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机房设计与设备安装 |
高层建筑中柴油发电机房的设计要点 |
导读：随着我国国民经济的高速发展，城市面貌日新月异，神州大地高楼林立。确保高层建筑的不间断供电显得尤为重要；许多高层建筑均采用市电加应急备用柴油发电机组供电以确保能可靠地不间断供电。高层建筑由于其自身的特点对所选用的柴油发电机组有特殊的要求，同时高层建筑的发电机组房设计与发电机组安装也有其特殊性，以下对此作初步的介绍与探讨。
腾讯数据中心柴发机房案例
一、高层建筑的特点及设备选用
高层建筑由于住户众多，拥有中央空调、电梯、水泵、风机、照明灯等大量电器，用电量较大，所选用的发电机组容量相对较大一般都有数百千瓦，甚至达上千千瓦。高层建筑多为写字楼、高级商场、宾馆或高级公寓楼，对供电质量及供电的可靠性要求较高，要求能不间断供电，一般要求市电停电后1～3分钟内能恢复供电，因此对发电机组的快速应急启动，应急加载能力及可靠性要求很高。
在这种场合用户大多选用自动化柴油发电机组（自启动发电机组）。高层建筑大多位于市中心，繁华商业区，受地理条件的限制大部份的发电机组房均建在大楼最底层的地下室中。机房空间狭小，排气、排烟、供油困难。这样就要求发电机组体积小，重量轻，便于搬运安装。自启动康明斯柴油发电机组白于其体积较小、重量较轻、自动化程度高，运行可靠性高而自然而然地成为高层建筑最经常选用的发电机组。
由于其供电量需求大，通常会配备双机和多台机组并联后对其供电，所以发电机组房的难度增大。再加上商业性质对环保要求极其严格，内部的噪音是必须控制在机房内，不可传播到室外影响整体商业价值。因此，设计人员在规划高层建筑的柴发机房时应以较高标准来执行，切不可只考虑成本而降低预算，导致后期机房建设陷入困境。
双机柴发机房建设示意图
二、机房设计的注意事项
高层建筑的发电机组房有其特殊性，受自身条件的限制，机房一般设在大楼的地下室，机房空间狭小，排气、排烟困难，无法贮存大量的燃油。为使发电机组能正常工作，机房设计及发电机组的正确安装尤为重要。
（1）发电机组应放置于独立房间并尽量靠近主配电旁。机旁应按通风、供油、排气、排烟的条件来统筹设计。
（2）机房应充分考虑操作人员操作、维护、保养方便，应留出所需的空同，两边应最少留有1.5m的空间，机顶到天花板亦应留有一定高度以便维修时拆卸。
（3）安放发电机组的台基应有足够的承受力，基础水泥厚度应在0.6～1.2m之间，并高出地面0.5m左右，台基应比发电机组底座稍大，每边约有0.15m，且台基四固应砌有排污沟、电缆、管道沟。
（4）靠近发电机组散热器端的墙上须留有孔口使散热器排放的热风能排至室外，孔口面积应与散热器面积一致或稍大些．孔口应与散热器对齐，尽量使热风排至室外而不致于被墙挡回室内，若排风孔外有挡墙则两者之间应有一定距离，其距离约为散热器之高度。
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发电机房设计立面图 |
发电机房设计平面图 |
三、机房选址和布置原则
1、选址原则
柴油发电机组房应靠近一级负荷或变配电室，可设置在建筑物的首层、地下一层或地下二层，不应布置在地下三层及以下。设置于地下时，不应设在四周无外墙的房间，应该为热风管道和排烟管道排出室外创造条件;尽量避开建筑物的主入口、正立面等部位，以免排风、排烟对其造成影响；不应设置在潮湿场所的正下方或相邻。
（1） 不应设在四周⽆外墙的房间， 为热风管道和排烟管道伸出室外创造有利条件；
（2）尽量避开建筑物的主入口 、正立面等部位， 以免排烟、排风对其造成影响；
（3）注意噪声对环境的影响；
（4） 宜靠近建筑物的变电室，这样便于接线， 减少电能损耗，也便于运输管理；
