柴油发电机组设计要点探讨

刘娟

（福建省建筑设计研究院）

柴油发电机组设计要点探讨

刘娟

（福建省建筑设计研究院）

本文主要论述了在实际工程设计中柴油发电机房位置的选择，柴油发电机房中烟囱、排烟井的设置，柴油发电机房设计的注意要点以及柴油发电机选择的注意要点。

柴油发电机房；柴油发电机组；烟囱；排烟井；噪声控制

引言

随着社会的不断发展，在加快城市建设的步伐中，建筑行业也不断地向前发展，目前，越来越多的建筑趋向于多元化发展，集生活、办公、商业、酒店于一体的新型的建筑型式，而在这些建筑中，安全也成为了至关重要的一部分，而对我们电气专业而言，为了保证一级、二级以上负荷的供电，柴油发电机的设置成为了电气专业设计中不可或缺的一部分，它是保证正常电源断电后保证消防用电设备正常供电的重要措施。

根据福建省地方标准《10kV及以下电力用户业扩工程技术规范》5.4.2.1规定：“一级负荷的供电除由双重电源供电外，应增设用户自备应急电源，并采取措施确保一级负荷供电。”

1　柴油发电机房位置的选择要点

（1）根据国家规范《建筑设计防火规范》规定：柴油发电机房不应设置在地下三层及以下或二层以上，可布置在建筑物首层、地下一层或地下二层；

（2）柴油发电机房不应设置在可能积水的场所下方，比如厨房、卫生间、浴室等，而且不能与上面的房间贴邻设置；

（3）柴油发电机房的设置应尽量靠近变配电房，当有多个变配电房，只有一个柴油发电机房时，应综合考虑尽量将柴油发电机房设置在离各个变配电房都较近的地方；

（4）柴油发电机房不应设置在消控中心、监控中心、弱电机房、有线电视机房、通讯机房、网络机房的下方，而且也不应与上述弱电机房相贴邻设置，以免对弱电机房产生电磁干扰；

（5）柴油发电机房不应设置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻。根据《人员密集场所消防安全管理》（GA654-2006）的规定，人员密集场所是指人员聚集的室内场所。如：宾馆、饭店等旅馆建筑、餐饮场所，商场、市场、超市等商店，体育场馆，公共展览馆、博物馆的展览厅，金融证券交易场所，公共娱乐场所，医院的门诊楼、病房楼，老年人建筑、托儿所、幼儿园，学校的教学楼、图书馆和集体宿舍，公共图书馆的阅览室，客运车站、码头、民用机场的候车、候船、候机厅（楼），人员密集的生产加工车间、员工集体宿舍；

（6）柴油发电机房应采取防水淹的技术措施。

2　烟囱、排烟井的设置要点

（1）排烟管应做好保温隔热处理，特别是通过有吊顶的房间上空时，应注明排烟管表面最高温度不宜超过40℃。

（2）每台发电机的排烟管宜各自独立，排气井也宜各自独立。排烟管直通屋面排放，排气井直通地面一层排放，排气口距地1.8m及以上。

（3）当柴油发电机房内的排烟管采用架空敷设时，室内部分应当敷设隔热保护层，并对排烟管采取消声减震措施，而且距离竖向排烟井道不应过长、转弯过多。

（4）柴油发电机排烟管大小应根据其参数进行计算，无法计算时，可参考排烟管厂家的资料，表1为某柴油发电机组的不锈钢烟囱出口口径的参考尺寸。

表1　常用柴油发电机不锈钢烟囱出口口径估算表

表2将在设计中涉及到的柴油发电机常用的一些参考数据进行归纳，比如发电机的负载耗油量、燃烧空气量、发电机冷却空气量、散热器冷却空气量、鲜风入口面积、废气流量、长宽高、净重、毛重等。

在本专业设计中，应根据发电机的负载耗油量估算柴油发电机8.0h的柴油储存量，应将发电机的燃烧空气量、发电机冷却空气量、散热器冷却空气量提与暖通专业，以便计算排烟竖井的面积，应将柴油发电机组的容量提供给结构专业，以便计算柴油发电机房的负载。

3　柴油发电机机房设计注意要点

（1）柴油发电机荷载应考虑振动荷载，单台宜按不低于1.25倍净重，并列运行宜按不低于2倍净重考虑；

（2）柴油发电机房尺寸不仅应满足规范要求，而且还应满足当柴油发电机供给多个变电所时，柴油发电机配电柜位置或并列发电机柜位置的要求；

（3）平时柴油发电机一般不与人防电站共用；

（4）柴油发电机房应设置2个门，地下柴油发电机房至少一个门应开向公共走道，且公共走道宜与疏散楼梯相连通，如果有一个门设置在柴油发电机房与变配电房之间，该门应开向柴油发电机房，柴油发电机房应有一个出入口能够满足搬运设备的要求；

（5）民用建筑内的柴油发电机房应设火灾自动报警系统；

（6）柴油发电机房内设置储油间时，其总储存量不应大于1m3，储油间应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与发电机间分隔；确需在防火隔墙上开门时，应设置甲级防火门；

