應(yīng)急柴油發(fā)電機組的設(shè)置與設(shè)計分析

呂孫建

廈門合立道工程設(shè)計集團股份有限公司（361000）

應(yīng)急柴油發(fā)電機組的設(shè)置與設(shè)計分析

呂孫建

廈門合立道工程設(shè)計集團股份有限公司（361000）

從發(fā)電機容量確定和選擇、應(yīng)急柴油發(fā)電機與市電接線和連鎖、發(fā)電機機房設(shè)計三方面進行系統(tǒng)闡述，確保應(yīng)急柴油發(fā)電機組設(shè)置合理性的同時實現(xiàn)其優(yōu)化設(shè)計。

應(yīng)急柴油發(fā)電機組；民用建筑；市電接線；機房

1 發(fā)電機容量確定和選擇

1）消防狀態(tài)下，外電停電時

針對這種情況，應(yīng)明確應(yīng)急柴油發(fā)電機的供電范圍，包括消防泵、防排煙風(fēng)機、應(yīng)急照明、消防電梯等負(fù)荷。設(shè)計過程中為了獲得較為準(zhǔn)確的消防負(fù)荷計算結(jié)果，應(yīng)結(jié)合行業(yè)技術(shù)規(guī)范及建筑物的實際概況，按“無地下室及大面積裙樓時，消防設(shè)備僅考慮最大一個塔樓消防用電負(fù)荷。有地下室或大面積裙樓時，消防設(shè)備僅考慮地下室最大一個防火分區(qū)內(nèi)消防負(fù)荷。如該防火分區(qū)包括塔樓范圍，則加上該塔樓的消防負(fù)荷。”根據(jù)要計算的消防負(fù)荷，將柴油發(fā)電機數(shù)量控制在合理的范圍內(nèi)。

2）非消防狀態(tài)下，外電停電時

針對這種情況,先應(yīng)明確發(fā)電機的供電范圍,包括通信機房、生活水泵、樓道照明、電梯、地下室照明等。確定發(fā)電機容量時應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]商業(yè)用電，或者其他非消防重要負(fù)荷。

通過對以上兩種情況的分析，確定穩(wěn)定負(fù)荷計算的發(fā)電機容量時，應(yīng)選取以上兩種情況中用電負(fù)荷較大的，進而以最大的單臺電動機或成組電動機起動的需要，或啟動電動機時發(fā)電機母線允許電壓降所需的發(fā)電機容量為參照，確定發(fā)電機的容量大小。針對大型住宅小區(qū)，選擇時應(yīng)考慮這些方面：與給排水專業(yè)保持一致；對電機起動順序進行必要的調(diào)整，并將起動時間錯開；對于功率較大的消防水泵，應(yīng)選擇起動時間短、造價成本低的起動方式。

2 應(yīng)急柴油發(fā)電機與市電接線和連鎖

為了使應(yīng)急柴油發(fā)電機組與市電接線、連鎖能夠達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)明確這些方面的具體要求：

發(fā)電機與市電之間應(yīng)按照合理的方式設(shè)置連鎖，避免二者并網(wǎng)運行。根據(jù)供電部門要求選用性能可靠的機械鎖。

應(yīng)急柴油發(fā)電機與市電接線時應(yīng)保持靈活性，避免各類事故的發(fā)生，充分發(fā)揮應(yīng)急柴油發(fā)電機的作用，確保市電的正常使用。

各種技術(shù)規(guī)范要求消防負(fù)荷雙電源應(yīng)在末端切換。因此，需要結(jié)合實際情況進行末端切換設(shè)計，確保市電停電時應(yīng)急柴油發(fā)電機能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用，滿足市電正常供電的實際需求，實現(xiàn)應(yīng)急柴油發(fā)電機與市電的正常接線與連鎖。某高層建筑住宅小區(qū)所采用的方案示意圖如圖1所示。