（5）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方和贴邻。
2、布置原则
（1）机房应包括发电机组间、控制室、储油间、备品备件储藏室等用房，设计时可根据工程具体情况进行取舍、合并或添减。
（2）单机容量不大于500kW的单台发电机组可不设控制室。
（3）机房内应设置储油间，其总存储量不应超过8h的燃油量，储油间内照明灯具、开关、火灾报警探测器采用防爆型。
（4）柴油发电机组房应设有进风口、热风出口、排烟管。
（5）机房应有足够的新风补充，进风一般为自然进风方式，进风口的面积应为散热器面积的1.6倍，且进风口宜正对发电机组端或发电机组两侧。
（6）发电机组的热风出口应靠近并正对柴油发电机组散热器，热风出口的面积应为散热器面积的1.5倍。
（7）进风口与出风口宜分别设在机房两端，以免形成气流短路，影响散热效果。
（8）柴油发电机组燃烧时除了会产生大量热气外，还会产生大量燃烧废气。这些废气必须经过专门处理后，才能由专用的排烟竖井排至空气中。
（9）每台柴油发电机组的排烟管应单独引至排烟道，宜架空敷设，也可敷设在地沟里。
（10）排烟管与柴油发电机组排烟口连接处应装设弹性波纹管，排烟管穿墙处加消声阻燃套管。
（11）机房不宜放在人员密集或大楼主出入口正下方，机房排烟应避开居民敏感区，排烟口宜内置排烟道至屋顶。当排烟口设置在裙房屋顶时，以检验其处理后再行排放。
（12）发电机组间宜有两个出口，其中一个出入口的大小应满足搬运发电机组的需要。
（13）门是甲级防火门，向外开启。发电机组间与控制室之间的隔墙上设置防火门及防火观察窗，并开向发电机组间。
（14）发电机组的基础采用钢筋混凝土，基础各边应超出发电机组最宽处300mm，高出室内地坪且大于150mm。
四、容量的选择
1、计算公式
发电机组的额定功率PH应大于或等于1.1倍的计算功率(Pj):
PH>1.1Pj
○ 当Pj1>Pj3时，应选PH>1.1(Pj 1+Pj2)。为充分利用发电机组，应把重要负荷接到发电机组母线上。
○ 当Pj3>Pj 1时，应选PH>1.1(Pj2+Pj3)。这样既能满足消防负荷用电，也能向保证负荷供电，为首选设计方案。
○ 最大一台电动机启动时，应保证发电机组端的瞬时电压降不应大于额定电压的20%无电梯负荷时，不应大于25%，条件允许时，电动机可采用降压或变频启动。
2、容量的选择校验
○ 按最大一台电动机启动需要来校验发电机组的容量，即：PH>K X P。式中PH:发电机组的额定功率；K:最⼤⼀台电机启动倍数。在不同启动⽅式下，发电机组功率为被启动电动机功率的最⼩倍数(如表1所⽰)。
○ 一般消防水泵可按15%允许瞬时压降来选择，校验发电机组容量，可采用Y-△启动。
○ 发电机组容量足够，水泵容量较小，又不经常起动，直接起动时压降小于15%时，可采用直接起动。
○ 柴油发电机组单台容量不宜超过1000kW，若容量较大可选择多台并联。
3、计算实例
某商住楼，拟设一台容量最小的柴油发电机组，消防时作消防负荷备用电源，平时作保证负荷备用电源。其中保证负荷计算值Pj2+Pj3为300kW，而其最不利防火分区被认定为地下室。因为，若地下室火灾，则投入服务的消防设备总安装功率为最大，其值Pj1+Pj2为250kW，其中消防水泵容量最大，75KW，△(星三角)启动。
计算过程：因300kW>250kW，故机组容量选择以保证负荷计算为准。
则应选的发电机组功率为：PH>1.1 x 300kW=330kW，查样本选择PH=350kW发电机组。校验最大一台电机为高区消防水泵75kW，采用Y-△启动，按15%压降查表得K=2.3，取1.2可靠系数，1.2 x K x P=1.2x 2.3 x 75=207KW小于350kW，经校验所选机组满足要求。
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