（7）储油间的油箱应当密闭，而且应当设置通向室外的通气管，通气管上应设置带阻火器的呼吸阀，油箱的下部应设置防止油品流散的设施；

（8）柴油发电机房配电柜宜设置在单独的控制室内，其防护等级不宜低于IP30，若与柴油发电机组在同一房间内时，其防护等级不宜低于IP55；

（9）自备发电机房应设备用照明，其作业面的最低照度不应低于正常照明的照度；

（10）当柴油发电机组设置在主体建筑内或者地下室时，应防止基础与房屋产生共振，基础表面应设置排污沟槽和地漏，以排除表面积存的油污；

表2　发电机组主要技术参数

（11）机房地面一般采用压光水泥地面，四壁敷设80～100mm厚的吸声面板，机房的顶部采用后背空腔100～200mm的吸声吊顶，以降低柴油发电机组安装在室内时而产生的混响声。

（12）柴油发电机房的噪声处理

①对于柴油发电机房而言，它的噪声来源可分为两大类，第一种是因结构振动引发的噪声，而第二种是因空气振动引发的，第一种噪声可采用适当的抗振动装置，将发电机的振动转到大厦结构的机会减到最低，而第二种噪声的产生又可分为：排烟噪声和机械噪声。

②排烟产生的噪声主要是来自于间歇性高压气体的排放及排气活阀开启时所发出的噪声。这种情况一般可以采用消声器来达到降低噪声的目的，比如吸收式消声器或者发射式消声器或者是这两种的组合。

③由于柴油发电机运行时必须有进风和排风，因此不可能采用一个密闭隔音外壳去实现机械噪声的处理，一般柴油发电机房的噪声会由进出百叶、排风百叶及发电机房排出，因此，要使柴油发电机房的机械噪声达到排放最少，最环保的要求，就要确保发电机房们是防音式门，或用两层门将噪声隔离。控制进风和排风的噪声主要有以下几个方法：采用噪音消减器，采用减声百叶，或者靠消音箱。

④柴油发电机房中的管道应采用减振支架。

4　柴油发电机选择注意要点

（1）发电机组的功率是发电机组端子处为用户负载输出的功率，不包括基本独立辅助设备所吸收的电功率。发电机组功率定额指在额定频率、功率因数为0.8下用千瓦（kW）表示的功率。

（2）发电机参数中经常有常用功率和备用功率，常用功率是可以在商业上使用，也是长时间在可变负载下可得到的最大功率，备用功率只适宜备用及作紧急用途，且不可持续使用。。

（3）一般采用低压发电机，低压等级为AC400/230V，额定频率为50Hz。

（4）一般在工程中采用～380V的柴油发电机组，低压供电半径不宜超过250m，在超高层建筑中，当建筑高度超过300m时，建议采用10kV高压发电机。

（5）当柴油发电机组设置在地下室等空气相对湿度较大的场所，发电机的绝缘性能下降，控制系统的电器元件也容易因受潮而易于损坏，建议发电机组及控制元件采取防潮措施；

（6）根据国家标准《建筑设计防火规范》规定：当采用自备柴油发电机组作为备用电源时，自备发电设备应设置手动和自动启动装置，当采用自动启动方式时，应能够保证发电机组在30s内供电。同时在国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》中规定：消防水泵双电源切换时，当一路电源与内燃机动力切换时，切换时间不应大于15s。所以笔者建议，当采用自备柴油发电机组作为备用电源时，采用自启动方式时，发电机组的自启动时间不宜大于15s。

（7）根据《福州市消防管理若干规定》，柴油发电机组禁止使用液化石油气和汽油、煤油等闪点低于60℃的液体作燃料。

（8）有时为了增加后备电源的弹性，或者因为负载太大，这时便需要考虑将两台或以上的发电机组并车，输出备用电源，两台柴油发电机房必须电压一致、相序一致、频率一致、相位角一致。一般备用机组并车最好是采用全自动装置，并且需要自动均衡负载，根据负载的多少而自动的将发电机并车或停机，以达到最佳的经济效益，并使柴油发电机运行保持最佳状态。

5　柴油发电机机组平面布置图

（1）在与建筑及其他专业配合中，可参考图1及表3中的机组布置图及机组之间的净距来布置柴油发电机房；

图1　机组布置图

表3　机组之间及机组外廓与墙壁的净距（单位：m）

（2）如果柴油发电机组的容量为400kW，建议机房的净高不小于3.6m。

6　结束语

综上所述，柴油发电机组的设计是一项很值得广大建筑电气设计同行仔细研究和探讨的问题。以上是笔者在柴油发电机组电气设计及学习中的一些体会，不足之处，请指出批评。

[1]《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）.

[2]《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）.

[3]《10kV及以下电力用户业扩工程技术规范》（DB35/T1036-2013）.

[4]《福州市消防管理若干规定》.

[5]康明斯柴油发电机组技术资料.

[6]泰豪柴油发电机组技术资料.

[7]云白烟囱技术资料.

TM314

A

1673-0038（2015）09-0072-03

2015-2-10

刘娟（1981-），女，工程师，大学本科，主要从事建筑电气设计工作。