比，起動電流小而起動力矩大，對電網(wǎng)無沖擊電流，引起的母線電壓降也很小，因此，筆者認(rèn)為，當(dāng)電動機(jī)接受變頻調(diào)速起動時(shí)，可以只考慮用計(jì)算負(fù)荷來計(jì)算發(fā)電機(jī)的容量，而不用考慮電動機(jī)起動的因素。

工程實(shí)例：筆者設(shè)計(jì)的某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負(fù)荷主要為消防負(fù)荷，其容量為191kw，最大一臺電動機(jī)為噴淋泵37kw，接受自耦降壓80％抽頭降壓起動。

（1）按計(jì)算負(fù)荷計(jì)算P=kPj／η=1.1×191／1kw=210.1

kw

（2）最大的單臺電動機(jī)起動的須要計(jì)算P=（P∑-Pm）／η∑

+PmKCcosΨm

=（191—37）／0.85+37×6×0.64×0.4

=238.0

kw

（3）按起動電動機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算P=PnKCXd″（1／△E-1）

=37×6×0.64×0.25（1／0.20-1）

=142.08

kw

依據(jù)以上計(jì)算，應(yīng)選擇≥238.0

kw的發(fā)電機(jī)組一臺，因此可選一臺250kw機(jī)組。

3

機(jī)組的選擇

（一）臺數(shù)的選擇當(dāng)用電動機(jī)起動容量來選擇發(fā)電機(jī)組的容量時(shí)，發(fā)電機(jī)臺數(shù)不能多，因?yàn)榕_數(shù)增加，單機(jī)容量小，有可能滿意不了電動機(jī)的起動要求。一般當(dāng)容量不超過800kw時(shí)，選用單機(jī)為好，當(dāng)容量在800kw以上時(shí)，宜選擇兩臺，且兩臺機(jī)組的各種物理參數(shù)應(yīng)相同，便于機(jī)組并車運(yùn)行。

（二）其它功能的選擇民用建筑備用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組宜選用高速柴油發(fā)電機(jī)組和無刷型自動勵(lì)磁裝置。選用的機(jī)組應(yīng)裝快速自動起動及電源自動切換裝置，并應(yīng)具有連續(xù)三次自起動的功能。不宜接受壓縮空氣起動，一般接受24V蓄電池組作為起動電源。

4

柴油發(fā)電機(jī)房的平面布置、通風(fēng)、排煙及噪聲處理

（一）機(jī)房的平面布置選擇機(jī)房的平面位置時(shí)，應(yīng)盡可能和變配電室相鄰，因?yàn)檫@樣便于接線，削減材料、電能的損耗，同時(shí)也便于管理。假如條件允許，機(jī)房最好設(shè)于首層，這樣便于通風(fēng)，散熱，排煙，但在高層建筑和大中型商業(yè)建筑中，首層通常作為商業(yè)用房，業(yè)主一般不會同意此方案，而往往把機(jī)房設(shè)于地下室，此時(shí)，在選擇機(jī)房位置方面應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：

（1）機(jī)房要有一面靠外墻，這樣設(shè)備通風(fēng)、排煙比較簡潔處理。

（2）應(yīng)留意機(jī)組的吊裝，搬運(yùn)和檢修便利。一般利用停車庫出入通道作為搬運(yùn)通道，但若通道太小，應(yīng)考慮吊裝孔的位置。

（3）應(yīng)避開潮濕之處，不要設(shè)在廁所，浴室，水池等經(jīng)常積水場所的下面或隔壁，避開因廁所檢修或樓板滲水影響機(jī)組的運(yùn)行。

（二）機(jī)組的通風(fēng)散熱柴油機(jī)，發(fā)電機(jī)及排煙管在運(yùn)行時(shí)均散發(fā)熱量，使機(jī)房溫度上升，溫度上升到確定程度將會影響發(fā)電機(jī)的出力，因此，必需實(shí)行措施來保證機(jī)組的冷卻。在有足夠的進(jìn)風(fēng)，排風(fēng)通道的狀況下，一般接受閉式水循環(huán)及風(fēng)冷的整體式機(jī)組，否則可將排風(fēng)機(jī)，散熱管和機(jī)組主體分開，單獨(dú)放在室外，用水管將室外散熱管和柴油主機(jī)連接。

（三）排煙在設(shè)計(jì)排煙管系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)留意如下幾點(diǎn)：

（1）使排煙系統(tǒng)盡量削減背壓，因?yàn)閺U氣阻力的增加將導(dǎo)致柴油機(jī)出力的下降及溫升的增加。因此排煙管設(shè)計(jì)得越短越直越好。

（2）排煙管宜進(jìn)行保溫處理，以削減燙傷和削減熱輻射使機(jī)房溫度上升。

（3）應(yīng)設(shè)消聲器，以削減噪音。

（四）噪聲的處理一般民用建筑中所選機(jī)組為高速機(jī)組，噪聲比較大，為達(dá)到環(huán)保要求，機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)置吸聲材料和實(shí)行消聲措施。

由于各個(gè)工程的實(shí)際狀況千差萬別，因此在選用應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，除應(yīng)滿意規(guī)范要求外，還應(yīng)依據(jù)實(shí)際狀況來設(shè)置，才能達(dá)到令人滿意的效果。中國柴油發(fā)電機(jī)組網(wǎng)康明斯發(fā)電機(jī)組機(jī)房設(shè)計(jì)