圖1 某高層建筑住宅小區(qū)所采用的方案示意圖

末端切換方式的優(yōu)勢在于：任何情況下消防負(fù)荷的兩路電源可以進行末端切換。同時,這種方案不僅滿足了消防負(fù)荷供電需求，也滿足了其他非消防重要負(fù)荷的供電需求，具有良好的靈活性。低壓開關(guān)之間有電氣及鑰匙程序連鎖，保證三個開關(guān)最多只能同時合兩個。因此,應(yīng)急柴油發(fā)電機與市電接線與連鎖中應(yīng)重視該方案的合理運用，確保發(fā)電機工作能夠達(dá)到市電的實際需求，為用戶正常用電提供保障，確保市電停電情況下用戶用電不會受到太大影響。

3 發(fā)電機機房設(shè)計

結(jié)合高層建筑的實際概況及應(yīng)急柴油發(fā)電機的功能特性，在確定發(fā)電機房時應(yīng)充分考慮其占用面積，避免對建筑物造成不利影響。因此，開展應(yīng)急柴油發(fā)電機房的設(shè)計時，要明確具體的設(shè)計要點，最大限度地發(fā)揮發(fā)電機的作用。

1）柴油發(fā)電機房的確定

當(dāng)前高層建筑的發(fā)電機房一般設(shè)置在裙房內(nèi)或者地下室的某些區(qū)域。如果在地下層進行布置，在設(shè)計過程中需要注意協(xié)調(diào)各方面之間的關(guān)系，比如說防潮、通風(fēng)、排煙、減振、降噪等，這些因素對于柴油發(fā)電機房的確定有著非常大的影響。

發(fā)電機機房要根據(jù)地方要求而設(shè)置，例如福建省就出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)條文：新建住宅小區(qū)室外地面± 0.00標(biāo)高低于城市防澇用地高程或當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位的，其變配電站房、備用發(fā)電機用房、消控中心、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)室等10 kV公共網(wǎng)絡(luò)干線節(jié)點設(shè)備應(yīng)設(shè)置在地面一層及一層以上，并高于當(dāng)?shù)胤罎秤玫馗叱獭?/p>

2）機房設(shè)備的布置

進行機房設(shè)備布置時,需要考慮到機組容量、機組臺數(shù)等方面情況，依照緊湊、合理、經(jīng)濟原則，方便之后進行安裝和維護，同時避免存在較大的安全隱患。如果當(dāng)發(fā)電機房只設(shè)一臺機組時,如果機組容量在500 kW及以下，那么就可以不用設(shè)置控制室，在發(fā)電機端部或者側(cè)面進行控制屏以及配電瓶的布置，在檢修通道設(shè)置方面，需要保證屏前與發(fā)電機端部距離超過2 m，與發(fā)電機側(cè)面超過1.5 m。如果發(fā)電機房的布置的是單臺電機，其容量超過500 kW,或者布置的是多太機組，為了保證之后在維護、管理、控制方面的便捷性，需要設(shè)置專門的控制室。在控制舍中需要放置控制屏、操作臺、配電箱等裝置。在布置要求方面，需要按照低壓配電室的要求來進行。機房內(nèi)的機組盡量水平或者垂直布置，這種方式最大的特點是可以保證機組中心線和機房中軸線之間的垂直性，方便之后進行操作管理，同時這種布置方式不需要消耗較多的管線。機房、配電室以及控制室之間如果不存在較大的距離，那么需要盡量將發(fā)電機出線端靠近控制室和配電室側(cè)。

3）機房配電線纜選擇與敷設(shè)

柴油發(fā)電機房宜按潮濕環(huán)境選擇電力電纜或絕緣電線；發(fā)電機配電屏的引出線宜采用耐火型銅芯電纜、耐火型封閉式母線或礦物絕緣電纜；控制線路、測量線路、勵磁線路應(yīng)選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵磁線路和電力配線宜穿鋼導(dǎo)管埋地敷設(shè)或采用電纜沿電纜溝敷設(shè)。

4）機房接地

柴油發(fā)電機房一般采用三種接地方式：①工作接地：發(fā)電機中性點接地。②保護接地：電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼接地。③防靜電接地：避免因為靜電導(dǎo)致各類安全事故的出現(xiàn)。不同的接地方式可以與其他建筑接地結(jié)合使用。

