高速公路收费站柴油发电机房通风设计的探讨

马昔贵

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 柴油发电机房概述

柴油发电机房一般情况下有柴油发电机、进风、排风竖井、储油问、烟囱、油路系统、冷却系统，其中冷却系统分成柴油机的冷却系统与柴油发电机房的冷却系统。柴油机的散热冷却系统包括水冷冷却、风冷冷却，然而柴油发电机房的冷却设计一般只包括采用风冷冷却。现在柴油发电机组由柴油机、发电机、智能启动控制系统、柴油机冷却系统组成，是一个全自动控制的产品。要使其正常运转，需要有通风冷却管道系和外部的给油系统。当室内温度达40℃以上时，每上升11℃，发电功率下降2%，因此维持机房温度是柴油发电机输出额定功率的重要条件，通常机房温度宜≤40℃。

表1 柴油机工作时的散热量系数η1值

2 柴油发电机房通风的内容

2.1 工作通风

水冷柴油发电机须考虑工作时耗氧所需消耗的空气量，风冷发电机冷却风量大，一般采用自然进风的办法。柴油发动机利用自带的风扇压力排放热量，然而柴油发电机自带的风机压头仅仅只有150 Pa左右，在井道阻力过大时需要增加风机克服井道的阻力。一般如果进风井阻力大，则需要加进风机;如果排风井阻力大，则需要加排风机。

2.2 平时通风

风冷和水冷发电机的机房平时通风换气次数为6次，储油间通风换气次数不应小于3次。对于采用气体灭火系统的机房，在火灾发生后，本通风系统负责排除室内的废气，但并不是事故通风，为保证人的人身安全，应该按事故通风设置启动按钮。

3 设计的一般原则

3.1 设计参数

室内设计参数ta≤35℃，当机组不运行时，冬季室温≥5℃。

室外设计参数以规范为准。

3.2 送、排风系统设计的一般原则

柴油发电机组燃烧、冷却时需要大量的空气，无风道时，散热器距离排风口距离不应该超过150 mm，为防止热空气再循环，超过此距离需安装相应的风道;一般情况下建议自然风进口面积最少是机组散热器排风面积的2倍左右，自然排风口的面积应为散热器排风口的1～5倍左右。计算排风口的尺寸时，应该将送、排风百叶窗的有效通风面积考虑进去。

3.3 柴油发电机送排风量的计算

表2 柴油发电机发热量

(1)柴油发电机燃烧时所要的空气量以柴油机马力的大小为准，通常采取每小时每马力6 m3。

(2)排除余热所需的风量计算

式中:L为必须得换气量，m3/h;t1为室内排风设计温度，℃;按照35℃取;t2为室外排风设计温度，℃;按照规范中当地气象条件取;q为柴油发电机房的发热量，W，如果没有厂家资料可按照表2选取。

柴油发电机房机组的排风不宜让柴油机散热器把热量散在机房内，再由排风机抽出，通常应设热风管道且有组织地进行，机房里面要有足够的新风补充进来。柴油发电机在运行的时候，机房的换气量应等于或者大于柴油发电机燃烧所需要的新风量和维持机房室温所需要的新风量之和。维持室温所需新风量计算公式

式中:c为所需的新风量，m3/s;p为柴油发电机的额定功率，kW;t为机房温度的升高值，℃。

维持柴油发电机燃烧所需要的新风量在无资料的情况下，可以按照每千瓦制动功率需0.1 m3/min来计算。

柴油发电机房的通风通常以排风设置热风管道、进风利用自然风进风的方式为主。进风口与出风口最好分别布置在机组的两端，以免形成气流短路，影响散热效果。热风管道与柴油机散热器连接在一起，其中连接的地方才用软接头形式，热风管道平直，当需要转弯的时候，转弯半径做到尽量大且内部平滑，出风口尽量做到接近而且正对散热器。

机房的出风口、进风口的面积应满足下式要求

式中:s为柴油发电机的散热面积;s1为出风口的面积;s2为进风口的面积。

在寒冷地区特别注意进风口、排风口平时对机房温度的影响，以免机房温度过低而影响机组的正常起动。风口与室外的连接处可设置风门，机组运行时自动开启，平时则处于关闭的状态。

5 选址

清洁、凉爽、干燥的环境是柴油发电机运行时的理想条件，这些条件我们在选址的时候应该做到尽量满足。一般情况下，我们不会将其设置在主要的出入口附近，而是设置在建筑物的背面。对于高速公路柴油发电机房，一般情况下，我们将机房两面直接靠室外，这样，一面墙专门用作进风使用，另一面专门用作排风使用，从而更好的提高进、排风条件。

6 协调好通风与防尘

这两个方面本身是矛盾的，过于考虑防尘，便会影响机房的通风，而如果通风良好，那么防尘性能必然会适当的下降，这就要求机房设计人员应该以实际情况进行协调和计算。机房防尘不好，会对设备产生危害，在保证机房通风的情形下，还考虑到机房的防尘作用，通过增加进风排风百叶，来保证机房的风质和风量。通风的计算主要包含机房的进风系统和排风系统，以机组燃烧所需要的燃气量和机组散热所需的换气量为准进行相应的计算。燃气量和换气量之和便是机房的通风量，这要求一般机房的通风量以机房的温度升高值控制在5～10℃以内的情况下为根据计算出来，这要求是比较高的，通风量随机房温度的变化而变化，如果将机房的温度的升高控制在5～10℃以内时，计算出来的燃气量和换气量，便是此时机房的通风量，进而根据通风量便可计算进排风口的尺寸。

7 结论

高速公路收费站柴油发电机房的重要性可见一斑，它在处理高速公路收费站电力不足问题及加快完善高速公路收费站信息流通等多个发面发挥了不可小觑的作用。而发电机房通风又对发电机组的的散热起到了关键的作用，风冷冷却的高效利用不仅可以提高柴油发电机组的正常使用的能力，又可以降低成本，更好的研究柴油发电机房有很现实的意义。

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