1.康明斯柴油發(fā)電機(jī)機(jī)房的選址考慮到康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、排煙等狀況，假如有條件時(shí)機(jī)房最好設(shè)在首層。但是，高層建筑造價(jià)昂貴，特別是首層通常用于對外營業(yè)，屬黃金地帶，因此機(jī)房一般都設(shè)在地下室。由于地下室出入不宜、自然通風(fēng)條件不良，人機(jī)房設(shè)計(jì)帶來一系列不利因素，設(shè)計(jì)中要留意處理好。機(jī)房選址時(shí)應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：①不應(yīng)設(shè)在四周無外墻的房間，為熱風(fēng)管道和排煙管道導(dǎo)出室外創(chuàng)建條件；②盡量避開建筑物的主入口、正立面等部位，以免排煙、排風(fēng)對其造成影響；③留意噪音對環(huán)境的影響；④宜靠近建筑物的變電所，這樣便于接線，削減電能損耗，也便于運(yùn)行管理。2.通風(fēng)康明斯柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房的通風(fēng)問題是機(jī)房設(shè)計(jì)中要特別留意解決的問題，特別是機(jī)房位于地下室時(shí)更要處理好，否則會干脆影響柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。機(jī)組的排風(fēng)一般應(yīng)設(shè)熱風(fēng)管道有組織地進(jìn)行，不宜讓柴油機(jī)散熱器把熱量散在機(jī)房內(nèi)，再由排風(fēng)機(jī)抽出。機(jī)房內(nèi)要有足夠的新風(fēng)補(bǔ)充。柴油機(jī)在運(yùn)行時(shí)，機(jī)房的換氣量應(yīng)等于或大于柴油機(jī)燃燒所需新風(fēng)量和維持機(jī)房室溫所需新風(fēng)量之和。維持室溫所需新風(fēng)量由下式計(jì)算：C=0.078PT式中：C——須要的新風(fēng)量(m3/s)P——柴油機(jī)額定功率(kW)T——機(jī)房溫升(°C)。維持柴油機(jī)燃燒所需新風(fēng)量可向機(jī)組廠家索取，若無資料時(shí)，可按每千瓦制動功率須要0.1m3/min算(柴油機(jī)制動功率按發(fā)電機(jī)主發(fā)電功率千瓦數(shù)的1.1倍配備)。柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)一般實(shí)行排風(fēng)設(shè)置熱風(fēng)管道，進(jìn)風(fēng)為自然進(jìn)風(fēng)的方式。熱風(fēng)管道和柴油機(jī)散熱器連在一起，其連接處用軟接頭，熱風(fēng)管道應(yīng)平直，假如要轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑盡量大而且內(nèi)部要平滑，出風(fēng)口盡量靠近且正對散熱器熱風(fēng)管理干脆伸出管外有困難時(shí)可設(shè)管中導(dǎo)出。進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口宜分別布置在機(jī)組的兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。機(jī)房的出風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口的面積應(yīng)滿意下式要求：S1≥1.5SS2≥1.8S式中：S——柴油機(jī)散熱面積；S1——出風(fēng)口面積；S2——進(jìn)風(fēng)口面積；在寒冷地區(qū)應(yīng)留意進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口平常對機(jī)房溫度的影響，以免機(jī)房溫度過低影響機(jī)組的起動。風(fēng)口和室外的連接處可設(shè)風(fēng)門，平常處于關(guān)閉狀態(tài)，機(jī)組運(yùn)行時(shí)能自動開啟。3.排煙排煙系統(tǒng)的作用是將氣缸里的廢氣排放到室外。排煙系統(tǒng)應(yīng)盡量削減背壓，因?yàn)閺U氣阻力的增加將會導(dǎo)致柴油機(jī)出力的下降及溫升的增加。排煙管敷設(shè)方式常用的有二種：①水平架空敷設(shè)，優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)彎少、阻力小，缺點(diǎn)是增加室內(nèi)散熱量，使機(jī)房溫度上升；②地溝內(nèi)敷設(shè)，優(yōu)點(diǎn)是室內(nèi)散熱量小，缺點(diǎn)是排煙管轉(zhuǎn)彎多，阻力相對較大。高層建筑中常用的是水平架空敷設(shè)。排煙管應(yīng)單獨(dú)引出，盡量削減彎頭。排煙溫度在350～550C，為防止?fàn)C傷和削減輻射熱，排煙管宜進(jìn)行保溫處理。排煙噪聲在機(jī)組總噪聲中屬最猛烈的一種，應(yīng)設(shè)消音器以削減噪音。4.基礎(chǔ)基礎(chǔ)主要用于支撐柴油發(fā)電機(jī)組及底座的全部重量，底座位于基礎(chǔ)上，機(jī)組安裝在底座上，底座上一般都實(shí)行減震措施。在高層建筑中一般接受高速柴油發(fā)電機(jī)組，當(dāng)機(jī)組安裝在樓板上即不在最底層時(shí)，都注接受重混凝土基礎(chǔ)，以免基礎(chǔ)過重而增加樓板荷重，設(shè)計(jì)時(shí)需把機(jī)組荷栽供應(yīng)應(yīng)結(jié)構(gòu)專業(yè)。當(dāng)機(jī)組位于建筑物底層時(shí)，應(yīng)按機(jī)組要求設(shè)置混凝土基礎(chǔ)。底角螺絲可預(yù)埋，也可以等機(jī)組到達(dá)后在用電鉆打孔安裝。5.機(jī)房接地康明斯柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房一般應(yīng)用三種接地：①工作接地：發(fā)電機(jī)中