5）燃油的存放

機房內(nèi)應(yīng)設(shè)置儲油間，其總儲存量不應(yīng)大于1 m3，發(fā)電機所使用的柴油的閃點不應(yīng)小于60°C。

6）機房的土建條件

在機房尺寸設(shè)置方面。在進行小機型機房尺寸的設(shè)置時，如果其各個部件屬于整體設(shè)備，那么需要在機組與墻之間需要布置有1.5 m的檢查通道，同時保證機組中線線和機房中垂線之間的重合性，在熱風(fēng)出口百葉窗附近位置布置散熱器，通過對這些因素的考慮，可以準(zhǔn)確計算出機房的各項尺寸。

在布置機房出入口時，盡量布置兩個，一個用來進行機組的搬運，按照甲級防火門的標(biāo)準(zhǔn)進行出入口門的設(shè)置，同時做好隔音處理，開向朝外；在發(fā)電機組、控制室、配電室之間的門需要專門進行隔音、防火處理，開向朝發(fā)電機組房，同樣按照甲級防火門標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計；在柴油機散熱器位置需要有熱風(fēng)排出百葉窗。如果沒有風(fēng)冷機組，還需要預(yù)留冷卻水管道孔。

在儲油間，需要使用耐火極限超過3.00 h的防火墻，將儲油間和發(fā)電機隔離，如果需要在防火墻上開設(shè)門窗，那么需要按照甲級防火標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。

確定好機組高度以及之后的排煙方向確定工作，提前留置排煙管道套管。

考慮好機組重量，要做好基礎(chǔ)的建設(shè)。根據(jù)機組底盤大小，選擇合理的機座尺寸，同時預(yù)留地腳螺栓。在機組基礎(chǔ)處，還需要有相關(guān)的減振措施，比如機組在運行過程中受到較大的振動干擾，如果機組布置在主體建筑或者地下層，還需要注意其與建筑之間的共振。

預(yù)埋管以及電纜溝的位置需要結(jié)合進出線位置以及電控箱位置來確定。

避免將柴油機房的進出風(fēng)設(shè)置在同一面墻上，如果設(shè)置在同一面墻，將很有可能會產(chǎn)生氣流短路現(xiàn)象，很大程度上降低實際散熱效果。如果受到施工條件方面限制，那么需要將進風(fēng)口設(shè)置在下部位置，同時保證與出風(fēng)口之間有著3 m以上的距離。出風(fēng)口面積需要超過柴油機散熱面積的1.5倍，進風(fēng)口面積需要超過1.6倍。

重視應(yīng)急柴油發(fā)電機房的科學(xué)設(shè)計，有利于優(yōu)化發(fā)電機組的工作性能，保持機組正常工作，使發(fā)電機的正常工作能夠達(dá)到現(xiàn)代建筑物的實際需求。不斷完善建筑物的整體服務(wù)功能，優(yōu)化高層民用建筑組成結(jié)構(gòu)。

4 總結(jié)

供電設(shè)備能否正常工作，關(guān)系著住宅小區(qū)整體的服務(wù)水平。因此，確保設(shè)備的正常供電，應(yīng)合理設(shè)置應(yīng)急柴油發(fā)電機組，運用科學(xué)的設(shè)計方法優(yōu)化其工作性能，降低機組長期使用中的故障發(fā)生率，增強電力供應(yīng)可靠性。同時，應(yīng)重視應(yīng)急柴油發(fā)電機組容量的有效選擇,并加強機房設(shè)計，促使停電狀況下或者住宅區(qū)供電不穩(wěn)定時應(yīng)急柴油發(fā)電機組能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢，確保用戶的正常生產(chǎn)生活不受影響。

[1]楊建華.柴油發(fā)電機組在建筑配電中的選擇與機房設(shè)計[J].中華建設(shè),2012(7)：140-141.

[2]張俊.應(yīng)急柴油發(fā)電機組設(shè)計的幾點思考[J].智能建筑與城市信息,2013(9)：84-86.