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《建规》对柴油发电机房及储油间设计的规范说明 |
摘要：随着中国经济的不断发展，各高层建筑蓬勃建设，柴油发电机组为各高层建筑的供电系统提供应急备用电源，其中发电机房也是保证供配电系统可靠和安全运行的环境基础。康明斯柴油发电机公司根据国家和地方相关规范的要求，通过某住宅小区的柴油发电机组的设计实例分析柴油发电机房设计要点与布置要点，希望能为广大客户提供参考。
一、机房与设备总体布置
1、柴油发电机房的选址（建规要求）
（1）柴油发电机房的位置应设在负荷中心附近，一般靠近外电源的变配电室，缩短供电距离，方便管理。
（2）柴油发电机组运行时会产生较大的噪声和振动，因此柴油发电机房应远离要求安静的工作区和生活区。
（3）柴油发电机组设备比较重、体积比较大，要考虑设备的安装检修的运输。
（4）柴油发电机房不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。
（5）柴油发电机房应采取排烟、消声、减振和隔声等综合治理措施，并满足环保要求。
（6）柴油发电机基础宜采取防油浸的设施，可设置排油污沟槽，机房内管沟和电缆沟内应有0.3％的坡度和排水、排油措施等。
（7）当柴油发电机房设置在地下室时应考虑：
① 至少有一侧考外墙，保证热风和排烟管道能伸出室外，机房内应有足够的新风进口，气流分布合理；
② 应考虑设备吊装、搬运和检修等条件，预留好吊装孔；应便于设备运输、吊装和检修。
③ 必须做好柴油发电机房防潮和冷却通风措施。
2、柴发机房内部布置（建规要求）
新建的柴油发电机房大部分设置在地下一层，按水专业要求设置了自动喷水灭火系统，且容量大于500kW宜设置控制室，故本次设计时考虑在柴油发电机房设置了一个控制室，即保证火灾时自动喷水对柴油发电机配电屏影响最小，又方便观察、操作和调度。在机房布置时应注意：
（1）进、排风管道和排烟管道架空敷设在机组两侧靠墙2.2m以上的空间内，排烟管道一般不止在机组背面；
（2）机房的高度应满足机组安装或检修时，利用预留吊钩用手动葫芦起吊活塞、连杆、曲轴所需高度；
（3）发电机至配电屏的引出线，采用铜芯电缆或封闭母线，当设电缆沟是，沟内应有排水和排油措施；
（4）控制室布置应便于观察、操作和调度，进出线方便；
（5）盘前、盘后应有足够的安全操作和检修距离，单列布置的配电盘，盘前通道应不小于1.5m，双列布置时盘前的通道不应小于2m，离墙安装的盘后宽度不小于1m，配电盘顶部的高度距房顶不小于0.5m；
（6）控制室内不应有油、水等管道通过及安装与本装置无关的设备；当控制室的长度在7m及以上时，应有两个出口，出口在机房两端，门应向外开。
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图1 柴发机房侧视剖面图 |
图2 柴发机房平面布置图 |
3、储油间的设置
按《建筑设计防火规范》GB50016-2014要求，储油间属于丙类火灾危险场所，不属于易燃易爆场所，可不按照爆炸性环境进行电气设计。储油间建造设计如图3所示。
（1）机房内设置储油间时，其总储油量不应大于1m3，储油间应采用耐火极限不低于3小时的防火隔墙和发电机间分隔，在防火隔墙上开门，应设置甲级防火门。
举例：按火灾时间3h考虑，550kw的柴油发电机组的燃油消耗为150L/h，3小时需要柴油的容量为450L，在储油间内设置一个1m3的储油罐满足火灾时发电机组的耗油量，也满足规范要求不大于1m3的要求。
（2）储油间和室外储油罐的进出油路管道，在进入建筑物前和设备间内的管道上均应设置自动和手动切断阀。
（3）储油间的油箱应密闭且应设置通向室外的通气管，通气管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，此条为强制性条文。
（4）由于部分柴油的闪点可能低于60℃，因此设置在建筑内的柴油设备或柴油储罐，柴油的闪点不应低于60℃。
（5）储油量的计算：
油耗（g）=消耗量*功率*时间
大功率柴油发电机耗油量高，例如1600kW发电机，若供电时间要求不小于3h，则1立方不能满足火灾时消防负荷持续供电时间的要求。按照上述公式计算其储油量，其中，应注意柴油的密度=0.83～0.855g/ml。
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图3 储油间建设施工平面图 |
