新聞主題	柴油發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電機組作為備用電源。為保證發電機組的穩定運行，減少其環境污染，在柴油發電機房暖通設計過程中應采取針對性的技術措施。為了使暖通專業更好地滿足柴油發電機間的使用要求，從其具體使用特點出發，提出在進行柴油發電機間的暖通專業設計時，應同時兼顧其出現備用工況，使用工況，事故工況時的機房環境要求；同時由于柴油發電機間出現工況的不同，室內通風量會相差懸殊。康明斯發電機廠家在本文通過分析柴油發電機組散熱量組成，結合風量計算公式，探討柴油發電機房的通風采暖措施。

 

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

 

一、發電機房布置

 

      柴油發電機房一般宜布置在建筑首層，但常因首層售價較高，實施中常很難與業主共同劃出合適的空間，此外，機組運行時產生的噪音、空氣污染等也增加了在首層布置時困難。因此，根據規定發電機房應滿足下列要求：

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

2、發電機間、儲油間火災危險性類別為丙類，建筑耐火等級為一級。控制室與配電室火災危險性類別為戊類，建筑耐火等級為二級。當柴油發電機房設在其他建筑內時，還應同時滿足該建筑耐火等級要求。

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

（1）發電機間與控制室、配電室之間的門和觀察窗應為甲級防火隔聲門窗，門應開向發電機間。

（2）柴油發電機房內設置儲油間時，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電機間分隔；必須防火墻上開門時，應設置甲級防火門。儲油間宜設150~200m高擋油門檻。

（3）柴油發電機房的防煙、 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，均應符合相關專業規范及《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所的上一層、下一層或貼鄰。

②、不應靠近有安靜和防振動要求的房間。

③、發電機間、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，門應為甲級防火隔聲門。

5、柴油發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 柴油發電機房布置圖

 

 

二、發電機房通風計算

 

      根據康明斯公司有關資料介紹，柴油發電機組的發電效率約為30%～46%，其余轉化為熱量。各部分熱量均應結合柴油發電機組樣本提供的參數進行計算，或參考有關公式。據相關資料介紹，以1200～1800KW的大型發電機組為例，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%。進風系統的風量按消除余熱及排除有害物計算，并取兩者中的較大者，進風可采用自然進風或機械進風。

 

圖2 柴油發電機組排熱示意圖

 

1、排除有害物所需風量 L₂

      柴油發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。因為柴油發電機房的排煙管為架空敷設，稀釋有害物所需的通風量可按14~20m3/kWh計算，排除有害物所需風量L2（m3/h）的計算公式為：

L₂ = q₁P........................公式（1）

式中，q1——通風量（即排除有害物所需風量可按14~20m3/（kWh）；

P——柴油機的輸出功率，kW。

2、消除余熱所需風量 L₃

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

      排出余熱所需風量：

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

其中，Q=Q₁+Q₂+Q₃

L₃——排除余熱所需風量，m3/h；

C——空氣比熱容，取C=1.01kJ/（kg*℃）；

ρ——當地夏季室外通風計算溫度下的空氣密度，kg/m3；

tex，tin——進排風溫度，進風溫度tex取當地夏季室外通風計算溫度，排風溫度tin可取40℃；

Q——發電機組總散熱量，kW；

Q₁、Q₂——發電機組輻射散熱量及風-水換熱器的換熱量，kW；

Q₃——發電機組排煙管的散熱量。

Q₃ = q₂l........................公式（3）

其中，q₂——為排氣管單位長度散熱量，kW；

l——發電機組排氣管長度，m。

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

3、應急發電機房的日常排風量 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，應急柴油發電機便啟動應急發電，而且應急發電機房設置在安全區內，進風口及排風口均通向安全區；另外應急柴油發電機房設置了1m³柴油箱，為了保證應急發電機房內的良好的通風效果，在房間內設置了軸流通風機，并且連續運行，日常通風換氣次數為10~15次/h，這套系統還承擔滅火完畢后的排風系統。

4、應急發電機房的進風量 L_j

為保證柴油發電機組燃燒所需的空氣量。封閉式自循環水冷卻機組的進風量應為燃燒空氣量L₁和消除余熱的風量L₃兩者之和。

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

燃燒所需的空氣量L1：當無據可查時燃燒空氣量可按7m³/（kW.h）計算。

L3由公式（2）計算得出。

5、應急發電機房的排風量 L

L＞L_j-L₁........................公式（5）

 

三、發電機房采暖措施

 

      柴油發電機房可由柴油發電機室、儲油間、進風豎井、排風豎井、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，大多數柴油發電機組其實均安裝在地下室內。機房的溫度對柴油發電機的效率有很大影響，在炎熱的夏季，機組運行時，室內溫度和相對濕度應符合機組樣本及有關電氣規范的要求，而高寒地區或寒冷地區都要注意防止機房內出現霧區，更要防止凍破發電機組問題。因此，室內要設值班采暖并注意送風溫度。

1、平時通風

      風冷和?冷發電機的機房平時通風取6次換?次數，儲油間通風換?次數不?于3次。對于采??體滅?系統的機房，在?災后，通風系統負責排除室內廢?，但不是事故通風；為保證?的安全，建議按事故通風設置啟動按鈕。

2、?作通風

      ?冷柴油發電機須考慮?作耗氧所需空?量；風冷發電機冷卻風量?，?般采??然進風，柴油發動機?帶風扇壓?排放，但柴油發電機?帶風機壓頭只有150Pa左右，在井道阻??時需增加風機克服井道阻?，?般進風井阻??，加進風機；排風井阻??，則加排風機。

3、溫濕度要求

（1）人員直接在機房操作且運行時15℃≤1≤35℃，相對濕度不大于75%；

（2）非運行時5℃≤t≤35℃，相對濕度不大于70%；

（3）人員隔室操作時，溫度不得超過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

      目前柴油發電機房內有時設有自動噴水滅火系統，且常為濕式系統，此時更應采取必要的采暖措施保證消防設施安全。在機房的進風、排風系統上，宜設置不運行時自動關閉的電動閥門，以避免冷風損失。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 發電機房自動滅火器裝置

圖4 發電機房輔件控制系統框圖

 

四、發電機房照明

 

      柴油發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電機房照明要求。

1、燈具的選型

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

2、安裝位置要求

       柴油發電機房內應保持相對的明亮度，以方便工作人員進行工作。為避免燈具的反光影響操作人員的視線，燈具的安裝位置要考慮到對高速旋轉的發電機組的影響，應選擇合適的燈具安裝位置。同時，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，要結合發電機房的實際情況，避免燈具安裝過低或過高，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，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方向垂直或傾斜。在安全方面，應避免燈具的電線散亂，選用防潮、防爆的電線，并對燈具進行專業的安全維護。

 

總結：

       在設計柴油發電機房時，通風散熱是十分關鍵的，但是柴油發電機組進入冬季使用時由于外界環境溫度偏低會造成啟動困難，甚至無法啟動或者由于冷卻水的凝固點低而發生機體凍裂的事故發生。所以在嚴寒冬季里為了柴油發電機組可恢復正常工作狀態，用戶必須要做好機房的采暖措施。柴油發電機房照明要求的重點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，同時要注意燈具的安全和維護等方面，這樣才能確保柴油發電機房的無障礙、高效率的運行，同時提高工作人員的工作效率和安全水平。

 

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