史福鋼

【摘 要】柴油發(fā)電機組是民用建筑中常用的應(yīng)急電源，選用恰當?shù)暮髠潆娫磥頋M足緊急情況下消防負荷及其它重要負荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計中一個不可忽視的問題，目前我們一般采用柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機組時應(yīng)注意哪幾方面的問題呢？本文從容量選擇、柴油發(fā)電機房的平面布置、通風、排煙及噪聲處理及采購中應(yīng)注意的事項幾方面進行了分析，以保證柴油發(fā)電機能在緊急情況下充分發(fā)揮作用。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)急電源；容量；通風；排煙；采購

1.容量選擇

自備發(fā)電機組容量的選擇，目前國家尚無統(tǒng)一的計算公式，因此設(shè)計人員在實際工作中所采用的方法也不相同：有的簡單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；有的則根據(jù)投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機組容量選擇的不準確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費，選擇太小則在事故時滿足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機組的容量呢？經(jīng)過查閱資料歸納出如下幾點：

（1）按計算負荷選擇發(fā)電機容量我們知道，建筑物的用電負荷可分為三類：第一類為保安型負荷，即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備安全和可靠運行的負荷，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、重要的計算機及相關(guān)設(shè)備等；第二類為保障型負荷，即保障大樓運行的基本設(shè)備負荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負荷，即除了上述負荷以外的其它負荷，例如：空調(diào)、水泵及其他一般照明、動力設(shè)備。計算自備發(fā)電機組的容量時，第一類負荷必須考慮在內(nèi)，第二類負荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應(yīng)將第二類負荷考慮在內(nèi)，但若將第一類、第二類負荷簡單相加來選擇發(fā)電機容量，則所選容量偏大，因為在消防狀態(tài)時，只需保證消防設(shè)備的運行，第二類負荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時，消防設(shè)備不使用。所以，可以選擇兩者中較大者作為發(fā)電機組的容量。

設(shè)備容量統(tǒng)計出來后，根據(jù)實際情況選擇需要系數(shù)K■（一般取0.85-0.95），計算出計算容量P■=K■P∑，自備發(fā)電機組的功率按下式計算P=kP■/η式中：

P—自備發(fā)電機組的功率kw；

P■—負荷設(shè)備的計算容量kw；

P∑—總負荷kw；

η—發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺取1；

k—可靠系數(shù)，一般取1.1。

（2）按最大的單臺電動機或成組電動機起動的需要，計算發(fā)電機容量P=（P∑-P■）/η∑+ P■KCcosψm（KW）

P■—起動容量最大的電動機或成組電動機的容量（kw）；

η∑一總負荷的計算效率，一般取0.85；

cosΨm —電動機的起動功率因數(shù)，一般取0.4；

K—電動機的起動倍數(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）按起動電動機時母線容許電壓降計算發(fā)電機容量P=P■KCX■″（1/△E-1）（kw）

P■一造成母線壓降最大的電動機或成組起動電動機組的容量（kw）

K—電動機的起動電流倍數(shù)；

X■″—發(fā)電機的暫態(tài)電抗，一般取0.25；

△E—母線允許的瞬時電壓降，有電梯時取0.20，無電梯時取0.25.在實際工作中，也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機組的起動能力。

近年來，變頻起動裝置在民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛，變頻起動與其它起動方式相比，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，當電動機采用變頻調(diào)速起動時，可以只考慮用計算負荷來計算發(fā)電機的容量，而不用考慮電動機起動的因素。

工程實例：以某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負荷主要為消防負荷，其容量為191kw，最大一臺電動機為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80%抽頭降壓起動。

（1）按計算負荷計算P=kP■/η=1.1×191/1kw=210.1kw

（2）最大的單臺電動機起動的需要計算：

P =（P∑-P■）/η∑+P■KCcosΨm

=（191—37）/0.85+37×6×0.64×0.4=238.0kw

（3）按起動電動機時發(fā)電機母線允許電壓降計算：

P =P■KCX■″（1/△E-1）

=37×6×0.64×0.25（1/0.20-1）

=142.08 kw

根據(jù)以上計算，應(yīng)選擇≥238.0kw的發(fā)電機組一臺，因此可選一臺250kw機組。

2.柴油發(fā)電機房的平面布置、通風、排煙及噪聲處理

2.1機房的平面布置

選擇機房的平面位置時，應(yīng)盡可能與變配電室相鄰，因為這樣便于接線，減少材料、電能的損耗，同時也便于管理。如果條件允許，機房最好設(shè)于首層，這樣便于通風，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，而往往把機房設(shè)于地下室，此時，在選擇機房位置方面應(yīng)注意以下幾點：

（1）機房要有一面靠外墻，這樣設(shè)備通風、排煙比較容易處理。

（2）應(yīng)注意機組的吊裝，搬運和檢修方便。一般利用停車庫出入通道作為搬運通道，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，避免因廁所檢修或樓板滲水影響機組的運行。

2.2機組的通風散熱

柴油機，發(fā)電機及排煙管在運行時均散發(fā)熱量，使機房溫度升高，溫度升高到一定程度將會影響發(fā)電機的出力，因此，必須采取措施來保證機組的冷卻。在有足夠的進風，排風通道的情況下，一般采用閉式水循環(huán)及風冷的整體式機組，否則可將排風機，散熱管與機組主體分開，單獨放在室外，用水管將室外散熱管與柴油主機連接。

2.3排煙

在考慮發(fā)電機房排煙管系統(tǒng)時，應(yīng)注意如下幾點：

（1）使排煙系統(tǒng)盡量減少背壓，因為廢氣阻力的增加將導致柴油機出力的下降及溫升的增加。因此排煙管設(shè)計得越短越直越好。

（2）排煙管宜進行保溫處理，以減少燙傷和減少熱輻射使機房溫度升高。

（3）應(yīng)設(shè)消聲器，以減少噪音。

2.4噪聲的處理一般民用建筑中所選機組為高速機組，噪聲比較大，為達到環(huán)保要求，機房內(nèi)應(yīng)設(shè)置吸聲材料和采取消聲措施

由于各個工程的實際情況千差萬別，因此在選用應(yīng)急柴油發(fā)電機組時，除應(yīng)滿足規(guī)范要求外，還應(yīng)根據(jù)實際情況來設(shè)置，才能達到令人滿意的效果。

3.柴油發(fā)電機的采購

3.1主要組成部分

一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度螺栓將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤連接而成，目前市場上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較多一些，柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設(shè)定一個上限，當達到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預先報警，這個時候如果操作員沒有采取措施，控制系統(tǒng)會自動將機組停掉，柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用的。

3.2采購柴油發(fā)電機時的注意事項

（1）對選用多大功率的機組自己首先要確定，柴油機功率要比所選功率大30%以上，電機功率留出10%儲備，假如有大功率單臺電動機（非變頻啟動）需要柴油機功率大出電機功率的3倍方可順利啟動電動機。

（2）對選用怎樣品牌價位的柴油機和發(fā)電機要有所選擇，柴油機方面應(yīng)考慮技術(shù)比較成熟的燃油消耗率低維修成本低可靠性高的配置，發(fā)電機選用國內(nèi)正規(guī)批量生產(chǎn)無刷電機的廠家一般質(zhì)量都能滿足要求。

（3）機組控制單元的選擇要考慮用戶使用的場所來選擇，比如租賃行業(yè)或操作人員不習慣使用液晶屏的單位可選用手動屏，自動化要求高的地方可選用全液晶屏。

（4）購買時還應(yīng)防范不良廠家在發(fā)電機和柴油機功率上作假。

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