二、发电机房环保标准
1、噪声环境质量标准
应执行《噪声环境质量标准》(GB3096-2008) II 的类区标准。
表 1 声环境质量标准 单位： dB
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类别 |
昼间 |
夜间 |
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II |
60 |
50 |
2、工业企业厂矿环境噪声排放标准
正常工况下发电机房厂区界外 1m 处达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008) 的Ⅳ类标准。
表 2 工业企业厂界环境噪声排放标准 单位：dB
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类别 |
昼间 |
夜间 |
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Ⅳ |
65 |
55 |
3、工业企业设计卫生标准
正常工况下发电机房达到《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002) 的工作地点噪声声级的卫生限值。
表 3 工业企业设计卫生标准 单位： dB
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日接触噪声的时间 (h) |
卫生限值 (dB) |
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8 |
85 |
三、噪音控制方案
发电机房主要噪声源为发电机组正常运行期间产生的噪声，所以 必须对发电机房主要噪声源采取控制措施，使发电机组产生的噪声达 到环境标准，保证周边区域内环境质量，为周围工作人员提供安静的工作环境 。由于发电机房噪声声源比较复杂，仅采取单一的降噪措施 难以满足要求，必须采取综合治理控制工程。具体控制工程的措施如下：
1、排气消声与减震
发电机组排气噪声由发电机生产厂家通过安装排气管消声器解决，结构震动噪声通过在发电机组地脚与地面之间安装阻尼减震垫， 将机械能转化为热能，
2、墙面及天花吸音
发电机组产生的燃烧及机械传动噪声与空气动力性噪声通过空气以及发电机房内墙壁、管道、不规则建筑布局反射回来产生混响声， 该混响声直接传出室外，对周围工作人员的身心具有很大的伤害，必须通过隔声处理措施控制声音向外辐射。故将发电机房改造为封闭式空间，四周墙面和天花顶面使用吸声材料隔绝，并将所有管道及无用空间与发电机房隔开。发电机房大门和储油间防火门加装消音措施。通过上述措施可防止噪声向外传播噪声，有效降低噪声分贝。
3、 通风系统降噪
将发电机房改为密闭空间时，室内空气将不流通，导致柴油机没 有充足的氧气正常工作及散热，严重影响设备运行 。由此可见，发电机房内的通风是非常重要的。
（1）可通过现场勘察和发电机组进风量要求计算，在机房上部引风导风槽加装进风消声器，进风通过柴油机冷却风扇强制吸入；
（2）排风口加装排风消声器，利用柴油发电机组自带风扇风力和热空气上升原理及室内外压差排除。保证柴油机有充足空气冷却散热，有充足的氧气良好燃烧，在不影响其安全运行的情况下可有效降低噪声。
通过以上噪声控制措施，可使发电机房内正常工作时产生的噪声声压级明显降低，再通过自然衰减，可将发电机房周边生活及办公区噪声控制在60dB以下，达到《声环境质量标准》(GB3096-2008) 的2类区标准规定的噪声限制。但是由于发电机房内为密闭空间，致使发电机房内噪声明显过大无法衰减。因此，室内噪音若要达到《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002) 中规定的限制85dB以下，操作人员必须在正常工作时门窗必须关闭 ，防止室内噪声辐射到室外。
总结：
本文上述内容主要介绍民用建筑机房。虽然柴油燃点较高，发生火灾危险性相对较小，但是在民用建筑中是将柴油发电机组设置在建筑物主体内，从理论上来说肯定还是有危险性的，再考虑到机组运行过程中通风、噪音、振动等问题，无疑需要我们全面考虑并采取充分的防范措施。
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